18 Основные разъемные соединения химической аппаратуры. Основные типы фланцев и их применение

Всем этим требованиям удовлетворяют фланцевые соединения – одно из самых распространенных соединений в машиностроении и аппаратостроении.

Фланцевое соединение включает в себя два фланца или фланец с крышкой (заглушкой) с прокладкой между ними, соединенных болтами или шпильками. Фланцы, крышки, заглушки и прокладки стандартизованы по условному проходу или диаметру и условному давлению

Типы фланцевых соединений

По назначению различают фланцы аппаратные и фланцы для арматуры и трубопроводов. Фланцы этих двух типов регламентируются разными стандартами и отличаются по конструкции, размерам и применению. Базовым размером для аппаратных фланцев является внутренний диаметр. Аппаратные фланцы изготовляют с внутренним диаметром не менее 400 мм и применяют для разъемов корпусов аппаратов и люков. Базовым размером фланцев для арматуры и трубопроводов является условный проход (номинальный размер). Фланцы для арматуры и трубопроводов изготовляют с условным проходом DN 10мм и более и применяют в качестве фланцев штуцеров аппаратов и соединений трубопроводов.

По конструкции фланцы разделяют на:

– фланцы плоские приварные;

– фланцы приварные встык;

– свободные фланцы на приварном кольце.

1, 2 – фланцы; 3 – болт; 4 – гайка; 5 – прокладка; 6 – втулка (обечайка)

Рис. 14.1. Конструкции плоских приварных аппаратных фланцев

а – с гладкой уплотнительной поверхностью; б – типа "выступ-впадина"; в –типа "шип-паз"

1, 2 – фланцы; 3 – шпилька; 4 – гайка; 5 – прокладка Рис. 14.2. Конструкции приварных встык аппаратных фланцев

а – типа "выступ-впадина"; б – типа "шип-паз"; в – с уплотнительной поверхностью под прокладку

восьмиугольного сечения

1 , 2 – фланцы; 3 – прокладка; 4 – болт; 5 – гайка; 6 – патрубок

Рис. 14.3. Конструкции плоских приварных фланцев для арматуры и трубопроводов а – с соединительным выступом (с гладкой уплотнительной поверхностью); б – типа "выступ-

впадина"

1, 2 – фланцы; 3 – прокладка; 4 – болт (шпилька); 5 – гайка

Рис. 14.4. Конструкции приварных встык фланцев для арматуры и трубопроводов

а – с соединительным выступом; б –типа "выступ-впадина"; в – типа "шип-паз"; г – с

уплотнительной поверхностью под прокладку овального сечения

1, 2 – фланец; 3 – прокладка линзовая; 4 – шпилька; 5 – гайка

Рис. 14.5. Фланцевое соединение с приварными встык арматурными фланцами и уплотнительной поверхностью под линзовую прокладку

19. Основные разъемные соединения химической аппаратуры. Специальные типы фланцев. Выбор типа и материала прокладки

Специальные фланцы За исключением фланцев, о которых было сказано выше, есть еще ряд специальных фланцев, таких как:

• фланец диафрагмы

• длинные приварные фланцы с буртиком

• расширительный фланец

• переходный фланец

• кольцевая заглушка (часть фланцевого соединения)

• дисковые заглушки и промежуточные кольца (часть фланцевого соединения)

•  Прокладочные материалы

• Прокладочные материалы, служащие для уплотнения фланцевых соединений, должны обладать достаточной упругостью и прочностью для восприятия внутреннего избыточного или наружного давления и температурных деформаций, химической стойкостью в агрессивных средах, теплостойкостью.

• Во фланцевых соединениях аппаратов и трубопроводов применяют уплотнительные прокладки из различных неметаллических материалов (паронита, фторопласта, асбеста, резины), металлов и комбинированные прокладки. Тип и материал прокладок выбирают в зависимости от конкретных условий работы: давления, температуры и степени агрессивности среды.

• Асбест является минералом, способным расщепляться на тонкие волокна. Из асбеста изготовляют картон асбестовый толщиной 2 – 10 мм для изготовления прокладок, шнуры и набивки асбестовые для уплотнения сальниковых соединений. Асбест используют для изготовления комбинированных асбометаллических прокладок. Асбест используют при температурах не более 300С.

• Паронит состоит из асбестового волокна, синтетических каучуков, наполнителей и вулканизаторов. Выпускается в виде листов толщиной от 0,4 до 6 мм. Стоек во многих средах при температурах от минус 182 до плюс 450С.

• Фторопласт относится к фторсодержащим полимерам. Наиболее широко применяется фторопласт-4. Детали из фторопласта-4 получают прессованием в холодном состоянии с последующим спеканием. Фторопласт-4 хладотекуч, т.е. способен деформироваться при нагружении, поэтому прокладки из фторопласта помещают в замкнутый объем (соединения типа "шип – паз"). По химической стойкости фторопласт-4 превосходит все известные пластмассы: не растворяется в растворителях, устойчив к щелочам и кислотам, не набухает в воде и не горит. Применяют до температур, не превышающих 250С.

•  Резиновые прокладки изготовляют из технической листовой резины. Кроме того, выпускают фасонные изделия: шнур круглого и квадратного сечения, манжеты, кольца. Резина техническая листовая выпускается пяти типов: кислото-щелочестойкая, теплостойкая, морозостойкая, масло-бензостойкая и пищевая. Техническая резина применяется в диапазоне температур от минус 30 до плюс 50 С, теплостойкая резина имеет верхний предел температур до 90 - 140 С, а морозостойкая – нижний предел до минус 45 С.

• В последнее время для изготовления высоконадежных прокладок используют уплотнительный материал на основе терморасширенного графита (ТРГ). Уплотнительный материал нового поколения ГРАФЛЕКС на основе ТРГ имеет высокую термостойкость и негорючесть, минимальную газопроницаемость, высокую химическую стойкость, экологическую чистоту.

• Прокладки ГРАФЛЕКС используют на условное давление до 100 МПа и расчетную температуру от минус 200 до плюс 1000 °С.