Что такое фланцы и их применение фланцевых соединений в трубопроводах

Все о фитингах, их устройстве и назначении для сантехнических труб

Любой трубопровод, даже небольшой длины, редко бывает прямым (впрочем, и тогда к нему необходимо подключать какую-то арматуру: краны или вентили). При изменяющихся диаметрах и осях труб необходимость в неких переходных деталях тем более очевидна. Фитинг – это переходник, соединяющий несколько (до четырёх) участков трубопровода, условия протекания рабочих сред в которых изменяются.

Качественно смонтированные, они повышают надёжность и долговечность применения трубопроводов. Хотя сложность установочных работ тоже увеличивается.

Что такое фитинги и зачем они нужны

Что такое фитинг в сантехнике и есть ли необходимость использовать это слово в общем его значении? Иногда можно наблюдать даже разное написание термина – «фитинг» или «фиттинг». Стоит внести ясность. Слово fitting – английское, и может означать как деталь, так и процесс сборки (кстати, чего угодно; англоязычные электрик или программист также употребят это значение, если речь идёт о монтаже узлов компьютера или кабеля).

В русской лексике термин «фиттинг» не используется, он заменяется более привычными словами «сборка», «монтаж», «соединение». Поэтому выражение «соединение фитингом» употребляется только применительно к изделию, а собственно фитинг – запчасть, стандартная деталь, выбираемая под посадочное место конкретного трубопровода.

Виды соединительных элементов и их характеристики

Что такое фитинг для труб? Виды переходников определяются следующими факторами:

1. Оформлением присоединяемого торца трубы – с гладкой или резьбовой поверхностью.
2. Имеющимся пространством, необходимым для того, чтобы создать фитинговое соединение труб.
3. Материалом трубы.
4. Пропускной способностью – расходом и давлением прокачиваемой рабочей среды.
5. Долговечностью — способностью выдержать без замены определённое количество часов эксплуатации.

Фитинги для пластиковых труб: виды фурнитуры для водопровода и канализации
Монтаж пластиковых трубопроводов невозможно представить без использования фасонных элементов. При этом обязательным здесь будет использование фитингов для пластиковых труб, о разновидностях которых и…

Наиболее распространёнными видами стандартных адаптеров считаются:

• Муфта, которая имеет резьбовую посадку. Выполняет простое соединение двух частей трубопровода;
• Фланец, использующий болтовое крепление, и работающий так же, как и муфта;
• Тройник, предназначенный для разветвления потока по двум направлениям. Чаще всего – перпендикулярным, но иногда встречаются и соединения под другими углами (что такое эти фитинги, см. фото, публикуемые на специализированных сайтах);
• Четверник, при помощи которого соединяют четыре отдельных линии;
• Сифон – специализированная разновидность, которая делается для сливных магистралей;
• Штуцер – полезен при сборке трубопроводов повышенной гибкости;
• Заглушка, применяемая для концевых точек трубопровода.

Важно: фитинг, как стандартное изделие указывается в ряде нормативов. Например, ГОСТ 2531-2012 рассматривает чугунные варианты, ГОСТ 22643-87 – пластмассовые, ГОСТ 17375-2001 – приварные и т.д.

Виды фитингов по способу присоединения

Какие бывают фитинги по способу соединения с основным трубопроводом? Употребляются в основном обжимные, с соединением на болтах, клеевые, паяные, резьбовые. Последние допускают лёгкую разборку и чистку, но не позволяют соединять между собой трубы разного диаметра. Сварные и болтовые допускают стыки труб разного (хотя и смежного) типоразмера.

Клеевые и паяные используются для работ с различными неметаллическими материалами. В этом случае фитинг выглядит, как и основная часть трубопровода: это облегчает его идентификацию и использование требуемых режимов пайки/склеивания.

При условии качественного монтажа, наибольшие нагрузки выдерживают сварные и фланцевые исполнения, наименьшие – клеевые и паяные.

Виды фитингов по способу производства

Технологический процесс изготовления зависит от материала. Чугунную продукцию производят литьём, стальные изделия (в том числе, и из нержавеющей стали) – преимущественно горячей объёмной штамповкой.

Для получения деталей из латуни используют технологии и литья, и штамповки. Наконец, пластиковые адаптеры получают горячей экструзией в обычных или разъёмных фильерах.

Классификация по материалам изготовления

Выбор материала зависит от эксплуатационных нагрузок – давления, расхода жидкости, (иногда и от её плотности), а также от уровня гидросопротивления. Ведь фитинг — это дополнительная преграда потоку, вызванная различными смежными элементами – прокладками и конструктивными особенностями самого изделия – наличием приливов, уступов, радиусов закруглений, переходными участками и т.д.

Материалы, которые рекомендуются для изготовления рассматриваемых деталей, выбираются также с учётом технологичности их производства:

1. Чугун. Чаще используют чугуны с шаровидным графитом (марки ВЧ100), которые обладают достаточной прочностью и удовлетворительной пластичностью. Достаточно часто встречаются переходники из ковкого чугуна марок СЧ30 или СЧ35, а также из высокопрочного чугуна марки КЧ35-10 или КЧ 37-12. В некоторых случаях готовую продукцию для улучшения её товарного вида подвергают оцинкованию.
2. Сталь. Используется преимущественно нержавеющая сталь марки 08Х18Н10, а также её зарубежные аналоги. Остальные марки используются в системах, предназначенных для прокачки коррозионно неактивных сред при повышенных температурах, которые загрязнены абразивными частицами. Здесь используют стали типа 45Х. 40ХН. 40ХНМ и им подобные.
3. Латунь. При использовании технологии пластического деформирования ориентируются на марки деформируемой латуни: обычной от Л70, многокомпонентной – ЛА-77-2, ЛН 65-5. Из литейных латуней – ЛЦ40С, ЛЦ25С2 и т.п.
4. Металлопласты на основе деформируемого алюминия и полиэтилена марок РЕ-Х или РЕ-RT.
5. Полиэтилен низкого давления (ПНД). При невысоких эксплуатационных нагрузках используют полимеры, изготавливаемые по техническим требованиям ГОСТ 16338-85.

Фитинги для ПНД труб: виды арматуры и варианты соединений трубопроводов
В строительстве все чаще и чаще используют трубопроводы, изготовленные из ПНД. Именно поэтому возрастает спрос и на элементы арматуры. С их помощью монтаж труб превращается в легкое и быстрое…

Фитинги для металлических труб

В этом случае важно, чтобы марки металлов, из которых изготовлена труба и адаптер, не совпадали: это уменьшит опасность возникновения мостиков коррозии, снижающих срок безопасной эксплуатации изделий. Коррозионная стойкость повышается с применением деталей, имеющих хромовое покрытие.

Распространены следующие разновидности:

• Приварные муфты;
• Муфты с резьбой;
• Обжимные муфты;
• Фланцы.

Фитинги для металлопластиковых труб

Учитывая пластичность материала и его достаточные прочностные показатели, для обычных магистралей водопровода и канализации используют:

• Тройники;
• Крестовины;
• Фигурные отводы;
• Соединительные муфты (обжимные или на резьбе).

Выбор определяется рекомендуемым температурным диапазоном использования материала.

Фитинги для полипропиленовых труб

Принципы выбора – те же, что и для металлопластика. Предпочтение отдаётся материалам, которые легко и надёжно склеиваются/спаиваются.

Для рукавов высокого давления

Шланговые адаптеры для подобных систем рассчитываются на максимальное рабочее давление в системе или соединения на конце шланга. Рассматриваемые изделия изготавливаются из нержавеющей стали типа 316 методами холодной объёмной штамповки.

Типоразмеры штуцеров с резьбовой частью регламентированы ГОСТ 13955-74, а с накидной гайкой – ГОСТ 22525-77.

Капиллярной пайки

Это соединительный переходник/адаптер, торец которого оформлен в виде гнезда, В ходе припайки к концу трубы, припой течет капиллярно по кольцевому пространству между трубой снаружи и внутри, образуя плотную посадку.

Технические требования к таким изделиям оговорены в ГОСТ 32590-2013.

Латунные соединения

Используются для всех видов труб, исключая те, что выполнены из меди или её сплавов. Применение – такое же, как и у других исполнений переходников.

Резьбовые

Должны соответствовать резьбе на смежной детали: трубе, сгоне и пр. Резьба – дюймовая или метрическая, выбирается по параметрам внутреннего и наружного диаметров, количеству витков и номинальному проходу трубопровода.

Компрессионные

Представляют собой тип переходной арматуры, который используется для соединения двух труб или трубы с арматурой или клапаном. Когда гайка затянута, компрессионное кольцо вдавливается в седло, заставляя его прижиматься к трубе и к гайке. В результате обеспечивается водонепроницаемое соединение.

Клеевые

При использовании переходников такого типа соединение деталей производится жидким полимерным материалом, обладающим хорошим сцеплением с поверхностью. Такие варианты отличаются оперативностью установки и достаточно хорошей герметичностью. Используются преимущественно в быту.

Отличаются относительной быстротой монтажа. Однако могут терять герметичность при воздействии высоких температур. Удобны для обустройства автономных систем водоснабжения.

Пресс-фитинги

Используют посадку с натягом, когда соединение герметизируется силами трения. Являются основной формой крепления между двумя плотно прилегающими сопрягаемыми деталями, которая создает соединение после того, как детали плотно сдвинуты друг к другу. Необходим инструмент, который создаст нужное давление.

«Папа-папа»

Используются с целью соединения двух участков магистрали, имеющих наружную резьбу.

«Мама-мама»

Применяются для соединения участков, где выполнена внутренняя резьба. Требуют промежуточную соединительную деталь, и более трудоёмки в монтаже.

Заключение

На нашем сайте можно найти статьи о фитингах для различных типов труб и особенности их применения. От привычных обжимных пластиковых моделей, До современных пуш-фитингов, не требующих для соединения никаких инструментов. Проанализированы достоинства и ограничения для каждого из видов рассмотренных деталей,

В видео можно ознакомиться с видами изделий для пневматических систем:

Что такое фланцы и их применение фланцевых соединений в трубопроводах

Главная задача, возникающая в процессе монтажа трубопроводов – обеспечить надёжное и герметичное соединение стыков труб (стальных, керамических, из ПНД и т.п.), валов или осей между собой. Для этого их соответствующим способом оформляют – нарезают резьбу ( муфтовое соединение), либо предусматривают на обоих торцах плоские детали с отверстиями под болты. Такие детали называют фланцами.

Область применения

Что такое фланец? Это вид фитинга для соединения отрезков труб. Наружная образующая такого соединителя может иметь любую форму, но чаще всего также бывает круглой. Круглые детали, фото которых часто можно видеть в инструкциях, предпочтительнее квадратных или шестигранных потому, что они технологичнее в производстве и менее трудоёмки при монтаже.

Ранее фланцем называли уступы круглой или прямоугольной формы для стыкового соединения любых (в том числе, и неподвижных) частей изделия. Бытовало даже соответствующее обозначение для технологического перехода штамповки таких уступов – фланцовка. Однако из ныне действующего ГОСТ 18970-84 этот термин был исключён и заменён термином «отбортовка».

Фитинги для полиэтиленовых труб: муфты, переходы, фланцы и другие фасонные части
Фитинги для полиэтиленовых труб устанавливают в магистралях, работающих как под давлением, так и без него, предназначенных для подвода воды, газа, для дренажа или канализации. Данная трубопроводная…

Разберёмся, для чего нужны фланцы. Фланцевое соединение трубопроводов предполагает наличие смежной пары, которая представляет собой две плоские детали, иногда с внутренними круглыми в плане выточками, обеспечивающих более точную осевую центровку места стыка. Диаметр/поперечный размер любого типа изделия всегда больше, чем торца смежной детали.

Фланцевые соединения труб

Поскольку опорная поверхность фланца всегда достаточно развита, то это предоставляет такому соединению следующие преимущества:

• Возрастает площадь опорной поверхности стыка, следовательно, снижается давление на него;
• Есть возможность установки более прочных уплотнительных колец;
• Увеличивается допускаемые нагрузки соединения на разрыв и кручение.

Основным назначением данной детали считается возможность обезопасить детали от потери герметичности и от воздействия опасных растягивающих напряжений, а для соединения вращающихся деталей машин (например, кардана автомобиля) – ещё и повысить прочность стыка по крутящему моменту.

Типы фланцевых фитингов

Фланец – это деталь, имеющая различную конфигурацию. Классификация обычно производится в соответствии с рекомендациями ГОСТ 33259-2015 (распространяется на продукцию для трубопроводов), ГОСТ 12820-80/12821-80 (касаются изделий соединительных общего применения) и ГОСТ 9399-81 (относится к резьбовым конструкциям).

В дальнейшем рассмотрим тему применительно к герметизирующим трубным деталям.

Соединение металлопластиковых труб фитингами между собой своими руками
Для образования единой системы трубопроводов из металлопластика использовать сварку высокими температурами недопустимо, поэтому выполняют соединение металлопластиковых труб фитингами или муфтами. Как…

Типы фланцев по способу соединения

Различают детали приварные и резьбовые. Стальные трубы могут быть соединены путем сварки, когда горловина стыка оформляется специальным сварным швом либо привинчиванием фланца к трубе.

Фланцевые соединения для труб используются в трубопроводных системах с высоким давлением и температурой, а также имеющих диаметр более 50 мм. Резьба используется в трубопроводах малого диаметра, которые не подвержены механическим воздействиям: тепловому расширению, вибрациям, сжатию, динамическим колебаниям (все эти условия могут привести к постепенному разрушению резьбовых соединений).

Какими бывают фланцы? Конструктивно приварные фланцы подразделяются на разъёмные и неразъёмные.

В первом случае на торце детали имеется минимум 4 отверстия под болты или соединительные шпильки (для стыков особой точности изготавливается дополнительное отверстие под центрирующий штифт). Прочие виды соединений – клеммные, эксцентриковые, рычажные – распространения не получили.

Классификация по способам изготовления

Любые виды рассматриваемых изделий работают в тяжёлых эксплуатационных условиях, подвергаясь постоянному или циклическому воздействию внешних сил, крутящих моментов, давлений. Для изготовления фланцевых соединителей используют следующие технологии:

1. Литьё под давлением.
2. Механическую обработку.
3. Штамповку (горячую или холодную).

Литьё применяют только для производства изделий из неметаллов, которые в процессе функционирования испытывают напряжения не более 30…35 МПа. Поскольку коэффициент термического расширения таких материалов весьма мал, то напряжения сдвига можно не учитывать.

Механической обработкой на станках получают стальные фланцы из высокоуглеродистых и легированных сталей, отличающихся пониженной пластичностью. Готовые детали характеризуются высокой неравнопрочностью по отдельным сечениям и наличием концентраторов напряжений в местах перерезывания волокон. Такие изделия после точения подлежат термообработке.

Наиболее прогрессивным техпроцессом является штамповка, позволяющая за 1-2 перехода оформить на прессе необходимую по чертежу конфигурацию. В качестве исходных заготовок можно использовать прутки или поковки из малоуглеродистых (более дешёвых), а также нержавеющих сталей (последние содержат никель, повышающий пластичность). Равнопрочность штампованной продукции – наибольшая.

Классы давления фланцев

Предложены ANSI (American National Standards Institute – Американский институт стандартов) и устанавливают рекомендательные соотношения между давлением и температурой среды, прокачиваемой по трубопроводам (см. табл.):

Класс давления ANSI	Предельно допускаемое давление, МПа, при температуре
	От 20 0 С до 38 0 С	Свыше 38 0 С
150	До 2	2…3
300	До 5	5…7
600	До 10	10…15

Маркировка класса ANSI может наноситься на продукцию импортного производства

Основные параметры фланцевого крепежа

ГОСТ 33259-2015 предусматривает следующие параметры продукции отечественного производства:

1. Тип (плоский, приварной – тип 01, с кольцом – тип 02, арматурный – тип 21, свободный под отбортовку – тип 03, свободный под хомут – тип 04, стыковой – тип 11).
2. Исполнение уплотнения: плоскость, соединительный выступ, шип, паз, впадина, под прокладку овальной или линзовой конфигурации. Последние два варианта предназначаются только для прокладок, изготовленных из фторопласта.
3. Номинальный диаметр (под крепёж): от 10 до 4000 мм.
4. Номинальное давление: от 1,0 до 25,0 МПа (для фланцев резьбового типа – от 20 до 100 МПа).
5. Тип резьбы. Для опорных поверхностей регламентируются следующие параметры:
   • Шероховатость поверхностей контакта;
   • Углы сопряжений;
   • Высота сопрягаемых элементов;
   • Геометрические характеристики пазов и шипов;
   • Радиусы скруглений.

Установлено два размерных ряда: 1 и 2 (первый является предпочтительным). Внешнюю конфигурацию и габаритные размеры стандарт не ограничивает, но, в зависимости от давлений и диаметров присоединяемых частей трубопровода, устанавливается диаметр отверстий под крепёж и их количество.

Из чего производят

Герметизирующие и уплотнительные фланцы по ГОСТ 33259-2015 для арматуры должны изготавливаться из металла или литейного чугуна, который отвечает требованиям ISO 70005-2:1988. Для изделий с приварной частью имеет значение свариваемость стали, которая с повышением процентного содержания углерода и увеличения легирующих элементов в стали понижается.

Инструмент для производства соединения

Для образования приварного фланцевого соединения используют различные виды сварки – дуговую, газовую, под слоем флюса и пр. Качество сварного шва проверяется рентгенографическими, магнитометрическими или ультразвуковыми дефектоскопами, приборами «Фотон-М», а для менее ответственных соединений применяют метод пенетрации.

Надёжность схемы соединения с использованием резьбовых фланцев или болтов крепления проверяют, контролируя момент затяжки с помощью динамометрического ключа.

Как соединить трубы фланцами

Технологические переходы для получения болтового фланцевого соединения таковы:

1. Выравнивают оси соединительных отверстий, а также оси соединяемых трубопроводов или воздуховодов.
2. Устанавливают прокладки в пазы/шипы торцевой плоскости.
3. Центрируют, если нужно, соединение штифтом.
4. Вводят крепёжные болты иди шпильки в соответствующие отверстия.
5. Производят равномерную и симметричную затяжку.
6. Проверяют плоскостность соединения и наличие зазоров, используя универсальный измерительный инструмент (штангенциркуль, щуп).

Проверенное соединение должно крепиться на кронштейнах или других надёжных опорах.

Изделия с резьбой навёртывают на соединяемые участки трубы, после чего крепят аналогичным образом к потолку или стене.

Заключение

Описанные детали отличаются надёжностью и долговечностью в работе. Например, что такое обслуживание фланца в сантехнике? Оно сводится только к замене износившихся прокладок. Аналогичная ситуация и в машиностроении. Этим и обусловлена популярность данных изделий

Видео процесса соединения труб при помощи фланца:

https://trubarik.ru/fitingi/fiting-chto-eto