Хотя выбору подходящего фланца и прокладки уделяется большое внимание, важность выбора правильных крепежных элементов часто упускается из виду.
Для достижения и поддержания герметичного соединения все элементы фланцевого узла должны быть совместимы. Болты, шпильки и гайки, вместе известные как крепежные элементы, необходимы для этой цели. В этом разделе обсуждаются болты, шпильки, винты, гайки, шайбы, процедуры болтового соединения и их значение для фланцев.
Фланцевые болты являются незаменимыми компонентами в промышленных системах, обеспечивая решающее зажимное усилие, необходимое для фиксации фланцев и создания герметичных соединений. Эти крепежные элементы играют важную роль в поддержании целостности системы, особенно в условиях высокого давления и высокой температуры, где даже незначительные сбои могут иметь серьезные последствия. Фланцевые болты служат основой структурных и жидкостных систем, обеспечивая безопасную и эффективную работу трубопроводов, сосудов под давлением и другого необходимого оборудования.
Что такое фланцевый болт?
Фланцевый болт — это крепеж, специально используемый для соединения двух фланцев. Он имеет цилиндрическое тело с резьбой на одном конце и головкой на другом; стержень болта неконический. Болты изготавливаются из различных материалов, при этом в инженерных приложениях наиболее распространена сталь. Противоположностью болту является гайка, которая представляет собой крепеж с внутренней резьбой. Другие распространенные крепежи включают винты (установочные винты) и шпильки.
Что такое фланцевая гайка?
Гайка — это внутренняя резьбовая часть резьбового узла. Шестигранная гайка имеет внутреннюю резьбу вдоль своей центральной оси и имеет форму шестиугольника с опорной поверхностью и не опорной поверхностью. Не опорная поверхность имеет 30-градусную фаску и обращена в сторону от края фланца. Опорная поверхность не имеет фаски и обращена к краю фланца, и ее следует изолировать от фланца с помощью шайбы. Некоторые гайки предварительно оснащены шайбами, что делает дополнительные шайбы ненужными. Материалы гаек определяются применимыми стандартами, включая ASTM.
Фланцевые шайбы
Шайбы представляют собой дискообразные компоненты с центральным отверстием, которые размещаются между крепежными элементами и закрепляемыми компонентами. Шайбы делятся на три основные категории: плоские шайбы, пружинные шайбы и стопорные шайбы. Каждая категория имеет несколько разновидностей, но, как правило, они выполняют одну или несколько из следующих функций:
Распределите нагрузку на крепеж – Предотвращает врезание краев головок болтов в поверхность закрепляемой детали. Это наиболее распространенное применение шайб.
Электрически изолируйте крепеж от компонента. – Предотвращает гальваническую коррозию. Шайбы из таких материалов, как ПТФЭ, графит или эластомеры может значительно снизить риск сбоя в зависимости от конкретных условий применения.
Создать остаточное напряжение в креплении – Натяжение помогает предотвратить ослабление крепежа с течением времени, особенно в оборудовании, подверженном вибрации.
Шайбы можно использовать в комбинации, например, помещая плоскую шайбу между пружинной шайбой и закрепляемым компонентом. Одна шайба также может выполнять несколько функций, например, как плоская шайба, распределяющая нагрузку и одновременно электроизолирующая. Шайбы, используемые для электроизоляции, часто изготавливаются из полимерных материалов из-за их изолирующих свойств.
Среди трех основных категорий: Плоские шайбы являются наиболее распространенным типом.
Характеристики материала болта
ASME B16.5 определяет утвержденные материалы для фланцевых болтов, чтобы гарантировать, что они могут выдерживать суровые промышленные условия. Распространенные материалы включают:
Легированная сталь – Известен высокой прочностью и способностью выдерживать высокое давление.
Нержавеющая сталь – Обеспечивает превосходную коррозионную стойкость, что делает его идеальным для применения в химической и морской промышленности.
Высокопрочные сплавы – Такие материалы, как ASTM A193 Grade B7 или A320 Grade L7, предназначены для условий экстремальных температур и давлений.
Процедуры болтовых соединений
Фланец представляет собой плоский дисковый компонент с равномерно расположенными предварительно просверленными отверстиями.
Количество требуемых болтов всегда кратно 4 — например, 4, 8, 12, 16 и т. д. С увеличением размера фланца и класса давления увеличивается и количество, и диаметр требуемых болтов.
Затягивание болтов фланца создает сжимающую силу, которая удерживает фланцы вместе, обычно с прокладкой между ними, чтобы сформировать герметичное уплотнение. Такая конструкция обеспечивает безопасное удержание газов, жидкостей или других веществ в условиях переменного давления и температуры.
Крестообразная затяжка болтов фланца обеспечивает равномерное распределение напряжения по уплотнительной поверхности. Неравномерное напряжение на уплотнительной поверхности может привести к смещению фланца или выдавливанию прокладки — и то, и другое может увеличить риск отказа уплотнения.
Таблица размеров фланцевых болтов (ASME B16.5)
ASME B16.5 — это всемирно признанный стандарт, который содержит всеобъемлющие рекомендации по проектированию, определению размеров и номинальных давлений фланцев труб и фланцевых фитингов. Одним из его ключевых аспектов является подробная спецификация размеров болтов, материалов и конфигураций для различных номинальных значений фланцев.
Следуя ASME B16.5, отрасли могут гарантировать безопасные, совместимые и хорошо герметизированные фланцевые соединения под давлением. Стандарт устраняет неоднозначность и обеспечивает бесшовную интеграцию компонентов — фланцев, болтов и шайб.
Соответствие ASME B16.5 — это не просто техническое требование, а критическая мера безопасности. Ошибки в выборе болтов или совместимости фланцев могут привести к катастрофическому отказу, утечке или даже экологическим опасностям, особенно в таких высокорисковых отраслях, как нефтегазовая, химическая переработка и производство электроэнергии.
Основные параметры в таблице размеров болтов
Таблица размеров фланцевых болтов предоставляет важную информацию, которая поможет инженерам и техникам выбрать правильные болты для конкретного применения. Ключевые параметры включают:
- Номинальный размер трубы (NPS) — стандартный размер, определяющий диаметр трубы.
- Номинал фланца — номинальное давление (например, класс 150, 300, 600), определяющее прочность фланца.
- Диаметр болта – диаметр болтов, необходимых для крепления фланца.
- Количество болтов — общее количество болтов, необходимое для завершения соединения.
- Диаметр окружности болтов (BCD) — расстояние между центрами отверстий под болты на фланце.
- Длина болта — для шпилек сюда входит длина резьбы и любой необходимый выступ для гайки.
Понимание этих параметров обеспечивает точный выбор болтов и совместимость с фланцами, прокладками и гайками.
RU 
EN 
DE 
FA 
ID 
ES 
FR 
NL