Класс давления или классификация для фланцев будет представлена в фунтах. Для обозначения класса давления используют разные названия. Например: 150 Lb или 150Lbs или 150# или Класс 150, обозначают одно и то же.
Кованные стальные фланцы имеют 7 основных классификаций:
150 Lbs - 300 Lbs - 400 Lbs - 600 Lbs - 900 Lbs - 1500 Lbs - 2500 Lbs
Концепция классификации фланцев ясна и очевидна. Фланец класса 300 может работать при больших давлениях, чем фланец класса 150, потому что фланец класса 300 имеет большее количество металла и выдерживает большие давления. Однако, есть ряд факторов, которые могут повлиять на предельное давление фланца.
ПРИМЕР
Фланцы могут выдерживать различные давления при различных температурах. При росте температуры, класс давления фланца уменьшается. Например, фланец класса 150 рассчитан на давление приблизительно 270 PSIG в условиях окружающей среды, 180 PSIG при 200 °C, 150 PSIG при 315 °C, и 75 PSIG при 426 °C.
Дополнительными факторами является то, что фланцы могут быть сделаны из различных материалов, таких как: легированная сталь, литой и ковкий чугун, и т.д. Каждый материал имеет различные классы давления.
ПАРАМЕТР "ДАВЛЕНИЕ-ТЕМПЕРАТУРА";
Класс давление-температура определяет рабочее, максимально допустимое избыточное давление в барах при температуре в градусах Цельсия. Для промежуточных температур допускается линейная интерполяция. Интерполяция между классом обозначений не допускается.
Классификации по температуре-давлению
Класс Температура-Давление применим к фланцевым соединениям, который соответствует ограничениям на болтовых соединениях и прокладках, которые сделаны в соответствии с надлежащей практикой для сборки и центровки. За использование этих классов для фланцевых соединений, не удовлетворяющих этим ограничениям, обязанность ложится на пользователя.
Температура, показанная для соответствующего класса давления это температура внутренней оболочки детали. В основном, эта температура такая же, как у содержащейся жидкости. В соответствии с требованиями действующих кодексов и правил, при использовании класса давления соответствующего температуре, отличающейся от текущей жидкости, вся ответственность ложиться на заказчика. Для любой температуры ниже -29 °C, класс должен быть не выше, чем при использовании в -29 °C.
В качестве примера, ниже вы найдете две таблицы с группами материалов в соответствии с ASTM и две другие таблицы с классом температура-давление для этих материалов в соответствии с ASME B16.5.
| Материалы ASTM группы 2-1.1
|
| Номинальное обозначение
| Штамповка
| Литье
| Пластины
|
| C-Si
| A105 (1)
| A216 Gr.WCB(1)
| A515 Gr.70(1)
|
| C-Mn-Si
| A350 Gr.LF2(1)
| -
| A516 Gr.70(1),(2)
|
| C-Mn-Si-V
| A350 Gr.LF6 Cl 1(3)
| -
| A537 Cl.1(4)
|
| 3½Ni
| A350 Gr.LF3
| -
| -
|
| ЗАМЕЧАНИЯ:
· (1)При длительном воздействии температуры выше 425°C, карбидная фаза стали может преобразоваться в графит. Допустимо, но не рекомендуется длительное использование свыше 425°C.
· (2)Не использовать при температуре свыше 455°C
· (3)Не использовать при температуре свыше 260°C
· (4)Не использовать при температуре свыше 370°C
|
| Материалы ASTM группы 2-1.3
|
| Номинальное обозначение
| Штамповка
| Литье
| Пластины
|
| 16Cr-12Ni-2Mo
| A182 Gr.F316L
| A216 Gr.WCB(1)
| A515 Gr.70(1)
|
| 18Cr-13Ni-3Mo
| A182 Gr.F317L
| -
| A516 Gr.70(1),(2)
|
| 18Cr-8Ni
| A182 Gr.F304L(1)
| -
| A537 Cl.1(4)
|
|
|
|
|
|
| ЗАМЕЧАНИЯ:
· (1)Не использовать при температуре свыше 425°C
|
| Класс Температура-Давление для материалов ASTM группы 2-1.1 Рабочее давление по классам
|
| Температура °C
|
|
|
|
|
|
|
|
| от 29 до 38
| 19.6
| 51.1
| 68.1
| 102.1
| 153.2
| 255.3
| 425.5
|
|
| 19.2
| 50.1
| 66.8
| 100.2
| 150.4
| 250.6
| 417.7
|
|
| 17.7
| 46.6
| 62.1
| 93.2
| 139.8
|
| 388.3
|
|
| 15.8
| 45.1
| 60.1
| 90.2
| 135.2
| 225.4
| 375.6
|
|
| 13.8
| 43.8
| 58.4
| 87.6
| 131.4
|
|
|
|
| 12.1
| 41.9
| 55.9
| 83.9
| 125.8
| 209.7
| 349.5
|
|
| 10.2
| 39.8
| 53.1
| 79.6
| 119.5
| 199.1
| 331.8
|
|
| 9.3
| 38.7
| 51.6
| 77.4
| 116.1
| 193.6
| 322.6
|
|
| 8.4
| 37.6
| 50.1
| 75.1
| 112.7
| 187.8
|
|
|
| 7.4
| 36.4
| 48.5
| 72.7
| 109.1
| 181.8
| 303.1
|
|
| 6.5
| 34.7
| 46.3
| 69.4
| 104.2
| 173.6
| 289.3
|
|
| 5.5
| 28.8
| 38.4
| 57.5
| 86.3
| 143.8
| 239.7
|
|
| 4.6
|
| 30.7
|
|
|
| 191.7
|
|
| 3.7
| 17.4
| 23.2
| 34.9
| 52.3
| 87.2
| 145.3
|
|
| 2.8
| 11.8
| 15.7
| 23.5
| 35.3
| 58.8
| 97.9
|
|
| 1.4
| 5.9
| 7.9
| 11.8
| 17.7
| 29.5
| 49.2
|
| Класс Температура-Давление для материалов ASTM группы 2-2.3 Рабочее давление по классам
|
| Температура °C
|
|
|
|
|
|
|
|
| от 29 до 38
| 15.9
| 41.4
| 55.2
| 82.7
| 124.1
| 206.8
| 344.7
|
|
| 15.3
|
| 53.4
|
| 120.1
| 200.1
| 333.5
|
|
| 13.3
| 34.8
| 46.4
| 69.6
| 104.4
| 173.9
| 289.9
|
|
|
| 31.4
| 41.9
| 62.8
| 94.2
|
| 261.6
|
|
| 11.2
| 29.2
| 38.9
| 58.3
| 87.5
| 145.8
|
|
|
| 10.5
| 27.5
| 36.6
| 54.9
| 82.4
| 137.3
| 228.9
|
|
|
| 26.1
| 34.8
| 52.1
| 78.2
| 130.3
| 217.2
|
|
| 9.3
| 25.5
|
|
| 76.4
| 127.4
| 212.3
|
|
| 8.4
| 25.1
| 33.4
| 50.1
| 75.2
| 125.4
| 208.9
|
|
| 7.4
| 24.8
|
| 49.5
| 74.3
| 123.8
| 206.3
|
|
| 6.5
| 24.3
| 32.4
| 48.6
| 72.9
| 121.5
| 202.5
|
|
| 5.5
| 23.9
| 31.8
| 47.7
| 71.6
| 119.3
| 198.8
|
|
| 4.6
| 23.4
| 31.2
| 46.8
| 70.2
| 117.1
| 195.1
|
ПОВЕРХНОСТЬ ФЛАНЦА
От формы и исполнения поверхности фланца будет зависеть, где будет расположено уплотнительное кольцо или прокладка.
Наиболее используемые типы:
· поверхность с выступом (RF)
· плоская поверхность (FF)
· паз под кольцевое уплотнение (RTJ)
· с наружной и внутренней резьбой (M&F)
· шпунтовое соединение (T&G)
ВЫСТУП (RF- Raised Face)
Поверхность с выступом, наиболее применимый тип фланца, который легко определить. Данный тип называется так, потому что поверхность прокладки выступает над поверхностью болтового соединения.
Диаметр и высота определяются по стандарту ASME B16.5 с помощью класса давления и диаметра. В классе давления до 300 Lbs высота равна, примерно 1,6 мм, а в классе давления от 400 до 2500 Lbs высота составляет около 6,4 мм. Класс давления фланца определяет высоту выступа поверхности. Предназначением (RF) фланца является концентрация большего давления на меньшую площадь прокладки, увеличивая тем самым предельное давление соединения.
| Свободно лежащая прокладка
· Прилегающие поверхности обоих фланцев плоские, но область с болтовым соединением поднята на 1/16" или 1/4"
· Обычно прокладка кольцевого типа и полностью находится внутри болтового соединения
· Фланец легко разбирается без подпружинивания
| 
|
Высота выступа
Для параметров определяющих высоту всех описанных в данной статье фланцев используются размеры H и B, за исключением фланца с нахлесточным соединением, это необходимо понять и запомнить следующее:
В классах давления 150 и 300 Lbs, высота выступа составляет около 1,6 мм (1/16 дюйма). Почти все поставщики фланцев этих двух классов указывают в своих брошюрах или каталогах размеры H и B, включая поверхность выступа (см. Fig.1 ниже)
В классах давления 400, 600, 900, 1500 и 2500 Lbs высота выступа равна 6,4 мм (1/4 дюйма). В этих классах многие поставщики указывают размеры H и B, не включая высоту выступа (см. Fig.2 сверху)
В этой статье вы найдете два размера. Верхний ряд размеров не включает высоту выступа, а размеры в нижнем ряду включают высоту выступа.
ПЛОСКАЯ ПОВЕРХНОСТЬ (FF - Flat Face)
У фланца с плоской поверхностью (вся поверхность) прокладка находится в той же плоскости, что и болтовое соединение. Чаще всего, фланцы с плоской поверхностью используют там, где ответный фланец или фиттинг - литой.
Фланец с плоской поверхностью никогда не соединяется с фланцем, у которого есть выступ. Согласно ASME B31.1, при соединении плоских фланцев из чугуна с фланцами из углеродистой стали, выступ на стальном фланце должен быть убран, и вся поверхность должна быть уплотнена прокладкой. Это делается для сохранения тонкого, хрупкого чугунного фланца от образования трещин из-за выступа стального фланца.
| Свободно лежащая прокладка
· Прилегающие поверхности обоих фланцев плоские
· Прокладка может быть кольцевого типа или закрывать всю поверхность и выходить за пределы болтового соединения
| 
|
ФЛАНЕЦ С ПАЗОМ ПОД КОЛЬЦЕВОЕ УПЛОТНЕНИЕ (RTJ - Ring Type Joint)
У RTJ фланцев прорезаны пазы в их поверхности, в которые вставлены стальные уплотнительные кольца. Фланцы герметизируются за счет того, что при затяжке болтов прокладка между фланцами вдавливается в пазы, деформируется, создавая тесный контакт - металл-К-металлу.
У RTJ фланца может быть выступ со сделанным в нем кольцевым пазом. Данный выступ не служит в качестве какого-либо уплотнения. Для RTJ фланцев, которые герметизируются с помощью кольцевых уплотнений, выступающие поверхности соединенных и затянутых фланцев могут контактировать друг с другом. В этом случае сжатая прокладка больше не будет нести дополнительных нагрузок, затяжка болтов, вибрация и смещения не смогут больше раздавить прокладку и уменьшит усилие затяжки.
Металлические уплотнительные кольца подходят для использования при высоких температурах и давлениях. Они сделаны с учетом правильного выбора материала и профиля и всегда применяются в соответствующих фланцах, обеспечивая хорошее и надежное уплотнение.
Кольцевые уплотнения изготовлены так, что герметизация осуществляется посредством "начальной линии контакта" или заклинивания между сопряженным фланцем и прокладкой. За счет применения давления на уплотнение через болтовую затяжку, более мягкий метал прокладки проникает в мелкодисперсную структуру более жесткого материала фланца, и создает очень плотное и эффективное уплотнение.
Наиболее используемые кольца:
Тип R-Oval согласно ASME B16.20
Подходит для фланцев ASME B16.5 класса давления от 150 до 2500.
Тип R-Octagonal согласно ASME 16.20
Улучшенная конструкция по сравнению с начальной R-Oval. Однако они могут использоваться только для плоских фланцев с пазом. Подходит для фланцев ASME B16.5 класса давления от 15 до 2500.
ФЛАНЦЫ С УПЛОТНИТЕЛЬНОЙ И ПОВЕРХНОСТЬЮ ТИПА ВЫСТУП-ВПАДИНА (LMF - Large Male Face; LFF - Large Female Face)
Фланцы этого типа должны совпадать. У одной поверхности фланца есть область, которая выходит за обычные пределы поверхности фланца (папа). Другой фланец, или ответный фланец имеет соответствующее углубление (мама), сделанном в его поверхности.
