Правильный выбор пищевых фланцев

Соединительная арматура нужна для того, чтобы из трубопроводов, а также запорных и регулирующих узлов собрать систему для транспортировки жидкой, вязкой или газообразной рабочей среды. Наиболее часто применяют следующие типы устройств:

• фланцевое соединение;
• резьбовая муфта;
• защелка (зажим) Кламп (Clamp).

Фланцевое соединение

Фланец — это обычно диск (может быть квадрат, для систем с Рмакс до 4,0МПа, или восьмиугольник) с проходным отверстием посередине (бывают без отверстия — фланцы-заглушки) и монтажными ближе к краю, по окружности. Число монтажных зависит от размеров изделия. В пищевой арматуре их чаще всего четыре, шесть или восемь. Фланец присоединяется к концу трубы с помощью сварки или развальцовки так, чтобы его плоскость находилась перпендикулярно ее оси, а центр диаметра совпадал с осью. Менее популярные сегодня способы соединения фланца с трубой — на резьбе (применяются на ТВД) или с помощью заклепок. При монтаже трубопровода, две подготовленные таким образом трубы стыкуются фланцами, а затем последние стягиваются друг с другом болтами и гайками. В случае необходимости обеспечить герметизацию соединения, между фланцами ставится уплотнение.

Фланцевое соединение применяется практически во всех отраслях. Его достоинством является высокая прочность. Такой узел способен выдержать намного большее давление рабочей жидкости, по сравнению с резьбовой муфтой или Кламп-защелкой. Недостаток — более трудоемкий и продолжительный, чем у муфты или защелки, процесс сборки-разборки. Исходя из этого, в пищевой промышленности фланцы используются не слишком широко. Причина в том, что прочности молочной муфты или Клампа вполне хватает, чтобы выдержать давления, которые встречаются в трубопроводах. А разбираются они намного быстрее. Ввиду необходимости регулярных промывок системы, для пищевого производства это более критичный фактор, чем запас прочности, поскольку СИП-мойки (англ. CIP — Cleaning-in-place), обеспечивающие безразборную промывку молочного оборудования, есть далеко не везде.

Фланцы делают из различных материалов:

• чугун или ковкий чугун;
• углеродистая, нержавеющая или легированная сталь;
• полипропилен.

Молочные фланцы для пищевого производства чаще всего изготавливают из нержавеющей стали. Этот материал обладает превосходными физическими характеристиками, сравнительно недорогой и обеспечивает выполнение санитарно-гигиенических требований.

Типы фланцев

Фланцы изготавливают согласно различных стандартов: ГОСТ, DIN, SMS, ANSI/ASME. По ГОСТу, различают следующие типы:

• Плоский (ГОСТ 12820-81). Это диск с центральным проходным и монтажными отверстиями.
• Воротниковый (ГОСТ 12821-81). Имеется короткий патрубок (воротник) для упрощения монтажа.
• Свободный на приварном кольце (ГОСТ 12822-80).
• Для сосудов и аппаратов (ГОСТ 28759-90).
• Кольцевая заглушка (ГОСТ 12836-80). Без центрального проходного отверстия.

По ГОСТ 12815-80, различают 9 основных типов исполнения фланцев по уплотнительной поверхности:

• С соединительным выступом в виде фаски под углом 45 град (самый распространенный).
• То же, под углом 90 град.
• С впадиной и выступом под 45 град снаружи;
• С шипом.
• С кольцевым пазом.
• С фаской, выбранной с внутренней стороны (под линзовую прокладку).
• С кольцевой выборкой (под овальную прокладку).
• С шипом (под фторопластовую прокладку).
• То же, с пазом.

Параметры фланцев

• Условный проход — равен условному проходу (внутреннему диаметру) трубы, к которой крепится фланец. От него зависят остальные параметры изделия.
• Ряд — способ изготовления для фланцев с одним и тем же условным проходом. Может быть ряд 1 или ряд 2 (по умолчанию — ряд 2). Отличаются различным расположением монтажных отверстий. Иногда — еще и разными их диаметрами.
• Давление — максимальное давление, которое выдерживает фланец без протечек. Зависит от материала изготовления, геометрических размеров, исполнения и уплотнения.
• Температура — рабочая температура транспортируемой жидкости. Чем выше этот показатель, тем ниже допустимое давление.

Правильный монтаж фланцевого соединения

При монтаже фланцевых соединений ключевым моментом является правильная затяжка болтов. А также — точность исполнения и подбора деталей. На этапе подготовки поверхности фланцев очищаются и обезжириваются. Детали осматриваются на присутствие коррозии, как самого фланца, так и его крепежных элементов. С резьбы надо удалить заусеницы, после чего ее нужно смазать. Еще лучше — дополнительно «прогнать» болты и гайки. Затем следует установить прокладку и убедиться в том, что она лежит точно по центру. Все прокладки одноразовые. Не смотря на то, что иногда, при невозможности замены, предлагают вместо одной новой ставить несколько старых, это недопустимо, особенно для пищевого производства.

Для обеспечения герметичности фланцевого соединения, требуется затягивать болты с должным усилием и в правильной последовательности. Напряжение обязано распределяться по фланцу равномерно. В процессе закручивания, на болт действует растягивающее усилие. Оно направлено противоположно силе затягивания. Если усилие затяжки окажется чрезмерным, резьба будет сорвана.

Для регулировки величины момента используют различные приспособления:

• пневмогайковерт;
• ручной или гидравлический динамометрический ключ;
• гидравлический натяжной механизм.

Для любого соединения на болтах и гайках характерна потеря затяжки в течение первых 24 часов на 10%. Это происходит из-за вибрации системы, упругого взаимодействия элементов в процессе закручивания, ползучести прокладки и температурного расширения материалов. Подобное явление может стать причиной подтекания жидкости. Поэтому прокладка не должна иметь толщину, больше рекомендуемой, иначе ее текучесть увеличится. Кроме того, через сутки после монтажа надо проверить затяжку соединений и восстановить заданный момент.