Обработка фланцев с ЧПУ: типы, процессы и методы точности

Фланцы являются основными компонентами в машиностроении и трубопроводе, служащими приподнятыми воротниками или ободками, которые соединяют два элемента вместе. Они позволяют герметизировать соединения с помощью болтов и сварки, обеспечивая безопасность от утечек при выдерживании давления, температуры и механических нагрузок. В этой статье представлен подробный анализ типов фланцев, методов соединения и методов обработки с ЧПУ с учетом опыта точного производства EMAR.

Что такое фланец? Фланец - это плоский круглый объект, используемый для соединения двух компонентов вместе. Их обычное использование - в трубах, клапанах, насосах и оборудовании. Фланцы позволяют соединять и отключать компоненты, помогая создавать герметичные уплотнения между ними. Фланец может выдерживать высокое давление, температуру и механические нагрузки, обычно с болтовыми отверстиями по периметру для крепления. Обычно они изготавливаются из стали и нержавеющей стали, в зависимости от предполагаемого использования.

Проще говоря, фланец представляет собой кольцевую часть, используемую для соединения труб, клапанов, насосов и другого оборудования. Обычно он оснащен болтовыми отверстиями, которые обеспечивают герметичные соединения с использованием крепежных элементов, таких как болты и гайки. Наличие фланцев обеспечивает стабильную и эффективную работу сложных механических систем.

Как работает фланцевое соединение? 1. КонструкцияФланцы представляют собой круглые пластины с плоской поверхностью и болтовыми отверстиями по периферии. Они предназначены для безопасного соединения труб, клапанов и другого оборудования. Конструкция обеспечивает правильную ориентацию и жесткое кинематическое соединение с гладкими и приподнятыми поверхностями, обычно используемыми для улучшения механизма уплотнения.

2. Болтыфланцы крепятся с помощью болтов, которые проходят через отверстия с обеих сторон. Когда болты затягиваются, два фланца вступают в контакт и сжимают прокладку между ними, создавая хорошо подогнанное, водонепроницаемое или воздухонепроницаемое уплотнение.

3. Прокладки Чтобы обеспечить отсутствие утечек между двумя фланцами, между ними всегда вставляется прокладка. Прокладки остаются гибкими при привинчивании и сжимаются, образуя компактное уплотнение. Они также уменьшают вибрации и допускают небольшие смещения.

4. Рейтинг давления и температурыКаждое уплотнительное соединение предназначено для определенных требований к давлению и температуре, определяемых конструкцией и материалом. Фланец должен быть правильно выбран для системы, чтобы избежать сбоев.

5. Установка Фланцевое соединение сначала физически приводится в соответствие. Затем между ними устанавливается прокладка до того, как они будут болтованы. Болты должны быть хорошо затянуты для обеспечения хорошего соединения без утечки. Чрезмерная или неадекватная установка может привести к утечке или повреждению внутренних поверхностей.

6. ОбслуживаниеФланцевые соединения требуют частого патрулирования прокладок на наличие признаков износа, ржавчины или утечки. Это необходимо для надежных соединений в системах высокого давления или высоких температур.

Утечки соединения фланца в основном происходят через два пути: утечка прокладки (жидкость, проходящая через капилляры в материале прокладки) и утечка контактной поверхности (на границе между прокладкой и фланцем). Микронеравномерность на поверхности фланца возникает из-за механической деформации и вибраций во время обработки, которые необходимо заполнить полупластиковой прокладкой, чтобы избежать утечки жидкости.

Типичные типы фланцев1. Сварщики прикрепляют сварной фланцевый фланец к трубе с помощью длинной конической втулки. Они предлагают прочное и долговечное соединение для высоких давлений и температур. Их коническая форма распределяет напряжения и гарантирует отсутствие утечек.

2. Slip-On FlangeEngineers скользящие фланцы над трубой, затем сваривают их лицо, а также трубу. Они сравнительно дешевле и проще в установке, рекомендуются для систем низкого давления.

3. Резьбовые фланцыРезьбовые фланцы имеют внутреннюю и внешнюю резьбу, совпадающую с резьбой трубы. Рабочие фиксируют их винтом, избегая использования сварки. Они широко применимы для систем низкого давления.

4. Совместные фланцевые фланцевые фланцы сопровождаются свободной поддержкой. Концы труб соскальзывают в коленчатый шарнир, и рабочие привинчивают фланцевый шарнир к его подложке.

5. Кольцевой шарнир (RTJ) FlangeRTJ имеет канавку, в которой размещена металлическая кольцевая прокладка для создания уплотнения высокого давления. Обычно применяется в нефтяной и газовой промышленности, где давление и температура относительно высоки, они гарантируют герметичное соединение.

6. Фланец диафрагмыФланцы диафрагмы предназначены для установки в трубопроводных системах расходомера или диафрагмы. Они имеют порты для определения расхода жидкостей или газов и удерживают интегральные порты давления для измерения давления.

7. Фланцы Van Stone Фланцы Van Stone имеют скошенную кромку, обеспечивающую герметичный и герметичный интерфейс. Они хорошо подходят для приложений с низким и средним давлением и обеспечивают простоту установки.

8. Связанные фланцыСвязанные фланцы используются в сосудах под давлением, работающих при высоком давлении и температуре. Они имеют стяжку, которая соединяет их наружный диаметр, чтобы обеспечить отсутствие разделения в условиях экстремального давления.

9. Плоский лицевой фланцПлоские лицевые фланцы имеют плоскую уплотнительную поверхность, характеризующуюся простой структурой и простотой обработки. Подходит для применений с низким давлением и нетоксичными средами, уплотнение в основном достигается за счет прокладок между фланцами.

10. Слепые фланцыСлепые фланцы служат твердыми крышками для герметизации концов труб, сосудов или точек тестирования. Они необходимы для изоляции системы во время технического обслуживания, испытаний под давлением, будущих точек расширения и аварийных отключений.

Различные грани фланца для соединенияМужская и женская (M & F) грани: один фланец имеет выпуклость (мужской), а другой имеет углубление (женский), что создает идеальную посадку, общую для трубопроводов и высокомеханических применений.

Язык и канавка (T & G): выступающий "язык" на одном фланце и соответствующая канавка на другом, обеспечивающие лучшее сцепление и меньший риск разделения или утечки.

Плоская поверхность с поднятой поверхностью (FF-RF): Плоская поверхность с уплотнительной зоной. Лучше уплотняется в системах с ограниченным пространством и особыми требованиями к уплотнению.

Встраиваемая поверхность (RF): канавка, окружающая область уплотнения, которая удерживает прокладку, обычно используемая для улучшения уплотнения в приложениях высокого давления.

Встроенный фланец (IF): штуцер трубы, выполненный цельно, с фланцем и трубой, изготовленными одновременно, что упрощает соединение и уменьшает утечку.

Размеры фланца и ConsiderationsNominal трубы (NPS): Определяет основные размеры фланца, как правило, в диапазоне от ½ дюйма (DN 15) до 24 дюймов (DN 600).

Диаметр круга болта (BCD): зависит от размера фланца (например, для 1 NPS BCD составляет около 2,75 дюйма).

Размер отверстия болта: Обычно просверливается до диаметра болта плюс 1 / 8 дюйма.

Фланцевый тип лица: плоская грань (до 150 фунтов на квадратный дюйм), приподнятая грань (600 или 1500 фунтов на квадратный дюйм), кольцевой тип сустава (выше 1500 фунтов на квадратный дюйм).

Толщина: зависит от класса давления и материала. Пример: фланцы 150 фунтов приближаются к 0,25 дюйма для небольшого NPS.

Номинальное давление: класс 150 (до 285 фунтов на квадратный дюйм), класс 300 (до 740 фунтов на квадратный дюйм), класс 600 (до 1480 фунтов на квадратный дюйм), класс 1500 (до 3700 фунтов на квадратный дюйм).

Совместимость с прокладками: плоские прокладки для фланцев с плоской поверхностью, кольцевые прокладки для фланцев RTJ, спирально намотанные прокладки для фланцев с приподнятой поверхностью до 3000 фунтов на квадратный дюйм.

Стандарты и коды: ASME B16,5 (1 / 2 "до 24"), ASME B16,47 (26 "и более), API 6A (нефть и газ, до 20 000 фунтов на квадратный дюйм).

Торцевые соединения: сварные, резьбовые (до 2,5 дюймов), скользящие (до 24 дюймов).

Техника обработки фланцевПоворот ЧПУ Точение ЧПУ отслаивает материал от вращающейся заготовки, образуя цилиндрическую форму с помощью режущего инструмента. Это сводит к минимуму шероховатые поверхности и помогает создавать точные размеры. Поворот лучше всего подходит для фланцев с близкими допусками (например, 0,01 мм), таких как фланцы высокого давления сварного шва.

Фрезерование и сверление с ЧПУ Фрезерование с ЧПУ использует вращающиеся режущие инструменты для вырезания материала, создания плоских, угловых, контурных и других типов поверхностей. Фрезерование оптимально для проектирования краев уплотнений и сложных форм. Сверление с ЧПУ помогает делать отверстия для болтов с точной точностью положения отверстия.

Нарезание резьбы включает в себя нарезание внутренней резьбы на отверстия, формирование фланцев, готовых к болтам и крепежным элементам, при сохранении правильного размера резьбы.

ЧПУ GrindingGrinding трёт поверхность об абразивный круг, предлагая гладкую отделку фланцевых граней. Это помогает достичь высокого уровня точности для уплотнения поверхностей и их пригодности.

Фрезерование лица удаляет материал с поверхности фланца, образуя плоскость, однородную поверхность для герметизации, обеспечивая правильную установку прокладки и функциональность.

Пазы с ЧПУ прорезают узкие пазы на фланце, часто образуя зону для прокладок или уплотнений. Это предотвращает неправильное расположение прокладок во время работы.

Резка /ShearingManufacturers создания фланцевых заготовок из металлических профилей путем резки форм. Резка требует высокой силы и приводит фланц в состояние для дальнейших процессов обработки.

БластингОчистка поверхностей фланцев с помощью абразивов удаляет ржавчину и нежелательные материалы, обеспечивая гладкую, чистую эстетическую форму и готовя фланец к окончательному токару или покраске.

Сварка с ЧПУ Процесс сварки соединяет две или более металлических деталей под воздействием тепла или давления, обеспечивая прочные и необратимые связи.

Этапы обработки фланцевВыбор материалаРабочая среда определяет выбор материала: углеродистая сталь для общего применения, нержавеющая сталь для коррозионной стойкости, легированная сталь для высокого давления и температуры, чугун для систем с более низким давлением и дуплексная нержавеющая сталь для суровых условий.

Кованые фланцы имеют более высокие механические характеристики и лучшую структурную плотность, в то время как литые фланцы могут использоваться для более сложных форм и размеров.

Термическая обработкаЗаготовки фланцев подвергаются термической обработке (отжиг, нормализация, закалка и отпуск) для устранения внутренних напряжений, улучшения структурных характеристик и повышения механической прочности.

Фланцевая обработка Точная обработка с использованием токарных станков, фрезерных станков, сверлильных станков и другого оборудования фокусируется на точности размеров и качестве поверхности. Выбор инструмента, настройка параметров резки и последовательность обработки имеют решающее значение.

Обработка поверхностиАнтикоррозионные покрытия, покраска или другие виды обработки поверхности улучшают коррозионную стойкость и внешний вид.

Инспекция и упаковкаГотовые фланцы проходят жесткую проверку размерной точности, качества поверхности и механических характеристик перед упаковкой и хранением.

Пример: обработка фланца DN100 на обрабатывающем центреДля обработки стандартного фланца DN100 (центральное отверстие 108мм, наружный диаметр 215мм, толщина 24мм, болтовые отверстия 8φ18мм) инженеры EMAR рекомендуют обрабатывающий центр с осевым перемещением X, Y, Z 800 * 450 * 500мм, конус шпинделя BT40 и четвертая ось (индексирующая пластина) для дополнительной обработки болтовых отверстий одним зажимом.

Простой процесс для DN100 фланец: 1. Подготовка:

Подтвердите стандарт фланца (ГБ / Т 9119-2010), размеры, материал (К235, нержавеющая сталь 304), и требования к обработки.

Выберите круглую сталь или фланцевые заготовки (например, круглую сталь φ230mm).

Подготовьте концевые фрезы, сверла, сверлильные инструменты, фасовочные инструменты.

Используйте тиски или специальное приспособление для стабильного зажима.

2. Обработка:

Зажим заготовки и система координат инструмента (G54).

Грубая обработка: наружный круг мельницы до 222 мм (оставить 0,5 мм чистовой припуск), торцевые поверхности мельницы плоские, грубое внутреннее отверстие до 102 мм.

Тонкая обработка: тонкая мельница наружный круг до φ220мм, просверленное внутреннее отверстие до φ110мм.

Обработка болтовых отверстий: используйте центральное сверло для обнаружения и сверления отверстий для болтов 8φ18mm, равномерно распределенных по окружности φ180mm.

Фаска внутреннего и наружного краев C1-C2 (45) и рты болтовых отверстий.

3. Примечания:

Тонкие фланцы требуют легкого прессования или блоков равной высоты, чтобы избежать деформации фрезерования.

Материалы из нержавеющей стали требуют пониженной скорости и регулярных проверок инструмента.

Запустите первую часть в одноэтапном режиме, затем выполните пакетную обработку после подтверждения.

Проверка качества в проверке ManufacturingMaterial фланца: испытание химического состава, проверка физических свойств, аттестация термической обработки, прослеживаемость материала.

Размерный контроль: расширенные измерения ШМ, проверка отделки поверхности, проверки округлости и плоскостности, проверка выравнивания болтового отверстия.

Неразрушающий контроль: магнитно-порошковый контроль, ультразвуковой контроль, пенетрантное исследование красителя, радиографический контроль при необходимости.

Выбор метода обработки правого фланцаТокарный: лучше всего подходит для круглых фланцев с близкими допусками. Используйте токарные станки с ЧПУ для больших партий для повышения эффективности.

Фрезерование: для сложных геометрий, таких как канавки, шпонки или некруглые отверстия. Фрезерные станки с ЧПУ поддерживают сложные геометрии с шероховатостью поверхности до Ra 3,2 мкм.

Сверление: Специализируется на болтовых отверстиях. Сверлильные станки с ЧПУ обеспечивают точный диаметр и положение отверстий.

Шлифовка: для высокоточных уплотнительных поверхностей с низкой шероховатостью и высокой плоскостностью. Лучше всего подходит для твердых материалов или термообработанных фланцев.

Обработка после ковки: для кованых фланцев с высокой прочностью, с использованием грубой и финишной обработки для достижения проектных размеров.

Обработка после литья: процессы литья фланцев для улучшения шероховатых поверхностей с неразрушающим контролем для корректировки потенциальной пористости.

ЗаключениеФланцы играют ключевую роль в обеспечении простых, надежных и герметичных соединений между трубами, клапанами и другими компонентами системы. Основные операции обработки, включая точение, фрезерование, сверление и сварку, имеют решающее значение для обеспечения желаемой точности и стандартного качества. Фрезерование лица, обработка пазов, нарезание резьбы и другие процессы еще больше улучшают функциональность и производительность фланцев.

В EMAR мы фокусируемся на обеспечении качества, точности и индивидуальных фланцев, которые соответствуют требованиям клиентов. Наши передовые технологии производства и нулевая терпимость к компромиссу в отношении качества позволяют нам поставлять фланцы оптимального качества. Для любых важных трубопроводов или сложного оборудования вы можете обратиться к EMAR за высокоэффективными и долговечными фланцами.

Свяжитесь с EMAR сегодня:

Телефон: + 86 18664342076

Электронная почта: sales8@sjt-ic.com

Часто задаваемые вопросыКакие материалы идеально подходят для изготовления фланцев? Углеродистая сталь общего назначения, нержавеющая сталь для коррозионной стойкости, легированная сталь для высокого давления и температуры, чугун для систем с более низким давлением, дуплексная нержавеющая сталь для жестких условий эксплуатации, титан для аэрокосмической промышленности и медные сплавы для морских применений.

Каковы технические характеристики фланцев? Технические характеристики включают номинальный размер трубы (NPS), номинальное давление (класс 150, 300 и т. Д.), Тип фланца (сварная шея, скольжение, шторы), материал, поверхность фланца (плоская, поднятая, RTJ), рисунок отверстия болта, толщина и отраслевые стандарты.

Когда лучше всего использовать фланцевый фитинг? Фланцевые фитинги идеально подходят для высокотемпературных, высокотемпературных или коррозионных сред. Они лучше всего используются, когда для технического обслуживания или осмотра требуется частая разборка, что обеспечивает легкий отрыв без ущерба для целостности системы.