Фланцы ANSI (официально регулируемые стандартами ASME B16.5/B16.47) соединяют трубы, клапаны и оборудование с использованием строгой сетки размеров и номинальных давлений. Эти стандарты предотвращают несоответствия соединений, которые приводят к катастрофическим утечкам. Вы видите их критическую роль в каждой отрасли с высокими требованиями к целостности, от морских нефтяных платформ с давлением 2,500 PSI до гигиенических линий пищевой обработки.
🛡️ Надежность цепочки поставок
Sunhy поставляет фланцы из нержавеющей стали, созданные для точности и коррозионной стойкости. Стандартизированные размеры фланцев ANSI предлагают вам:
- Взаимозаменяемость: Фланец NPS 4 класса 150 от Sunhy идеально прикрутится к существующему насосу 1980 года.
- Гарантия отсутствия утечек: Точные допуски на уплотнительной поверхности (шероховатость Ra 3.2-6.3 мкм) обеспечивают захват и герметизацию прокладок.
- Соответствие требованиям безопасности: Проверенные возможности удержания давления при циклических нагрузках и термическом ударе.
Вы можете доверять этим фланцам в плане соответствия и производительности, при условии проверки марки материала в соответствии с температурой вашего процесса.
Обзор фланцев ANSI
Что такое фланцы ANSI
“Фланец ANSI” — это отраслевой термин для фланцев, изготовленных по стандартам ASME B16.5 (до 24″) и ASME B16.47 (26″ и выше).
Хотя ANSI аккредитует стандарт, ASME определяет инженерные правила. Эти фланцы разработаны с определённым “коэффициентом безопасности” для выдерживания давлений значительно выше их номинального класса во время гидроиспытаний.
Вот таблица, отличающая фланцы ANSI/ASME от других систем:
| Характеристика | Описание фланцев ANSI/ASME |
|---|---|
| Область применения стандарта | ASME B16.5 (NPS ½ – 24) и ASME B16.47 (NPS 26 – 60). |
| Классы давления | Класс 150, 300, 400, 600, 900, 1500, 2500. (Примечание: Не рейтинги “PN”). |
| Уплотнительная поверхность | Выступающая поверхность (RF), плоская поверхность (FF) и соединение кольцевого типа (RTJ) для высокого давления. |
| Группы материалов | Строгие P-T рейтинги для Группы материалов 1.1 (Углеродистая сталь), 2.2 (Нержавеющая сталь) и т.д. |
| Расположение отверстий под болты | Уникальный диаметр окружности болтов (BCD), который не не совмещается с фланцами DIN/EN. |
Роль в трубопроводных системах
Фланцы ANSI позволяют использовать “Кнопку отмены” в трубопроводах: безопасную разборку.
В отличие от сварных соединений, фланцы позволяют снимать клапаны для обслуживания или очистки засоренных линий. Однако они создают потенциальный путь утечки, поэтому правильная сборка (последовательность затяжки) критически важна.
- Доступ для инспекции: Необходим для проверки коррозии или эрозии в трубных секциях.
- Изоляция оборудования: Установка “глухого фланца” или спектакль-заглушки позволяет безопасно проводить техническое обслуживание ниже по потоку.
- Модульные модернизации: Замена насоса или клапана без резки и повторной сварки труб.
Важность стандартизации
Стандартизация предотвращает катастрофические несоответствия.
Фланец класса 300 физически толще и имеет больший диаметр окружности болтов, чем фланец класса 150. Эта конструкция предотвращает случайное присоединение низконапорного компонента к высоконапорной линии техником.
Распространенные материалы для фланцев ANSI включают:
- ASTM A105 (Углеродистая сталь): Стандарт для высокотемпературных трубопроводов.
- ASTM A182 F304/F316 (Нержавеющая сталь): Для коррозионно-активных химических сред.
- ASTM A350 LF2 (Низкотемпературная углеродистая сталь): Необходимо для криогенных или холодных климатических условий (<-20°F).
💡 Полевой совет: Никогда не смешивайте материалы вслепую. Крепление фланцев из нержавеющей стали болтами из углеродистой стали может привести к гальванической коррозии и отказу болтов.
Типы фланцев
Воротниковые фланцы (WN)
Стандарт для усталостной стойкости и критических условий эксплуатации.
Фланцы под приварку встык имеют коническую ступицу, которая передает напряжение от фланца на стенку трубы. Вы ДОЛЖНЫ указать Расписание отверстия (например, Sch 40 или Sch 80) для соответствия внутреннему диаметру трубы. Несоответствие создает ступень турбулентности, ускоряющую эрозию.
Фланцы Slip-On (SO)
Экономичный выбор для низконапорных вспомогательных линий.
Труба вставляется во фланец и сваривается как изнутри, так и снаружи.
Инженерное ограничение: Их усталостная долговечность составляет всего ~30% от долговечности фланца под приварку встык. Избегайте использования скользящих фланцев в системах с высокой вибрацией (например, на выходе компрессора) или при значительных термических циклах.
Фланцевые заглушки (BL)
Глухие фланцы представляют собой пластины, удерживающие давление используемые для завершения линий.
Поскольку они воспринимают полное давление системы на плоской поверхности, они подвергаются наибольшим изгибающим напряжениям. Никогда не сверлите центральное отверстие (например, для манометра) без инженерного перерасчета, так как это значительно ослабляет пластину.
Фланцы раструбные (SW)
Для малых диаметров (NPS 2 и менее) высоконапорных линий.
Труба вставляется в раструб.
🔧 Правило монтажа: Необходимо оставлять зазор на расширение 1/16″ (1,5 мм) между концом трубы и дном раструба. Без этого зазора тепловое расширение приведёт к растрескиванию сварного шва.
Резьбовые фланцы (THD)
Соединяются с помощью резьбы NPT; сварка не требуется.
Идеальны для взрывоопасных сред, где сварка запрещена (например, на автозаправочных станциях). Однако они склонны к протечкам при циклических нагрузках, так как резьба может ослабнуть. Часто применяется “уплотнительная сварка” в критических приложениях.
Фланцы с накладным кольцом (LJF)
Двухкомпонентная система: Бобышка (контактирующая с рабочей средой) и свободный фланец (подвижный).
Свободный фланец вращается свободно, что облегчает выравнивание болтов. Это экономит затраты для нержавеющих трубопроводов: используйте бобышку из нержавеющей стали с более дешёвым свободным фланцем из углеродистой стали.
Совет: Используйте фланцы с накладным кольцом в системах, требующих частой разборки для очистки, например, в пищевой промышленности (системы CIP).
Применение фланцев и рыночная динамика
| Тип фланца | Инженерная прочность | Типичное применение |
|---|---|---|
| Приварной встык | Высокая усталостная стойкость | Основные паропроводы, высоконапорный газ |
| Накидной | Простота центровки | Охлаждающая вода, низконапорные коммунальные системы |
| Сварка в раструб | Герметичность малых диаметров | Инструментальный воздух, гидравлические линии |
| Резьбовое | Не требуется горячих работ | Противопожарная защита, оцинкованные трубопроводы |
| глухие | Заглушка линии | Заголовки для будущего расширения, люки-лазы |
| Соединение внахлёст | Поворотные отверстия под болты | Трубопроводы из нержавеющей стали, линии частого обслуживания |
Различия в размерах фланцев
Размеры определяются классом давления, а не только размером трубы.
Фланец NPS 4 класса 150 имеет наружный диаметр 9,00 дюймов. Фланец NPS 4 класса 600 имеет наружный диаметр 10,75 дюймов. Они не взаимозаменяемы.
| Параметр | Класс 150 (Стандартный) | Класс 300 (Тяжелый режим) |
|---|---|---|
| Окружность болтов (NPS 4) | 7.50 дюймов | 7.88 дюймов |
| Количество болтов (NPS 4) | 8 болтов | 8 болтов (Больший диаметр) |
| Толщина стенки | Стандарт | Увеличен для давления |
| Совместимость | Совместим только с классом 150 | Совместим только с классом 300 |
Вы всегда должны проверять диаметр окружности болтов (BCD) перед попыткой установки.
Проверка размеров фланцев ANSI
Не предполагайте, что “подходит”. Проверьте эти три размера, чтобы избежать возвратов. Sunhy использует автоматизированный контроль координатно-измерительной машиной (CMM) для гарантии этих критических допусков.
Номинальный размер трубы (NPS) против наружного диаметра (O.D.).
NPS — это обозначение, а не прямое измерение.
Для NPS 14 и больше NPS равен наружному диаметру (O.D.). Но для NPS 12 и меньше это не так. Например, фланец NPS 2 подходит для трубы с наружным диаметром 2,375 дюйма. Стандарт ASME B16.5 определяет эти преобразования. Стандарт ASME B16.5 определяет эти преобразования.
| NPS | Фактический наружный диаметр трубы (дюймы) |
|---|---|
| NPS 1/2 | 0.840 |
| NPS 2 | 2.375 |
| NPS 12 | 12.750 |
| NPS 14+ | Соответствует NPS (например, NPS 14 = 14.000) |
Совет: Измерьте наружный диаметр соединяемой трубы, чтобы подтвердить требуемый NPS фланца.
Диаметр окружности расположения болтов (ДОРБ)
Проверка совместимости #1.
Диаметр окружности болтов — это диаметр окружности, проходящей через центры отверстий под болты. Если BCD отклоняется даже на 1/8 дюйма, болты заклинит. Это самый быстрый способ отличить фланец класса 150 (BCD 7.50″ для NPS 4) от фланца PN16 (BCD 180 мм / 7.08″ для DN100). Они не совместимы.
Внутренний диаметр (I.D.) и проходное отверстие
Согласование проходного отверстия по расписанию критично для фланцев под приварку встык.
Если вы заказываете фланец NPS 4 класса 150 WN без указания расписания, вы можете получить “стандартное” проходное отверстие. Если ваша труба имеет “расписание 80” (более толстую стенку), проходное отверстие фланца будет слишком большим, создавая ступеньку, которая вызывает турбулентность и эрозию.
- Приварной встык: Расточка должна точно соответствовать внутреннему диаметру трубы.
- Надвижной: Расточка немного больше наружного диаметра трубы для надевания.
- Резьбовой: Расточка соответствует конусности резьбы NPT.
Справочник по расположению отверстий под болты
Стандартизированные схемы предотвращают ошибки при вращении.
Отверстия под болты всегда сверлятся в количестве, кратном 4 (4, 8, 12, 16…), и располагаются симметрично относительно осевой линии.
| NPS (Класс 150) | Наружный диаметр фланца (дюйм) | Количество болтов | Диаметр болта (дюйм) | Диаметр окружности болтов (дюйм) |
|---|---|---|---|---|
| 1/2 | 3.50 | 4 | 1/2 | 2.38 |
| 1 | 4.25 | 4 | 1/2 | 3.12 |
| 2 | 6.00 | 4 | 5/8 | 4.75 |
| 4 | 9.00 | 8 | 5/8 | 7.50 |
| 6 | 11.00 | 8 | 3/4 | 9.50 |
| 8 | 13.50 | 8 | 3/4 | 11.75 |
| 12 | 19.00 | 12 | 7/8 | 17.00 |
⚠️ Внимание: Проверьте количество отверстий. NPS 3 Класс 150 имеет 4 отверстия, но NPS 3 Класс 300 имеет 8 отверстий.
Типы и отделка поверхности фланца
Отделка поверхности должна соответствовать прокладке.
| Фланец (торцевая поверхность) | Особенности и правила |
|---|---|
| Raised Face (RF) | Концентрирует нагрузку на болты. Используется со спирально-навитыми прокладками. Стандартная отделка - зубчатая (125-250 Ra). |
| плоские торцы (Flat Face, FF) | Полный контакт поверхности. Обязательно Для чугунного/пластикового/стеклянного оборудования для предотвращения растрескивания. |
| Ring Type Joint (RTJ) | Использует металлическое кольцевое уплотнение. Необходимо для высокого давления (Класс 900+) для выдерживания экстремальных нагрузок. |
💡 Полевой совет: Никогда не обрабатывайте Выступающую поверхность, чтобы сделать её Плоской, если не убедитесь, что толщина фланца всё ещё соответствует нормам.
Точность и контроль качества Sunhy
Sunhy гарантирует, что каждый фланец соответствует строгим стандартам размеров. Вы получаете выгоду от:
- Высокоточная обработка на станках с ЧПУ для обеспечения требований к шероховатости поверхности Ra.
- PMI (Позитивная идентификация материала) для проверки состава сплава.
- Соответствие глобальным стандартам: ASME, ASTM, DIN, EN1092-1, ISO 9001 и PED.
Вы можете доверять фланцам Sunhy для надёжной работы и идеальной посадки в любой трубопроводной системе.
Стандарты размеров фланцев
ANSI/ASME B16.5 (NPS ½ до 24)
B16.5 — это “Библия” для стандартных трубопроводных фланцев.
Он охватывает рейтинги давления-температуры, материалы, размеры, допуски, маркировку, испытания и методы обозначения отверстий. Если вы работаете с общим технологическим трубопроводом, это ваш руководящий документ.
ANSI/ASME B16.47 (NPS 26 до 60)
Стандарт “Большого диаметра”.
Как только вы превышаете 24 дюйма, вы попадаете в область B16.47. Вы ДОЛЖНЫ выбрать между двумя сериями:
- Series A (MSS SP-44): Тяжелая серия: большие болты, более толстое кольцо.
- Series B (API 605): Компактная серия: меньшие болты, более тонкое кольцо.
Критическое предупреждение: Серия A и Серия B имеют разные схемы расположения болтов. Они не могут быть соединены болтами.
| Особенность | ASME B16.5 (<NPS 26) | ASME B16.47 Серия A (≥NPS 26) | ASME B16.47 Серия B (≥NPS 26) |
|---|---|---|---|
| Окружность болтов | Стандарт | Большой | Компактный |
| Размер болта | Стандарт | Большой диаметр | Меньший диаметр |
| Совместимость | Универсальный | Несовместим с B | Несовместимо с A |
Примечание: Всегда проверяйте “Серия” на существующем оборудовании большого диаметра перед заказом замен.
Классы давления в зависимости от температуры (Снижение номинала)
“Класс 150” НЕ означает предел в 150 PSI.
Фланец класса 150 может выдерживать ~285 PSI при комнатной температуре (100°F). Однако при повышении температуры сталь ослабевает, и номинал снижается. Это называется “Снижение номинала”.
| Группа материалов 1.1 (Углеродистая сталь) | Номинал класса 150 | Номинал класса 300 |
|---|---|---|
| 100°F (38°C) | 285 PSI | 740 фунтов на кв. дюйм |
| 400°F (204°C) | 200 фунтов на кв. дюйм | 635 фунтов на кв. дюйм |
| 700°F (371°C) | 110 фунтов на кв. дюйм | 535 фунтов на кв. дюйм |
Совет: Нержавеющая сталь (Группа 2.2) теряет способность выдерживать давление быстрее чем углеродистая сталь при промежуточных температурах. Всегда консультируйтесь с таблицей 2 ASME B16.5.
Как правильно заказать
Избегайте ошибок, указывая все 7 параметров.
Следуйте этому порядку:
- Размер: NPS 4
- Тип: Приварной встык
- Класс: Класс 150
- Тип поверхности: Raised Face (RF)
- Проходное отверстие: Schedule 40
- Материал: ASTM A105N
- Стандарт: ASME B16.5
Стандартизированные коды заказа помогают получить именно ту деталь, которая вам нужна. Вы можете доверять фланцам ANSI, что они подойдут, при условии правильности данных.
Помните: “Стандартное” отверстие НЕ является допустимой инженерной спецификацией. Всегда указывайте Schedule.
Фланцевые соединения в промышленности
Применение в нефтегазовой и химической отраслях
Вы найдете фланцы по стандарту ANSI обработка самых опасных жидкостей в мире.
В этих отраслях герметичность является требованием безопасности, а не просто предпочтением.
- Верхний поток (Бурение): Высоконапорные фланцы RTJ (Класс 1500/2500) выдерживают давление устья скважины.
- Средний поток (Трубопровод): Фланцы большого диаметра B16.47 Series B транспортируют нефть/газ между странами.
- Нижний поток (Переработка): Фланцы с приварной шейкой выдерживают термические циклы в установках крекинга.
Примечание: Нефтегазовый сектор требует прослеживаемости (MTRs) для каждого фланца, чтобы подтвердить марку материала.
Использование в пищевой промышленности и водоснабжении
Гигиена и коррозионная стойкость являются ключевыми здесь.
Эти отрасли требуют материалов, устойчивых к моющим химикатам (CIP) и ржавчине.
- Пищевая/Фармацевтическая: Используйте Фланцы из нержавеющей стали (304/316L). Часто плоская поверхность для соединения с оборудованием с футеровкой.
- Водоснабжение: Часто используются фланцы класса 150 или AWWA C207. Фланцы с плоской поверхностью распространены для подключения к чугунным задвижкам.
| Отрасли | Акцент на материал | Ключевая проблема |
|---|---|---|
| Пищевая промышленность | Нержавеющая сталь 316L | Очищаемость и коррозия |
| Водоснабжение | Углеродистая сталь / Оцинкованная | Большой диаметр и стоимость |
Электростанции и механические системы
Пар требует обработки экстремального теплового расширения.
Электростанции полагаются на фланцы из хром-молибденовой стали (A182 F11/F22), чтобы выдерживать высокое давление пара без ползучести (растяжения) со временем.
- Питание котла: Толстостенные приварные встык.
- Охлаждающая вода: Большой диаметр накладных или трубопроводов с резиновой футеровкой.
Совет: В паровых системах всегда повторно затягивайте фланцы после первого теплового цикла (горячая затяжка), чтобы предотвратить утечки.
Выбор фланцев ANSI: Контрольный список инженера
Оценка потребностей применения
Сопоставление фланца с “слабым звеном”.
Ваш выбор фланца часто определяется оборудованием, к которому вы подключаетесь. Если вы подключаетесь к насосу с плоской поверхностью класса 150, ваш ответный фланец ДОЛЖЕН быть класса 150 с плоской поверхностью.
| Фактор | Правило принятия решения |
|---|---|
| Материал оборудования | Если чугун -> Используйте плоскую поверхность. Если сталь -> Используйте выступающую поверхность. |
| Вибрация? | При высокой вибрации -> Используйте фланец под приварку встык. Избегайте накидных фланцев. |
| Риск эрозии? | Точно соответствуйте толщине стенки трубы, чтобы избежать турбулентности. |
| Ограничение по пространству? | Используйте накидной фланец (с более короткой ступицей), если пространство ограничено и давление позволяет. |
Совет: Sunhy предлагает индивидуальную механическую обработку для модификации поверхностей фланцев под конкретные потребности оборудования.
Соображения по давлению и температуре
Не гадайте. Проверьте диаграмму P-T.
Распространенная ошибка - считать фланец безопасным, потому что давление в системе ниже 150 PSI. Необходимо также проверять пиковое давление (гидроудар) и максимальную расчетную температуру.
- Определите максимальное расчетное давление И температуру.
- Проверьте рейтинг давления-температуры для группы материалов по ASME B16.5.
- Правило безопасности: Никогда не эксплуатируйте фланец на 100% его рейтинга. Оставляйте запас прочности (обычно 10-15%).
Примечание: Фланцы часто являются ограничивающим фактором в рейтингах давления трубопроводных систем, а не сама труба.
Выбор материала
Компромисс между припуском на коррозию и стоимостью.
Выбор материала влияет на долговечность. Нержавеющая сталь стоит дороже изначально, но экономит деньги на замене в коррозионных средах.
| Материал | Стандарт ASTM | Лучший вариант применения |
|---|---|---|
| Углеродистая сталь | A105 / A105N | Общее применение: нефть, газ, вода, пар. |
| Низкотемпературная углеродистая сталь | A350 LF2 | Холодные среды (Канада/Россия) ниже -20°F. |
| Нержавеющая сталь 304/316 | A182 F304/F316 | Химикаты, Пищевая промышленность, Коррозионная вода. |
| Дуплексная сталь | A182 F51/F53 | Морские установки, Опреснение (высокая стойкость к хлоридам). |
Sunhy специализируется на нержавеющих фланцах, обеспечивая превосходную коррозионную стойкость и точность для критических отраслей.
Пошаговое руководство по выбору
Следуйте этой последовательности, чтобы обеспечить нулевые ошибки в вашем заказе на покупку.
- Проверить стандарт: Это ASME B16.5, B16.47 Series A или DIN?
- Проверить сопрягаемый компонент: Это RF или FF? Каков диаметр окружности болтов?
- Определить проходное отверстие: Проверить толщину стенки трубы (Schedule).
- Выбрать материал: Убедиться, что марка материала выдерживает минимальную/максимальную температуру.
- Обратиться за экспертным советом. Обратиться в техническую команду Sunhy для консультации по индивидуальным или сложным проектам.
Компания Sunhy обслуживает такие отрасли, как нефтегазовая, энергетика, пищевая промышленность и водоснабжение, предлагая стандартные и изготовленные на заказ фланцы. Вы можете положиться на Sunhy в вопросах высокопроизводительных решений и экспертной поддержки.
Выбор правильных размеров фланца и класса давления имеет решающее значение для безопасности и эффективности.
Вы защищаете свою систему от утечек, отказов и простоев, принимая обоснованные решения. Точное производство и контроль качества Sunhy гарантируют, что каждый фланец соответствует строгим стандартам надежности.
Точные размеры фланцев ANSI обеспечивают безопасность и эффективность ваших трубопроводных систем.
Вы получаете долгосрочную надежность, выбирая высококачественные стандартизированные фланцы.
- Исключите модификации на месте и задержки при монтаже.
- Обеспечьте стабильную работу в критически важных отраслях
- Положитесь на проверяемые сертификаты материалов (MTRs)
| Стандарт | Что охватывает |
|---|---|
| Фланец ANSI (Торговое название) | Относится к продуктам, соответствующим стандарту ASME B16.5 |
| ASME B16.5 | Размеры и P-T рейтинги для NPS ½ до 24 |
| ASME B16.47 | Размеры для больших диаметров NPS 26 до 60 |
| ASME PCC-1 | Рекомендации по сборке болтового соединения и крутящему моменту |
Вы всегда должны консультироваться с этими стандартами, использовать таблицы размеров и обращаться за экспертным советом для сложных проектов. Для технической поддержки или индивидуальных решений по фланцам свяжитесь с Sunhy.
Часто задаваемые вопросы
Какова значимость наружного диаметра (O.D.) во фланцах по стандарту ANSI?
O.D. — это самый быстрый способ проверки класса давления.
Фланец класса 300 имеет больший O.D., чем фланец класса 150 того же размера трубы. Проверка O.D. помогает мгновенно убедиться, что у вас в руках деталь с правильным номинальным давлением.
Какие размеры следует проверить при выборе фланца по стандарту ANSI?
Вы должны проверить NPS, O.D., I.D. (отверстие), окружность болтов (BCD) и тип поверхности.
Диаметр окружности болтов является наиболее критическим для сборки. Если болты не совпадают, ничего другого не имеет значения.
| Размер | Почему это важно |
|---|---|
| NPS | Соответствует размеру трубы |
| Наружный диаметр. | Указывает класс давления |
| Внутренний диаметр (проходное отверстие) | Соответствует толщине стенки трубы (предотвращение эрозии) |
| Окружность болтов | Обеспечивает совместимость крепежа |
| Толщина | Механическая прочность |
| Тип уплотнительной поверхности | Совместимость уплотнения прокладки |
Как отверстия под болты влияют на производительность фланца?
Расстояние между отверстиями под болты обеспечивает равномерное сжатие прокладки.
ASME B16.5 определяет точные схемы расположения отверстий, чтобы предотвратить прогиб фланца между болтами, что может привести к утечкам. Всегда затягивайте болты по звездообразной схеме.
Имеют ли фланцы ANSI разные номинальные давления?
Да, Классы от 150 до 2500.
Помните, что это “Классы”, а не пределы PSI. Фактический предел PSI изменяется в зависимости от температуры и материала.
Почему следует выбирать фланцы из нержавеющей стали для вашей системы?
Для предотвращения загрязнения и отказа в нисходящем потоке.
Углеродистая сталь ржавеет. В пищевых или водных системах эта ржавчина загрязняет продукт. В химических системах коррозия истончает фланец до его разрыва. Нержавеющая сталь решает обе проблемы.
