РОЗДІЛ 2
СИСТЕМА КЛАСИФІКАЦІЇ І КОДУВАННЯ ФЛАНЦЕВИХ З'ЄДНАНЬ
2.1. Вибір класифікаційних ознак фланцевих з'єднань
Незважаючи на існування великої кількості різноманітних класифікацій фланцевих з'єднань і їхніх ущільнень, єдиної класифікації фланцевих з'єднань не існує. Кожна з пропонованих класифікацій заснована на якій-небудь одній класифікаційній ознаці і не звертає уваги на інші ознаки з'єднання. Відсутність єдиної класифікації значно ускладнює автоматизацію проектування і розрахунку фланцевих з'єднань.
Для створення єдиної класифікації фланцевих з'єднань є необхідним розгляд усіх найбільш характерних ознак фланцевих з'єднань, виявлення їх загальностей і угруповання по цим загальностям. Уявляється можливим
об'єднати найбільш характерні класифікаційні ознаки фланцевих з'єднань у три групи.
Найбільш часто классифікування виконується за класифікаційними ознаками, які можна об'єднати в групу конструктивних ознак фланцевих з'єднань і їхніх елементів.
В процесі проектування з'єднання уважною класифікаційною ознакою є конструкція з'єднання. За конструкцією фланцеві з'єднання підрозділяються на прохідні, непрохідні і несиметричні. З'єднання трубопроводів класифікуються як прохідні, з'єднання посудин і апаратів - непрохідні, з'єднання складної форми (наприклад, корпуси робочих коліс поворотно-лопатевих гідротурбін) - несиметричні.
Спосіб приєднання фланців є класифікаційною ознакою, на основі якій розроблений ряд ГОСТів для фланцевих з'єднань. За способом приєднання фланців розрізняють такі конструкції з'єднань: з'єднання з суцільними фланцями, з'єднання з приєднаними фланцями, з'єднання з вільними фланцями.
Одною з важливих класифікаційних ознак фланцевого з'єднання є тип ущільнювальних поверхонь. За типом ущільнювальних поверхонь виконується поділ на з'єднання з контактуючими і неконтактуючими фланцями.
У свою чергу, для фланцевих з'єднань з неконтактуючими фланцями класифікаційною ознакою є конструкція ущільнювальних поверхонь. Ущільнювальні поверхні можуть бути плоскими - для вільно лежачої прокладки; з уступом - у цьому випадку здійснюється точна фіксація прокладки; із профільною канавкою - для з'єднань підвищеної надійності. У відповідальних фланцевих з'єднаннях апаратів високого тиску застосовуються саме фланці з профільною канавкою.
Вид основної кріпильної системи також є класифікаційною ознакою, яку варто віднести до групи конструктивних ознак фланцевих з'єднань. За видом основної кріпильної системи фланцеві з'єднання поділяються на болтові і безболтові.
Остаточно до групи конструктивних ознак фланцевих з'єднань і їхніх елементів віднесені такі класифікаційні ознаки (рис. 2.1):
- конструкція з'єднання;
- спосіб приєднання фланців;
- тип ущільнювальних поверхонь;
- конструкція ущільнювальних поверхонь;
- вид основної кріпильної системи.
У роботах, присвячених ущільненням і ущільнювальній техніці, класифікування фланцевих з'єднань виконується за ознаками, які можна об'єднати до групи силових особливостей навантаження і роботи фланцевих з'єднань.
Під час вибору розрахункової схеми з'єднання необхідно визначити характер його навантаження. Отже, характер навантаження з'єднання під час експлуатації є важливою класифікаційною ознакою фланцевого з'єднання.
Існує два види навантаження з'єднань під час експлуатації: навантаження тільки осьовими зусиллями (зусилля ущільнення, робочий тиск) і навантаження спільно осьовими зусиллями і згинальними моментами. Наван-
Рис. 2.1 Класифікаційні ознаки фланцевих з'єднань. Група конструктивних ознак фланцевих з'єднань і їхніх елементів таження першого виду є характерним для фланцевих з'єднань апаратів високого тиску, другого виду - для фланцевих з'єднань трубопроводів.
До групи силових особливостей навантаження варто віднести таку класифікаційну ознаку: спосіб забезпечення герметичності з'єднання. Існує два способи забезпечення герметичності з'єднання: примусове ущільнення і самоущільнення. Вибір способу забезпечення герметичності в першу чергу залежить від конструкції і призначення з'єднання.
У цю ж групу класифікаційних ознак варто віднести характер роботи елементів з'єднання. Характер роботи фланцевого з'єднання визначається степенем деформації ущільнювальних елементів. Характер роботи з'єднання може бути пружним, пружно-пластичним, пластичним.
Остаточно до групи силових особливостей навантаження і роботи фланцевих з'єднань віднесені такі класифікаційні ознаки (рис. 2.2):
- характер експлуатаційних навантажень;
- спосіб забезпечення герметичності з'єднання;
- характер роботи елементів з'єднання.
Для фланцевих з'єднань з неконтактуючими фланцями в якості класифікаційних ознак досить часто застосовуються ознаки ущільнювальних елементів. У цьому випадку класифікаційними ознаками є форма і матеріал встановлених у з'єднанні ущільнювальних елементів.
У залежності від вимог до герметичності з'єднання й умов експлуатації у фланцевих з'єднаннях установлюють прокладки таких форм: плоскі, з фасонним профілем поперечного переріза (кільцеві, конусні, двохконусні), гофровані, зубчасті, спірально-навиті, ущільнення у вигляді порожніх кілець.
У залежності від матеріалу прокладки поділяються на металеві, матеріалом для який служать м'які кольорові метали; неметалеві, матеріалом для яких служать азбест, пароніт, гуми, пластмаси; комбіновані - гумометалеві та азбометалеві.
До групи ознак ущільнень фланцевих з'єднань варто віднести таку класифікаційну ознаку як тип сполучення ущільнювальних елементів у з'єднан-
Рис. 2.2 Класифікаційні ознаки фланцевих з'єднань. Група силових особливостей навантаження і роботи фланцевих з'єднаньні. Сполучення ущільнювальних елементів утвориться сукупністю ущільнювальної й ущільненої поверхонь, які звичайно виконуються у вигляді площини, тора, циліндра, конуса, сфери або гострої кромки. На практиці можливе існування великої кількості типів с