Обработка фланцев представляет собой контролируемый субтрактивный процесс, который сохраняет поток зерен кованой заготовки при соблюдении требований к размерам и качеству поверхности. Ковка 24-дюймового фланца с приварной шейкой обходится в тысячи долларов; одна ошибка обработки может привести к его поломке. На этапе обработки этот риск либо контролируется, либо устраняется. Фланец с некруглой окружностью болта или поврежденной накладкой будет протекать, даже если сама поковка целая.
Что требуется для обработки фланцев: токарная обработка, торцовка, сверление и кованая заготовка
Фланец, изготовленный из поковки, начинается с заготовки, которая уже имеет правильный поток зерна; операция обработки отвечает за грани, отверстия под болты и концентричность. После нагрева и ковки черновая заготовка поступает в центр ЧПУ. Первой операцией обычно является поворот ступицы и задней поверхности. Затем выступ или канавка RTJ обрабатываются до качества поверхности, требуемого стандартом. Отверстия для болтов сверлятся по делительной окружности с позиционным допуском, зависящим от стандарта. Одновременно нарезаются резьбовые отверстия для шпилек.
Ра 1,6 Целевое качество поверхности уплотняющих поверхностей
0,05 мм Повторяемость токарной обработки с ЧПУ
60 дюймов Максимальный внешний диаметр
10 т Максимальный вес детали
Преимущество кованой заготовки
Ковка выравнивает текстуру по профилю фланца. По сравнению с фланцем, вырезанным из проката, кованый фланец с приварной шейкой обеспечивает непрерывный поток зерна через ступицу к окружности болта. При механической обработке поковки удаляется материал, но она не разрезается поперек волокон, если только не выбран неправильный размер заготовки. Это одна из причин, почему приварные фланцы с шейкой и глухие фланцы, предназначенные для работы под высоким давлением, всегда называют поковками.
Кованый приварной фланец высокого давления для тяжелых условий эксплуатации Этот фланец с приварной шейкой имеет коническую ступицу, которая передает нагрузку на трубу, снижая концентрацию. Ковка обеспечивает выравнивание зерен, а точная механическая обработка обеспечивает надежные уплотнительные поверхности для работы под высоким давлением. Посмотреть продукт → Классы отделки поверхности, которые имеют значение
Поверхности прокладок классифицируются по средней шероховатости, а не по внешнему виду. ASME B16.5 описывает типичную зубчатую отделку как Ra от 3,2 до 12,5 для стандартной отделки, но для герметизации гладких выступающих поверхностей обычно требуется Ra 1,6 или ниже. Для соединений кольцевого типа обработка внутри паза должна быть Ra 0,8.
Допуски на обработку и классы шероховатости поверхности герметичных фланцев
Для равномерного разрушения прокладки поверхность фланца должна сохранять плоскостность в пределах 0,25 мм на метр и значение Ra не более 1,6. Допуски на обработку не являются предметом обсуждения. В разных стандартах требования к размерам и плоскостности выражаются по-разному, но практический эффект один и тот же: если отверстия для болтов смещаются или поверхность не плоская, соединение будет протекать под давлением.
Средняя шероховатость поверхности, достижимая при различных операциях обработки фланцев, выраженная в единицах Ra.
| Процесс | Диапазон Ра | Типичное использование |
| Токарная обработка на ЧПУ (черновая) | Ра 6.3 | Удаление заусенцев, негерметизируемые поверхности |
| Токарная обработка с ЧПУ (отделка) | Ра 1,6 | Выступающие поверхности, седла с прокладками |
| Фрезерование | Ra 3.2 | Задние поверхности глухого фланца |
| Шлифование | Ра 0,8 | Канавки кольцевого соединения |
| Хонингование | Ра 0,4 | Седла клапанов, специальные уплотнения |
Сравнение допусков по стандартам
ASME B16.5, ЭН 1092 и ДЖИС Б2220 устанавливают разные допуски на соосность задней части фланца и окружности болта. Для фланцев ANSI используются допуски по наружному и торцовому диаметру; EN 1092 добавляет допуск на плоскостность области прокладки. JIS B2220 использует обозначение класса давления, которое подразумевает собственные пределы обработки. Когда поставщик заявляет, что может обрабатывать продукцию в соответствии с любым из этих стандартов, он должен проверить каждый стандарт отдельно.
| Стандартный | Допуск окружности болта | Лицевая отделка | Плоскостность области прокладки |
| АНСИ/АСМЕ Б16.5 | 0,8 мм | Ра 1,6 | 0,25 мм/м |
| EN 1092 | 1,0 мм | Ра 1,6 | 0,20 мм/м |
| JIS B2220 | 0,7 мм | Ра 1,6 | 0,30 мм/м |
Токарная обработка и сверление с ЧПУ: точность окружности болтов и качество торцовки
Окружность болта на 24-дюймовом фланце выдерживается с позиционным допуском 0,8 мм, что требует обрабатывающего центра с приводным инструментом, а не простого двухкоординатного токарного станка. Сверление отверстий под болты – не сложная операция. На кованом фланце отверстия обычно просверливаются через выступающую поверхность, чтобы отверстие не мешало посадочному месту прокладки. Резьбовые отверстия нарезают с классом допуска, соответствующим материалу шпильки. Вертикальный обрабатывающий центр с поворотным столом может индексировать фланец и сверлить каждое отверстие на делительной окружности, не перемещая деталь.
- Отверстия для болтов сверлятся с задней стороны стандартных фланцев.
- Резьбовые отверстия для шпилек имеют класс точности 6H в метрической системе или 2B в UNC.
- Диаметр окружности болта должен быть концентричен ступице в пределах 0,3 мм.
- Торцы обработаны одноточечной вставкой, чтобы избежать вибраций.
- Черновая обработка ступицы и задней поверхности
- Завершить обтачивание выступа и наружного диаметра.
- Сверление отверстий под болты на делительной окружности
- Нарезание резьбы в отверстиях
- Окончательная проверка размеров и качества поверхности.
Накладной стальной фланец класса 150 кованой конструкции Этот накидной фланец, предназначенный для простоты выравнивания и экономичной сборки, откован для повышения усталостной прочности. Обработка на станке с ЧПУ обеспечивает точные отверстия для болтов и уплотнительные поверхности для обеспечения герметичности. Посмотреть продукт → Нестандартные фланцы: когда обработка становится индивидуальным проектом
Если чертеж не соответствует существующему стандарту, стоимость обработки зависит от размера заготовки, твердости материала и количества отверстий для болтов, а не только от диаметра готового фланца. Нестандартные кованые фланцы изготавливаются по той же технологии, что и стандартные фланцы, но каждая операция должна быть проверена по чертежу. Заказчик может предоставить чертеж с необычным диаметром болта, специальным отверстием или выступом, соответствующим фирменной прокладке. В этом случае машинисту необходимы точные характеристики материала и ожидаемое давление уплотнения. Фланец 316L и фланец A105 обрабатываются по-разному; версия из нержавеющей стали выделяет больше тепла, быстрее изнашивает инструменты и требует более низких скоростей резания.
Обработка поковки
Поток зерна повторяет профиль фланца. Лучшее сопротивление усталости при циклическом давлении. Более высокая стоимость материала и штампа. Предпочтительно для приварки шейки, глухих фланцев и фланцев высокого давления.
Обработка из пластины
Более низкая стоимость для простых форм. Направление волокон линейное, а не контурное. Приемлемо для плоских и надвижных фланцев класса ниже 150. Не рекомендуется для приварных фланцев с шейкой.
Изготовленный на заказ нестандартный фланец, изготовленный по точным спецификациям Подходит для специализированного оборудования, этот нестандартный фланец изготавливается по чертежам или параметрам заказчика. Интегрированные возможности ковки и механической обработки позволяют создавать уникальные размеры и материалы, обеспечивая плавную интеграцию. Посмотреть продукт → Контроль качества: проверка размеров и отслеживание материалов
Каждый обработанный фланец должен быть проверен на соответствие заказу на поставку с помощью отчета о размерах, сертификата материала и проверки шероховатости поверхности. Jiangyin Zhonghai Precision Machinery Co., Ltd. является производителем, сертифицированным по стандарту ISO 9001 и соответствующим стандартам GB, ASME, ASTM, JIS, EN и DIN. Собственные линии ковки, токарной обработки, сверления и контроля с ЧПУ позволяют обрабатывать как стандартные, так и сложные обработанные детали. Контроль качества — это не просто окончательное измерение; он включает в себя отслеживание материала от номера плавки до готовой детали.
Для агрессивных сред разница между стальной фланец и фланец из нержавеющей стали влияет на скорость обработки и срок службы инструмента. Марка материала определяет как параметры резки, так и метод контроля. Проверка размеров фланца из нержавеющей стали требует другого подхода, поскольку рабочий материал больше прогибается под действием зажимного усилия.
Часто задаваемые вопросы об обработке фланцев
Какова нормальная шероховатость поверхности фланцевой прокладки?
Ra 1,6 является обычным целевым показателем для поверхности прокладки, которая плотно прилегает к спирально навитой прокладке. Более грубая обработка в диапазоне Ra 3,2 приемлема только на неуплотняемых поверхностях или на стандартной отделке, где требуется зубчатый профиль.
Как следует обрабатывать фланец из поковки или из пластины?
Для приварной шейки и глухих фланцев, работающих под высоким давлением, предпочтительна ковка. Обработка пластин приемлема для пластин низкого давления и скользящих фланцев, где направление волокон линейное, а рабочее давление остается ниже класса 150.
Можно ли обработать нестандартные фланцы по предоставленному чертежу?
Да, при условии, что на чертеже указаны марка материала, номинальное давление и допуски на обработку. Без этих значений механический цех не сможет выбрать правильный режущий инструмент, метод зажима или стандарт проверки.
Какой допуск применяется к окружности болта обработанного фланца?
Типичный позиционный допуск для фланцев ANSI составляет 0,8 мм. EN 1092 и JIS B2220 определяют несколько разные значения, поэтому машинист должен знать, какой стандарт применяется, прежде чем сверлить расположение болтов.
Previous
