Описание условий эксплуатаций детали
Фланец — деталь трубопровода, предназначенная для монтажа отдельных его частей, а также для присоединения оборудования к трубопроводу.
Фланцевое соединение удобно при монтаже и пользуется огромным спросом. Существует большое количество аспектов подбора фланцевых соединений, с вопросами о которых стоит обращаться только к специалистам.
Области применения
Фланец применяется при монтаже трубопроводов и оборудования практически во всех отраслях. Разнообразие материалов, из которых изготавливаются фланцы сегодня, позволяет использовать эту продукцию в качестве соединительных деталей трубопровода практически при любых условиях внешней среды (температуре, влажности и т. д.) и в соответствии со средой, проходящей по трубопроводу (в том числе и агрессивной).
Фланцы литые из серого чугуна (ГОСТ 1235—67, ГОСТ 12815—67 и ГОСТ 12816—67) могут быть применены при температуре среды не более 300° С и должны изготовляться из серого чугуна марки СЧ 15-32 по ГОСТ 1412—54. Болты или шпильки к ним — из стали марок 20 и 25 и гайки — из стали марок 10 и 20 по ГОСТ 1050—60.
Деталь применяется для закрытия отверстий в станках.
Данная деталь «Фланец» представлена на рисунке 1.1
Рисунок 1.1 Фланец
Недостатками фланцевых соединений являются: высокая трудоемкость и стоимость изготовления, а также сравнительно малая надежность в эксплуатации — при частом изменении температуры или давления транспортируемой среды возможно их ослабление и, как следствие, возникновение мест утечки.
В то же время фланцевые соединения очень удобны для разборки и присоединения арматуры, поэтому их применяют во всех случаях, когда по условиям эксплуатации требуется частая разборка трубопровода для промывки, прочистки, а также при монтаже трубопроводов в действующих огне- и взрывоопасных цехах, где по характеру производства сварка запрещена.
Таблица 1.1-Типы фланцев и пределы их применения
| Материал и тип фланцев | Пределы применения | |||
| ГОСТ | Наибольшая температура рабочей среды, °С | Условное давление, кгс/см2 | Условный проход, мм | |
| Литые: из серого чугуна из ковкого чугуна | 1235-54 9067—56 | 300 400 300 | 2,5-25 16—40 | 15—3000 20—50 20—80 |
| Стальные Стальные с шейкой на резьбе Стальные плоские приварные | 1240—54 1245—54 1255—54 | 450* 300 300 | 16—200 2,5—16 2,5 6 10 и 16 25 | 15—1600 10—150 10—1600 10—1000 10—600 10—500 |
| Стальные плоские приварные квадратные | 9938—62 | 2,5—6 10 и 16 25 | 10—100 10—80 10-50 | |
| Стальные приварные встык | 1260-54 | 450* | 2,5 6 10 и 16 25 40 60 и 100 160 200 | 10—1600 10—1400 10—1200 10—800 10—500 10—400 15—300 15—250 |
| Стальные свободные на приварном кольце | 1268—54 | 2,5—25 | 10—500 | |
| Стальные свободные на отбортованной трубе | 1272—54 | 2,5 и 6 | 10—500 |
Механические, физические и технологические свойства материалов детали
Марка: СЧ 15; Классификация: Чугун серый
Таблица 2.1- Химический состав в % материала СЧ15 ГОСТ 1412 - 85
| C | Si | Mn | S | P |
| 3.5 - 3.7 | 2 - 2.4 | 0.5 - 0.8 | до 0.15 | до 0.2 |
Таблица 2.2- Литейно-технологические свойства материала СЧ15
| Линейная усадка : | 1.1 % |
| Свариваемость: | трудносвариваемая |
| Обработка резанием: | легко обрабатывается резанием |
Таблица 2.3
| Твердость СЧ15 , ГОСТ 1412-85 | HB 10 -1 = 130 - 241 МПа |
Таблица 2.4-Механические свойства при Т=20oС материала СЧ15
| Сортамент | Размер | Напр. | sв | sT | d5 | y | KCU | Термо обр. |
| - | мм | - | МПа | МПа | % | % | кДж / м2 | - |
| Отливки, ГОСТ 1412-85 | - | - | - | - | - | - | - |
Таблица 2.5- Физические свойства материала СЧ15
| T | E 10- 5 | a 10 6 | l | r | C | R 10 9 |
| Град | МПа | 1/Град | Вт/(м·град) | кг/м3 | Дж/(кг·град) | Ом·м |
| 0.9 | ||||||
Обозначения:
| Механические свойства : | |
| sв | - Предел кратковременной прочности , [МПа] |
| sT | - Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа] |
| d5 | - Относительное удлинение при разрыве , [ % ] |
| y | - Относительное сужение , [ % ] |
| KCU | - Ударная вязкость , [ кДж / м2] |
| HB | - Твердость по Бринеллю , [МПа] |
| Физические свойства : | |
| T | - Температура, при которой получены данные свойства , [Град] |
| E | - Модуль упругости первого рода , [МПа] |
| a | - Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o - T ) , [1/Град] |
| l | - Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) , [Вт/(м·град)] |
| r | - Плотность материала , [кг/м3] |
| C | - Удельная теплоемкость материала (диапазон 20o - T ), [Дж/(кг·град)] |
| R | - Удельное электросопротивление, [Ом·м] |
Выбор заготовки
Штампом называют инструмент для придания заготовке заданной конфигурации с помощью штамповки – пластической деформации заготовки давлением либо разделения ее на части.
Наличие большого разнообразия форм и размеров заготовок, а также сплавов, из которых их сделали, обусловило создание различных способов штамповки. Так как в процессе штамповки характер пластического течения металла в заготовке определяется типом штампа, то этот признак можно считать основным для классификации способов штамповки. В зависимости от типа штампа выделяют штамповку в открытых и закрытых штампах.
Штамповка в открытых штампах характеризуется переменным зазором между подвижной и неподвижной частями штампа. В этот зазор вытекает часть металла, который закрывает выход из полости штампа и заставляет остальной металл целиком заполнить всю полость. В конечный момент деформирования в облой выжимаются излишки металла, находящиеся в полости, что позволяет не предъявлять высоких требований к точности заготовок по массе. Облой затем обрезают в специальных штампах. Штамповкой в открытых штампах можно получать поковки практически всех типов.
Штамповка в закрытых штампах характеризуется тем, что полость штампа в процессе деформирования остается закрытой. Зазор между подвижной и неподвижной частями штампа при этом постоянный и небольшой, так что образование облоя в нем не предусмотрено. Устройство таких штампов зависит от типа машины, на которой штампуют. Нижняя половина штампа может иметь полость, а верхняя – выступ (на прессах), или наоборот ( на молотах). Закрытый штамп может иметь две взаимно-перпендикулярные плоскости разъема, т.е. состоять из трех частей. Такой штамп применяют, в частности, в горизонтально-ковочных машинах.
Штамповки применяются для изготовления деталей из пластических металлов более сложной, чем у отливок, конфигурации. При штамповке возможно получение отверстий любой формы и конфигурации. Заготовка-штамповка отличается малой шероховатостью поверхности, высокой точностью, малыми значениями припусков на обработку и самой высокой стоимостью. Заготовки-штамповки применяют в тех случаях, когда имеются поверхности, которые невозможно обработать механически, но требуется их высокое качество.
Рисунок 3.1 Эскиз детали.
Рисунок 3.2 Заготовка.