Фланец или резьба: как присоединяют насос и где предел

Фланец и резьба: два разных способа держать стык

Насос присоединяют к трубе одним из двух способов, и разница не в удобстве, а в том, что держит стык. В резьбе герметичность создаёт сам виток: профили садятся друг в друга, зазор забивает уплотнитель. Во фланце держит плоскость: два кольца прижимаются торцами через прокладку, а болты работают только на притяжение.

Отсюда всё остальное: резьба собирается вращением, значит и разбирается вращением; фланец сближается по оси, значит разбирается раздвижкой.

Каталог FANCY показывает, как по-разному два способа покрывают ряд. Поле диаметра патрубков заполнено у 2695 моделей из 2744 (подсчёт непустых значений в снапшоте товаров; все 49 записей без него — серия YE3, это двигатели). На резьбу приходится 210 моделей с диаметрами 20–65 мм, на фланец и линейное исполнение — 1177 моделей до 900 мм.

Вывод: способ присоединения задают диаметр линии и масса агрегата.

Резьбовое присоединение и его предел по диаметру

Практический предел резьбы в каталоге FANCY — 50 мм, и это результат подсчёта. Четырнадцать серий, у которых присоединение названо резьбовым в описании серии — FB, FBA, FB(B), FB(S), QB, MHI, MS, CM, CHL, CHLF, CHLFT, FWO, FDX и 2FDX, — дают 210 моделей. Распределение первого числа записи по ним: 20 мм — 8 моделей, 25 мм — 36, 32 мм — 43, 40 мм — 65, 50 мм — 56 и 65 мм — всего 2. Эти две — FWO 300 и FWO 400 с записью 65×50, и второе число у них те же 50.

Причина потолка механическая. Момент затяжки растёт с диаметром: нужно большее усилие, больший ключ и место, чтобы этим ключом повернуть. Растёт и цена ошибки: виток длиннее, и перекос на входе уже не выбирается уплотнителем.

Масса добавляет второй довод. У резьбовых серий она лежит в диапазоне 2,6–48 кг (поле заполнено у всех 210 моделей), тяжелее 20 кг — 74 модели, в основном многоступенчатые CHL, CHLF и CHLFT с записью 50×50. Самый тяжёлый резьбовой насос каталога, CHLF20-4, весит 48 кг: такую нагрузку держат уже не патрубки, а опора под насосом.

Вывод: резьбу берут там, где диаметр не выше 50 мм и насос переносится руками, а обвязка собирается из сантехнической арматуры без сварки — как у QB60 и QB80.

Фланец: плоскость уплотнения и болтовой круг

Фланец описывается не одним размером, а тремя, и совпадение прохода не значит ничего, пока не сошлись остальные два: окружность, по которой расставлены болты, и диаметр самих отверстий. Плюс плоскость уплотнения — кольцевой участок торца, прижимающий прокладку: за герметичность отвечает именно он.

Ряд видно в габаритных таблицах. Для серии FBT записано 16 моделей, и три колонки меняются вместе с проходом строго попарно: при 32 мм это 140, 100 и 14, при 40 мм — 150, 110 и 14, при 50 мм — 165, 125 и 14, при 65 мм — 185, 145 и 14, при 80 мм — 200 и 160. Ряд узнаваем: наружный диаметр фланца, окружность болтов, отверстие под болт. У двух моделей с проходом 80 мм часть колонок пуста — отверстия сверяют по заводскому чертежу.

Практический смысл в том, что первые два размера меняются медленнее третьего: между исполнениями на разное давление наружный диаметр и окружность болтов часто совпадают, а отверстия различаются — фланцы состыкуются, но болт не войдёт. Давление корпуса в справочнике FANCY проставлено только пяти сериям: FV и FSC — 25 бар, FST, FZ и FTD — 16 бар; остальным оно не записано, и переносить его с соседней серии нельзя.

Вывод: сверяют проход, окружность болтов, число и диаметр отверстий, прокладку. У FSC в габаритных записях рядом с проходом стоит толщина фланца 35–48 мм — по ней считают длину болта.

Снять насос, не разрезая трубу: сгон, американка и фланец

Главное различие видно не при монтаже, а при первом демонтаже: ослабили болты обоих стыков, раздвинули фланцы на толщину прокладки, вынули агрегат — трубопровод остаётся на месте.

Резьбовой насос так снять нельзя в принципе. Чтобы вывернуть резьбу, деталь надо вращать, а насос зажат между двумя неподвижными трубами: вращение закручивает один стык ровно настолько, насколько раскручивает другой. Поэтому в резьбовой обвязке обязателен разъём — сгон с контргайкой либо американка с накидной гайкой. Не поставили ни того, ни другого — линию придётся резать.

Отсюда правило: разъём ставится с обеих сторон при первом же монтаже. Циркуляционный FB25-6-180 весит 2,7 кг и живёт в контуре годами, но менять его придётся — и разница между четвертью часа и вызовом сварщика в том, поставил ли монтажник две американки сразу.

У фланца та же логика на других массах: самый тяжёлый линейный насос каталога FTD300-55/4 весит 2069 кг, самый лёгкий фланцевый FBT32-6F-220 — 19,5 кг, и демонтаж в обоих случаях сводится к откручиванию болтов. Раньше диаметра при замене сверяют расстояние между фланцами — «Монтажная длина».

Что записано в поле патрубков каталога FANCY

Поле хранит либо одно число, либо пару через знак умножения, и разница отражает конструкцию, а не стиль записи. Уникальных значений 65 (подсчёт различных строк поля по 2695 моделям): 53 записаны парой «всасывание на нагнетание», 12 — одним числом. Размерность везде миллиметры, это условный проход.

Парную запись имеют 2154 модели, одиночную — 541. Одиночная встречается ровно у десяти серий: WQ (192 модели), WQC (90), WQAS (86), WQV (76), WQS (58), WQK (20), WQH (6), KBS (5), KBD (4) и L (4); сумма даёт те же 541. Это погружные насосы, у которых наружу выведен только напорный патрубок, а жидкость идёт к колесу через приёмную решётку: второго диаметра у них нет.

Одиночных значений двенадцать: 40, 50, 65, 80, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400 и 500 мм. 100WQ100-20-11S4 с патрубком 100 мм ставится в приёмный резервуар станции, а 500WQ1800-8-55/6 с патрубком 500 мм весит 1500 кг.

Вывод: форма записи подсказывает тип монтажа. Одно число — погружной насос, присоединяемый по напорной стороне; пара — насос сухой установки с двумя стыками. Чем схемы различаются конструктивно — «Мокрый и сухой ротор» и «Рубашка охлаждения».

Равные и разные патрубки: 1057 против 1097

Среди 2154 моделей с парной записью патрубки равны у 1057 и различаются у 1097. Уникальных равных типоразмеров 17, разных 36: разнообразие в несимметричных сочетаниях.

Насколько велика разница, показывает счёт по ряду проходов: из 1097 моделей у 700 всасывание крупнее нагнетания на одну ступень ряда, у 365 — на две, у 32 — на три (метод: позиции обоих чисел в ряду от 15 до 900 мм и разность индексов). Самое частое отношение — 1,25, записи вида 100×80 и 125×100; таких 254 модели.

Разделение проходит по типу насоса. Равные патрубки — у насосов, встроенных в линию: CDM (357 моделей), CDL (280), FTD (114), FVC (52), FVL (42), FV (22), FBT (17). Разные — у консольных: FSC (580 из 644), FSM (115), FSM4 (103), FZ (91), FST4 (62), FST (25). У консольного насоса жидкость входит по оси, и вход намеренно делают крупнее: на большем сечении скорость ниже, а с ней ниже потери на входе в колесо — это прямо связано с кавитационным запасом, см. «Кавитация и NPSH» и «Высота всасывания».

Вывод: у 1097 моделей нужны два разных комплекта прокладок и крепежа. Поставить консольный насос «наоборот» можно только через переходники, а каждый переход добавляет сопротивление — «Потери напора».

Диаметр, мощность и масса: где проходит граница в каталоге

Диаметр присоединения жёстко связан с мощностью. Разбив 2695 моделей с заполненным полем на классы по мощности двигателя, получаем: до 1,5 кВт — 302 модели с диаметрами 20–80 мм; 1,5–11 кВт — 688 моделей, 25–250 мм; 11–45 кВт — 731 модель, 40–400 мм; 45–160 кВт — 529 моделей, 65–600 мм; от 160 кВт — 445 моделей, 125–900 мм. Сумма классов сходится с выборкой.

Нагляднее медианы. Там, где первое число записи не превышает 50 мм (715 моделей), медианная мощность 1,5 кВт; при 65 мм и выше — 37 кВт, разница почти в двадцать пять раз. Поэтому граница между резьбой и фланцем совпадает с границей между бытовым и промышленным классом.

Группировка по способу присоединения подтверждает то же. Резьбовые серии: 210 моделей, 11 типоразмеров, 0,072–4,4 кВт, подача 1,5–30 м³/ч. Фланцевые и линейные FBT, FTD, FSM, FSM4, FST, FST4, FZ, FSC и FSP: 1177 моделей, 46 типоразмеров, 0,235–2800 кВт, подача 8–9000 м³/ч. Погружные — 541 модель. Оставшиеся 753 — серии CDM, CDL, FV, FVL и FVC, у которых тип присоединения словами не зафиксирован: его уточняют по чертежу.

Вывод: диаметр больше 50 мм или мощность выше четырёх киловатт — резьба закрывается сама. Сначала считают рабочую точку — «Рабочая точка», «Как читать кривую», «Запас по напору», — потом смотрят на присоединение.

Ведущее число обозначения: где это диаметр, а где нет

У части серий диаметр стоит в названии первым числом. У FBT совпадение полное: FBT40-13F-250 — это проход 40 мм, и так у всех 17 моделей (F — фланец, последнее число — монтажная длина). У FTD ведущее число равно диаметру у всех 114 моделей, у WQ — у 192, у WQS — у 58, у WQC — у 90.

У другой части оно совпадает со вторым числом. Резьбовые циркуляционные FB, FBA, FB(B) и FB(S) — 45 моделей: у FB25-6-180 записано 40×25, а в названии стоит 25, и габаритная таблица подтверждает проход 25 (у FB15-4-130 — 15). Первое число пары описывает наружный размер резьбы под накидную гайку, притом что сам насос симметричен.

Консольный ряд следует тому же правилу: у FSC ведущее число равно диаметру нагнетания у всех 644 моделей, а с всасыванием совпадает ровно у 64 — тех, у которых патрубки равны. Так же читаются FSM, FST и FZ: в FZ 32-160/11 тридцать два — нагнетание при записи 50×32.

Есть и серии, где ведущее число к диаметру отношения не имеет. У 2FDX 70/10 ведущая двойка — число ступеней, «70» — типоразмер, патрубки 32×25. У MHI-1604 цифры означают подачу 16 м³/ч и четыре ступени, патрубки 50×40. У KBD21.5 двойка — типоразмер, 1,5 — киловатты. Бывает исключение и внутри серии: у L-200, L-250 и L-300 число равно патрубку, у L-63 — нет.

По всей выборке: ведущее число равно первому числу записи у 720 моделей, второму — у 1023, ни тому ни другому — у 952. Оговорка: у FSM4 и FST4 цифра 4 входит в код серии, и 165 моделей этих серий отнесены ко второй группе вручную. Вывод: диаметр берут из поля характеристик, имя модели — подсказка.

Вибрация, тепловое расширение и вес трубопровода

Жёсткая врезка резьбой ломает патрубок не от давления, а от изгиба, и причин несколько. Первая — геометрия: нарезанный профиль уменьшает сечение стенки и работает концентратором напряжений, поэтому трещина идёт по первому витку.

Вторая — вибрация. Насос передаёт в трубу пульсации от лопаток колеса и остаточный дисбаланс ротора, а резьба гасит их хуже фланца, где между металлом лежит упругая прокладка. Заметнее всего на переменном режиме, когда агрегат работает от преобразователя и проходит резонансные обороты — «Частотный привод» и «Обороты 2900 и 1450».

Третья — тепловое расширение. Стальная труба при прогреве удлиняется, и если участок защемлён с обеих сторон, деформация приходится на слабое звено — патрубок насоса. Поэтому между насосом и жёстко закреплённой трубой ставят компенсирующий элемент, а не подгоняют участок «в натяг».

Четвёртая — вес трубопровода, и это самая частая ошибка. Патрубок рассчитан на массу агрегата и давление среды, но не на вес подвешенной трубы с арматурой, поэтому опору ставят у самого насоса с обеих сторон. У FBT80-9F-360 масса 38,7 кг приходится на два фланца прохода 80 мм — хватает, чтобы стык потёк на первом прогреве.

Вывод: присоединение проектируют вместе с раскладкой опор и компенсаторов.

Что сверять при подборе и три ошибки монтажа

Порядок проверки перед заказом занимает минут десять.

1. Проход обоих патрубков. У 1097 моделей они разные, путать стороны нельзя.
2. Способ присоединения. Резьба или фланец; нет в описании серии — уточнить по чертежу.
3. Размеры фланца. Окружность болтов, число и диаметр отверстий, толщина под длину болта.
4. Монтажная длина. Для линейных и циркуляционных это первый размер при замене.
5. Давление и температура. Под них подбирается прокладка; давление корпуса в справочнике FANCY есть только у FV, FSC, FST, FZ и FTD.
6. Опоры и разъёмы. Для резьбы — две американки или сгон, для фланца — опора трубы с обеих сторон.

Три ошибки встречаются чаще прочих. Перетяжка: резьбу тянут «до упора», пытаясь победить подтекание усилием, и разрывают патрубок по первому витку; болты фланца затягивают по кругу вместо крест-накрест, и прокладку перекашивает. Перекос: насос заводят в стык под углом и стягивают силой — течёт при первом изменении температуры. Вес трубопровода: линию не подпирают у насоса, и агрегат работает опорой.

Присоединение проверяют до заказа. Смежные материалы: «Типы рабочих колёс», «Свободный проход», «Измельчитель и режущий механизм», «Материалы проточной части», «Механическое уплотнение», «IP и класс изоляции», «Число полюсов и ресурс»; по схемам — «Геометрическая высота и полный напор», «Параллельная работа», «Последовательная работа», «Резервный насос и чередование». Ряды — циркуляционные, поверхностные, погружные, промышленные; серии — FB, FBT, FBG, FTD, FSM, FSC.