Фланцы могут изготавливать из литой или кованой стали. Для водопроводов это не имеет принципиального значения, а вот для нефтепроводов предпочтительны изделия из кованой стали.
В отличие от своих конкурентов – воротниковых (юбочных) фланцев плоские модели имеют меньшие габариты. Это удобно для монтажа, техобслуживания, ремонта системы в узком пространстве.
Какую роль играют фланцы?
Иногда фланцы сравнивают с суставами. Это анатомическое сравнение несколько удивительно, но отлично отражает суть. Если стоят качественные фланцы, на деле мы их не замечаем, но, если с фланцами не все в порядке, то узел начинает некорректно функционировать. И системы, через которые передвигаются жидкости, газы, могу столкнуться со сбоем в работе, поломками, авариями.
Если есть проблемы с узлом, то и жидкости, пар не могут передвигаться с нужной скоростью, температурой и давлением, либо же и вовсе возникают проблемы герметичности трубопровода.
Качество фланцев напрямую влияет на основные показатели эффективности всей сборки трубопровода.
Плоские фланцы – одни из самых популярных соединительных элементов для трубопроводов с низким давлением. Они распространены в водопроводах, технологических линиях для транспортировки пара, масла. При этом ставятся такие соединительные элементы на трубопроводы, чья предельная нагрузка – менее 25 кгс/см².
Что учесть при покупке?
Первое, на что обращают внимание, так это на стандарт. Он напрямую связан с назначением, сферой установки?
- 28919-91-83 – для устьевого оборудования для обвязки обсадных колонн, герметизации затрубного пространства, внутренней полости насосно-компрессорных труб (противовыбросовое оборудование, колонная головка).
- 12820-80 – для частей трубопровода с давлением до 2,5 МПа и температурой среды от -70 до +300°С.
- 28759.2-90 – для сосудов и аппаратов диаметром от 400 до 4000 мм.
Ещё один важный показатель – номинальный размер трубы (NPS).
Также в поле внимания – марка материала фланца (или класс):
На марке стали остановимся подробно
- Сталь 09Г2С. Конструкционная низколегированная. В её составе – около 0,9% углерода, достаточное количество марганца, кремния, серы и фосфора. Благодаря такому составу можно быть уверенным в высокой прочности и при этом хорошей свариваемости изделия.
- 13ХФА - низколегированный жаропрочный сплав с содержанием 1,4% углерода и большим количеством железа. Также в сплаве есть хром, марганец, никель, ванадий. Такой состав идеален, если важно исключить образование водородных трещин и исключить сульфидное коррозионное растрескивание.
- 12х18н10т и аналоги AISI 321 и AISI 321H. Криогенная нержавеющая сталь, Устойчива к повышенной атмосферной коррозии. Отличается значительной долей хрома (её в составе более 17%). Может применяться в трубопроводах с агрессивными средами. При этом речь может идти как об агрессии химической, так и физической.
- 10х17н13м2т – сталь с высокой защитой от коррозии, кислотостойкостью и устойчивостью к высоким температурам. Фланцы, из такой стали ставятся на трубопроводы с агрессивной рабочей средой. Углерода здесь менее 1%, а вот 65% в составе такой стали приходится на железо. Достаточно много хрома, никеля. Также в сплаве есть кремний, медь, фосфор, сера, молибден, титан, кремний и марганец.
- Сталь 20. Конструкционная легированная сталь. Это достаточно доступный по стоимости материал. При этом благодаря физико-химическим свойствам он очень универсальный.
Почему так популярны фланцы из стали марки 20?
Обратим внимание на состав сплава:
- Углерод - 0,17% до 0,24%. При этом для увеличения поверхностной прочности наиболее добросовестные производители производят так называемое цементирование – насыщение углеродом верхних слоев деталей.
- Никель – до 0,3%.
- Меди – до 0,3%.
- Хром – около 0,25%.
- Кремний – 0,17% - 0,37%.
- Сера – до 0,040%.
Также в сплаве присутствует небольшое количество фосфора.
Если речь идёт о фланцах для неагрессивных сред, где приходится иметь дело с кислотами, щелочами, то такой сплав максимально практичный.
Плюсы стали марки 20:
- Сплав устойчив к обработке давлением.
- Материал хорошо режется любыми способами.
- Сталь поддается поверхностной механической обработке.
- Низкая склонность к трещинообразованию. В том числе, сталь 20 не склонна к отпускной хрупкости, не чувствительна к флокенам и флокеночувствительности.
При этом важно помнить, сталь не особенно устойчива к химическому воздействию. Что касается защиты от коррозии, приветствуется наличие защитных покрытий (цинка, хрома или краски).
Наиболее эффективный способ обработки – горячая оцинковка. Метод доступный и существенно не увеличивает себестоимость стали. Тщательно очищенные и подготовленные предметы просто погружаются в расплав цинка.
Монтаж
Фланцевое соединение базируется на трех группах элементов:
- Два сопряженных фланца.
- Болты (шпильки и гайки).
- Прокладки (чаще всего - спирально-навитые, кольцевые, в оболочке и зубчатые).
Особенности монтажа
- Внутренний диаметр фланца должен быть больше диаметра трубы.
- Фланцы надеваются на трубу внахлест.
- Соединение с трубой происходит при помощи двойного сварного шва.
Стальные фланцы совместимы с трубами, которые изготовлены из стали, полиэтилена, полипропилена.
При передаче усилий на трубу приваренные встык детали позволяют исключить напряжение у основания.
Сварка осуществляется только на ровных поверхностях. По этой причине плоский фланец нельзя задействовать при приварке к трубопроводу отвода. И в этом случае следует искать иное решение.
Итак, плоские фланцы – надёжные помощники при устройстве трубопроводов, но важно не ошибиться с их соответствием системе, материалом и грамотно провести монтаж.