Свободные фланцы для трубопроводных систем
Свободные фланцы тип фланцевых соединений, при котором ответный фланец не приваривается непосредственно к трубе, а свободно надевается на втулку, бурт или приварное кольцо. Такая конструкция позволяет компенсировать несоосность, упрощает монтаж и демонтаж на трубопроводах из коррозионностойких сталей, цветных металлов и полимерных материалов. В отличие от плоских приварных фланцев, свободные не контактируют с транспортируемой средой, что исключает эрозионный износ и электрохимическую коррозию в зоне соединения.
Конструктивные особенности и исполнения
Свободные фланцы изготавливаются по ГОСТ 12822-80 и DIN 2642. Основные элементы фланец с гладким отверстием и ответный бурт (втулка), который приваривается к трубопроводу. Фланец свободно вращается вокруг бурта, что упрощает совмещение отверстий под крепеж при монтаже в стесненных условиях. Применяются следующие типы:
- с приварным буртом для стальных трубопроводов с рабочим давлением до 25 кгс/см;
- накидные с конической втулкой для систем с повышенными требованиями к герметичности;
- с отбортовкой для тонкостенных труб из нержавеющих сталей и титановых сплавов;
- пластиковые композитные для агрессивных сред в химическом производстве.
Материалы изготовления: углеродистые стали (Ст3, 20), легированные (12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т), титановые сплавы. Для пищевой и фармацевтической промышленности применяются фланцы с шероховатостью уплотнительной поверхности Ra 1,6 мкм.
Технические параметры
Основные характеристики свободных фланцев регламентируются рабочим давлением, температурой эксплуатации и типом уплотнительной поверхности. Для стальных исполнений диапазон рабочих сред составляет от 70 до +300 C. Условный проход варьируется от 25 до 600 мм. Исполнение уплотнительной поверхности гладкая (тип А), шип-паз (тип В) или выступ-впадина (тип С).
| Условный проход, мм | Рабочее давление, кгс/см | Диаметр наружный, мм | Толщина, мм | Масса, кг |
|---|---|---|---|---|
| 50 | 10 | 165 | 19 | 2,1 |
| 100 | 10 | 220 | 22 | 3,8 |
| 150 | 16 | 285 | 26 | 6,4 |
Области применения
Свободные фланцы востребованы в технологических трубопроводах химической, нефтегазовой и целлюлозно-бумажной промышленности. Используются при монтаже насосного оборудования, теплообменных аппаратов, емкостного оборудования и запорной арматуры. Особое значение конструкция имеет на трубопроводах из нержавеющих сталей, где сварка фланца непосредственно к трубе может привести к межкристаллитной коррозии в зоне термического влияния. Также применяются на установках с высокими требованиями к чистоте внутренней полости в фармацевтике и микроэлектронике.
Преимущества перед цельносварными конструкциями
Свободная посадка фланца на бурт обеспечивает следующие эксплуатационные преимущества:
- возможность поворота фланца при монтаже без деформации трубопровода;
- отсутствие сварного шва в зоне контакта со средой;
- замена фланца без демонтажа прилегающего участка трубы;
- компенсация температурных расширений в системах с перепадом температур;
- применение для труб с тонкими стенками, не допускающими нарезку резьбы.
При выборе свободных фланцев необходимо учитывать соответствие присоединительных размеров ответному бурту и классу герметичности. Для агрессивных сред рекомендуется использовать фланцы с защитным покрытием или из коррозионностойких сплавов.
Вопросы и ответы (FAQ)
Чем свободный фланец отличается от плоского приварного?
Свободный фланец не приваривается к трубе, а надевается на бурт или втулку. Это исключает контакт фланца с рабочей средой и позволяет вращать его при монтаже для совмещения отверстий.
Для каких трубопроводов применяются свободные фланцы?
Конструкция используется на трубопроводах из нержавеющих сталей, титана, алюминия и полимерных материалов, где сварка фланца непосредственно к трубе нежелательна или невозможна.
Какое рабочее давление выдерживают свободные фланцы?
Для стальных исполнений рабочее давление составляет от 6 до 25 кгс/см в зависимости от условного прохода и толщины. При давлении свыше 25 кгс/см рекомендуется применять фланцы с приварным буртом усиленной конструкции.
Какой стандарт регламентирует размеры свободных фланцев?
Основные размеры и технические требования установлены ГОСТ 12822-80. Для импортного оборудования применяется DIN 2642, который отличается присоединительными размерами и формой уплотнительной поверхности.
