Фланцы стальные воротниковые 17ГС: характеристики и применение
Фланцы стальные воротниковые 17ГС — это соединительные детали трубопроводов, изготовленные из низколегированной конструкционной стали марки 17ГС (класс прочности К52 по ГОСТ 19281). Конструктивно такой фланец представляет собой диск с центральным отверстием и удлинённой конической втулкой (воротником), которая обеспечивает плавный переход от трубы к фланцу и снижает концентрацию напряжений в зоне сварного шва. Изготавливаются по ГОСТ 33259-2015 (ранее ГОСТ 12821-80) и применяются на трубопроводах с номинальным давлением от PN 10 до PN 100.
Материал и технические параметры
Сталь 17ГС содержит углерод в пределах 0,14–0,20 %, марганец — 1,0–1,4 %, кремний — 0,4–0,6 %. Такое сочетание легирующих элементов обеспечивает предел текучести не менее 325 МПа и временное сопротивление разрыву 490–590 МПа. Воротниковые фланцы из 17ГС сохраняют работоспособность в диапазоне температур от –40 C до +425 C, что позволяет эксплуатировать их в системах отопления, пароснабжения и технологических трубопроводах нефтегазовой отрасли.
| DN | PN | Диаметр воротника, мм | Высота, мм | Масса, кг |
|---|---|---|---|---|
| 50 | 16 | 160 | 102 | 4,2 |
| 100 | 16 | 235 | 140 | 10,8 |
| 200 | 25 | 360 | 215 | 38,5 |
| 300 | 40 | 485 | 280 | 82,0 |
| 400 | 63 | 610 | 345 | 148,0 |
Конструктивные особенности и исполнения
Воротниковые фланцы 17ГС выпускаются в нескольких исполнениях по ГОСТ 33259-2015:
- исполнение 1 — с соединительным выступом, для прокладок из паронита и резины;
- исполнение 2 — с выступом под плоскую прокладку, применяется в системах высокого давления;
- исполнение 3 — с впадиной, для ответных фланцев с выступом;
- исполнение 4 — под прокладку овального сечения (линзовую);
- исполнение 5 — с шипом под металлическую прокладку, для PN 63–100;
- исполнение 6 — под линзовую прокладку с уплотнением по конической поверхности.
Присоединительный размер воротника подбирается под наружный диаметр трубы. Сварка выполняется по ГОСТ 16037-80 с предварительным подогревом до 150–200 C при толщине стенки свыше 20 мм. После сварки рекомендуется термообработка — высокий отпуск при 600–650 C для снятия остаточных напряжений.
Области применения
Фланцы воротниковые из стали 17ГС востребованы в следующих системах и оборудованиях:
- магистральные и промысловые нефтегазопроводы с рабочим давлением до 10 МПа;
- тепловые сети и котельные установки с теплоносителем до 425 C;
- технологические трубопроводы НПЗ и нефтехимических производств;
- системы водоснабжения и водоотведения промышленных объектов;
- компрессорные и насосные станции, узлы подключения запорной арматуры;
- газораспределительные пункты и установки подготовки газа.
Нормативная база и контроль качества
Фланцы 17ГС поставляются с сертификатами качества, включающими химический анализ плавки и результаты механических испытаний. Обязательному контролю подлежат:
- геометрические размеры — по ГОСТ 33259-2015, допуски на диаметр воротника 2 мм;
- твердость — не более 220 HB после термообработки;
- ультразвуковая дефектоскопия сварных швов — по ГОСТ 14782-86;
- гидравлические испытания на прочность и герметичность при 1,5 рабочего давления;
- ударная вязкость при –40 C — не менее 29 Дж/см (KCU).
Маркировка наносится на боковую поверхность фланца и содержит: DN, PN, марку стали, номер плавки и клеймо ОТК. Для трубопроводов, работающих в условиях сероводородсодержащих сред, применяются фланцы 17ГС с дополнительной термообработкой и ограничением по твердости до 22 HRC.
Вопросы и ответы
Какое максимальное давление выдерживает фланец воротниковый 17ГС?
В зависимости от DN и толщины стенки воротника фланцы 17ГС рассчитаны на номинальное давление от PN 10 до PN 100. Для DN 200 максимальное рабочее давление при температуре +200 C составляет 6,3 МПа, при +20 C — 10 МПа.
Чем отличается воротниковый фланец от плоского?
Воротниковый фланец имеет коническую втулку, которая приваривается к трубе стыковым швом. Это обеспечивает равнопроходность и снижает концентрацию напряжений. Плоский фланец приваривается угловым швом и применяется при меньших давлениях.
При какой температуре эксплуатируются фланцы из стали 17ГС?
Диапазон рабочих температур — от –40 C до +425 C. При температурах ниже –40 C требуется применение сталей с повышенной хладостойкостью, например 09Г2С после нормализации.
Нужна ли термообработка после сварки фланца 17ГС?
При толщине стенки трубы и воротника свыше 20 мм рекомендуется высокий отпуск при 600–650 C. Для тонкостенных соединений термообработка не требуется, если соблюдён предварительный подогрев до 150–200 C.
