Фланцы стальные 20К в Минске


Фланцы стальные 20К: характеристики стали и применение в арматуростроении

Фланцы стальные 20К — детали трубопроводной обвязки, изготовленные из конструкционной низкоуглеродистой стали марки 20К, предназначенной для работы при повышенных температурах. Марка 20К регламентируется ГОСТ 5520 и применяется для изготовления элементов котлов, сосудов и трубопроводов, эксплуатируемых при температуре стенки до 450 C. В отличие от стали 20, марка 20К имеет регламентированное содержание углерода в узком диапазоне и ограничения по сере и фосфору, что обеспечивает стабильные механические свойства при нагреве.

Технические параметры стали 20К

Химический состав стали 20К: углерод — 0,16–0,24 %, кремний — 0,17–0,37 %, марганец — 0,35–0,65 %, сера — не более 0,025 %, фосфор — не более 0,030 %. Предел текучести при 20 C составляет не менее 245 МПа, временное сопротивление — 412–549 МПа. Относительное удлинение — не менее 21 %. При температуре 350 C допускаемое напряжение снижается до 120–130 МПа, что учитывается при расчёте фланцевых соединений паропроводов.

ПараметрЗначение при 20 CЗначение при 300 CЗначение при 400 CМетод контроля
Предел текучести, МПа 245 175 145ГОСТ 1497
Временное сопротивление, МПа412–549 370 340ГОСТ 1497
Ударная вязкость KCU, Дж/см 34 49 59ГОСТ 9454
Твёрдость HB120–160——ГОСТ 9012

Конструктивное исполнение и стандарты

Фланцы из стали 20К выпускаются по ГОСТ 12820 (плоские приварные), ГОСТ 12821 (приварные встык), ГОСТ 12822 (свободные на приварном кольце). Присоединительные размеры соответствуют ГОСТ 12815. Условный проход DN — от 15 до 1600 мм, номинальное давление PN — от 0,6 до 4,0 МПа. Для паропроводов с рабочим давлением до 2,5 МПа и температурой до 450 C применяются фланцы исполнения 1 по ГОСТ 12820 с уплотнительной поверхностью «выступ».

  • ГОСТ 12820 — фланцы плоские приварные, DN 15–1600, PN 0,6–4,0 МПа
  • ГОСТ 12821 — фланцы приварные встык, DN 15–800, PN 1,6–4,0 МПа
  • ГОСТ 12822 — фланцы свободные на приварном кольце, DN 15–500
  • ГОСТ 5520 — технические условия на листовую сталь марки 20К
  • ГОСТ 8479 — поковки из конструкционной стали для фланцев

Области применения

Фланцы стальные 20К устанавливаются в трубопроводах тепловых электростанций, котельных агрегатов, паропроводах насыщенного и перегретого пара, в системах регенерации, дренажа и продувки. Применяются в нефтехимических установках атмосферной и вакуумной перегонки нефти, где температура среды не превышает 450 C. Используются в теплообменном оборудовании, подогревателях высокого давления, сепараторах и деаэраторах. В системах центрального отопления и горячего водоснабжения фланцы 20К применяются при рабочем давлении до 1,6 МПа.

  • Паропроводы ТЭЦ и ГРЭС с параметрами пара до 450 C
  • Котлоагрегаты, барабаны, коллекторы, трубопроводы в пределах котла
  • Нефтеперерабатывающие установки АВТ, каталитического риформинга
  • Теплообменники, подогреватели сетевой воды, деаэрационные колонки
  • Трубопроводы сжатого воздуха и инертных газов с температурой до 300 C

Сварка и монтаж

Сталь 20К обладает удовлетворительной свариваемостью без предварительного подогрева при толщине стенки до 36 мм. Рекомендуемые сварочные материалы: электроды Э46 по ГОСТ 9467, сварочная проволока Св-08А, Св-08ГА по ГОСТ 2246. При монтаже фланцевых соединений применяются прокладки из паронита ПОН-Б, асбестового картона или спирально-навитые прокладки с графитовым наполнителем. Момент затяжки шпилек М20 составляет 180–220 Нм, М24 — 320–380 Нм. Контроль сварных швов выполняется ультразвуковой дефектоскопией или радиографией по ГОСТ 7512.

Вопросы и ответы

При какой максимальной температуре допускается эксплуатация фланцев из стали 20К?

Длительная рабочая температура стенки фланца из стали 20К не должна превышать 450 C. При более высоких температурах начинается интенсивное снижение длительной прочности и ползучесть, что требует применения легированных сталей, например 12Х1МФ или 15Х1М1Ф.

Чем сталь 20К отличается от стали 20?

Сталь 20К имеет более узкий диапазон содержания углерода (0,16–0,24 % против 0,17–0,24 %), ограничение по сере до 0,025 % и фосфору до 0,030 %, а также регламентированные механические свойства при повышенных температурах. Сталь 20К предназначена для котлостроения, сталь 20 — для общего машиностроения.

Какие прокладки применяются во фланцевых соединениях с фланцами 20К?

Для пара и горячей воды до 450 C применяются паронит ПОН-Б, асбестовый картон по ГОСТ 2850, спирально-навитые прокладки с графитовым наполнителем. Для нефтепродуктов — паронит ПМБ или фторопластовые прокладки в зависимости от агрессивности среды.

Требуется ли термообработка фланцев из стали 20К после сварки?

При толщине стенки до 36 мм термообработка не требуется. При толщине более 36 мм или при сварке в условиях отрицательных температур рекомендуется отпуск при 600–650 C с последующим медленным охлаждением для снятия остаточных напряжений.