Фланец плоский приварной 20А: конструкция, параметры и применение
Фланец плоский приварной 20А — деталь трубопроводной арматуры, изготовляемая по ГОСТ 12820-80 из стали марки 20. Исполнение «А» предусматривает присоединительную поверхность под прокладку без выступа и без впадины, что определяет область применения — разъёмные соединения трубопроводов с плоскими уплотнительными элементами. Условное обозначение «20» указывает на марку конструкционной углеродистой стали, а не на номинальный диаметр или давление.
Конструктивно фланец представляет собой диск с центральным отверстием под трубу и четырьмя или более отверстиями под крепёж по периметру. Приварка выполняется двумя кольцевыми швами: наружным по торцу ступицы и внутренним по отверстию. Такая схема обеспечивает герметичность соединения при избыточном давлении среды до 2,5 МПа и температуре от –40 C до +300 C.
Материал и механические характеристики
Сталь 20 — углеродистая качественная конструкционная сталь, применяемая для изготовления фланцев методом свободной ковки, штамповки или резки из листа. Химический состав регламентирован ГОСТ 1050-2013. Ключевые механические свойства:
- предел текучести — не менее 245 МПа при 20 C;
- временное сопротивление разрыву — 410–530 МПа;
- относительное удлинение — не менее 25 %;
- ударная вязкость KCU — не менее 34 Дж/см при +20 C;
- твёрдость — 156–197 HB в состоянии поставки.
Для фланцев, эксплуатируемых при отрицательных температурах, проводится контроль ударной вязкости при –40 C. Сварные швы выполняются электродами Э42А или Э46А с последующей термообработкой при толщине стенки свыше 36 мм.
Типоразмеры и присоединительные размеры
Фланцы плоские приварные 20А выпускаются для номинальных диаметров DN 15–600 и номинальных давлений PN 0,6–2,5 МПа. Присоединительные размеры — диаметр болтовой окружности, количество и диаметр отверстий под крепёж — соответствуют ГОСТ 12820-80.
| DN | PN, МПа | Наружный диаметр, мм | Диаметр болтовой окружности, мм | Число отверстий диаметр, мм |
|---|---|---|---|---|
| 25 | 1,6 | 115 | 85 | 4 14 |
| 50 | 1,6 | 160 | 125 | 4 18 |
| 100 | 1,6 | 220 | 180 | 8 18 |
| 150 | 1,6 | 285 | 240 | 8 22 |
| 200 | 1,6 | 340 | 295 | 12 22 |
| 300 | 1,6 | 445 | 400 | 12 22 |
Толщина диска варьируется от 12 мм для DN 25 до 32 мм для DN 300 при PN 1,6 МПа. Исполнение «А» не имеет уплотнительной канавки, что требует применения плоских прокладок из паронита, фторопласта или асбестового картона.
Области применения
Фланцы плоские приварные 20А устанавливаются в системах, где требуется разъёмное соединение с ограниченным давлением и умеренной температурой рабочей среды:
- водопроводные сети и системы пожаротушения с рабочим давлением до 1,6 МПа;
- тепловые пункты и котельные — присоединение трубопроводов горячей воды и пара низкого давления;
- газораспределительные пункты — обвязка запорной арматуры при давлении до 1,2 МПа;
- нефтебазы и склады ГСМ — линии перекачки светлых нефтепродуктов;
- химические производства — трубопроводы нейтральных и слабоагрессивных сред;
- вспомогательные системы металлургических и машиностроительных предприятий — оборотное водоснабжение, пневмотранспорт.
Фланец 20А не предназначен для сред с высокой коррозионной активностью, а также для эксплуатации при температуре выше +300 C без проведения расчёта на прочность с учётом ползучести.
Монтаж и контроль качества
Приварка фланца выполняется к трубе с разделкой кромок под углом 30 5. Смещение торца фланца относительно оси трубы не должно превышать 0,5 мм на каждые 100 мм диаметра. После сварки проводится визуально-измерительный контроль и, при необходимости, ультразвуковая дефектоскопия швов. Гидравлические испытания соединения — при давлении 1,5 от рабочего, но не менее 0,6 МПа.
Для обеспечения соосности при монтаже фланцевых пар применяются временные монтажные вставки или центрирующие оправки. Затяжка болтов выполняется крест-накрест в два-три прохода с моментом, указанным в проектной документации.
Вопросы и ответы
Чем фланец 20А отличается от исполнения Б?
Исполнение «А» имеет плоскую уплотнительную поверхность без выступа и впадины, исполнение «Б» — с выступом. Фланец 20А применяется с плоскими прокладками, фланец 20Б — с прокладками, центрируемыми по выступу, что повышает герметичность при более высоком давлении.
При какой температуре допустима эксплуатация фланца из стали 20?
Диапазон рабочих температур — от –40 C до +300 C. При температуре ниже –40 C требуется контроль ударной вязкости, при температуре выше +300 C — расчёт на длительную прочность.
Какие прокладки применяются с фланцем 20А?
Паронит ПОН-Б, фторопласт-4, асбестовый картон с графитовой пропиткой, спирально-навитые прокладки без центрирующего кольца. Выбор определяется агрессивностью среды и рабочим давлением.
Проводится ли термообработка фланца после сварки?
При толщине стенки трубы до 36 мм термообработка не требуется. При большей толщине или при сварке в условиях отрицательных температур выполняется высокий отпуск при 600–650 C.
