Фланец плоский приварной ASME B16.5: конструкция, исполнение и область применения
Фланец плоский приварной по ASME B16.5 — деталь трубопроводной арматуры с плоской уплотнительной поверхностью и цилиндрическим патрубком под приварку, изготовленная в размерной сетке североамериканского стандарта. В отличие от фланцев по ГОСТ 12820, типоразмеры привязаны к дюймовой шкале DN/NPS, а присоединительные размеры — к классам давления Class 150–2500. Конструкция не имеет конического перехода (хаба), что снижает концентрацию напряжений в зоне сварного шва при статических нагрузках, но ограничивает применение при знакопеременных изгибающих моментах.
Конструктивные параметры и стандарт
Стандарт ASME B16.5 регламентирует номинальный диаметр от 1/2" до 24" (DN 15–600), толщину диска, диаметр и число болтовых отверстий, размеры уплотнительной поверхности. Плоский приварной фланец (flat welding neck, тип по ASME — slip-on с приваркой) фиксируется двумя кольцевыми швами: наружным по торцу ступицы и внутренним по диаметру расточки. Уплотнительные поверхности выполняются в исполнениях RF (raised face), FF (flat face), RTJ (ring type joint) — последнее только для классов 900 и выше.
| Класс давления | Номинальный диаметр | Материал | Температура, C | Рабочее давление, МПа |
|---|---|---|---|---|
| Class 150 | DN 50 (NPS 2") | A105 (сталь 20) | –29…+425 | 1,96 |
| Class 300 | DN 100 (NPS 4") | A350 LF2 | –46…+200 | 5,11 |
| Class 600 | DN 200 (NPS 8") | A182 F316 | –196…+540 | 10,2 |
| Class 900 | DN 300 (NPS 12") | A182 F11 | –29…+565 | 15,3 |
| Class 1500 | DN 400 (NPS 16") | A182 F22 | –29…+590 | 25,5 |
Материалы и исполнения
Фланцы ASME B16.5 производятся из углеродистых, низколегированных, нержавеющих и дуплексных сталей. Выбор марки определяется рабочей средой, температурным режимом и требованиями к коррозионной стойкости. Для криогенных линий применяют стали с гарантированной ударной вязкостью при отрицательных температурах.
- A105 — углеродистая сталь для неагрессивных сред, нефтегазопроводы, водяные системы;
- A350 LF2 — низкотемпературное исполнение до –46 C, установки сжиженного газа;
- A182 F304/F316 — аустенитные нержавеющие стали, химические производства, пищевые линии;
- A182 F11/F22 — хромомолибденовые стали для высокотемпературных паропроводов и нефтепереработки;
- A182 F51 (дуплекс) — морские платформы, системы морской воды, нефтегазовые промыслы;
- A182 F91 — теплоэнергетика, паропроводы сверхкритических параметров.
Применение в промышленных системах
Плоские приварные фланцы ASME B16.5 устанавливаются в трубопроводах нефтеперекачивающих станций, установках подготовки нефти и газа, теплообменном оборудовании, насосных агрегатах, компрессорных станциях магистральных газопроводов. В химической промышленности применяются в реакторных блоках, колоннах ректификации, системах дозирования реагентов. В энергетике — на паропроводах среднего давления, в системах питательной воды, на трубопроводах конденсата. В судостроении и морских сооружениях — в балластных и противопожарных системах, на технологических линиях добывающих платформ.
Приварка выполняется ручной дуговой сваркой покрытыми электродами, аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом (TIG) для корневого шва, автоматической сваркой под флюсом для нержавеющих исполнений. Контроль швов — радиографический или ультразвуковой в соответствии с ASME B31.3.
Вопросы и ответы
Чем фланец ASME B16.5 отличается от фланца по ГОСТ 12820?
Размерная сетка ASME B16.5 построена на дюймовой системе (NPS) и классах давления Class 150–2500, тогда как ГОСТ 12820 использует метрические DN и условные давления PN. Присоединительные размеры, диаметры болтовых окружностей и толщины дисков не совпадают, поэтому фланцы невзаимозаменяемы без переходных адаптеров.
Для каких температур применим фланец из стали A105?
Углеродистая сталь A105 работоспособна в диапазоне –29…+425 C. При более низких температурах требуется сталь A350 LF2, при более высоких — хромомолибденовые марки A182 F11, F22 или F91 с учётом снижения допустимого давления по температурным таблицам стандарта.
Какие уплотнительные поверхности доступны для плоского приварного фланца?
Стандарт предусматривает исполнения RF (выступающая поверхность), FF (плоская), RTJ (под металлическое кольцо). Поверхность RTJ применяется для классов 900, 1500 и 2500 при высоких давлениях и агрессивных средах, где требуется металлическое уплотнение.
Как контролируется качество сварного соединения фланца с трубой?
Сварные швы контролируются радиографическим или ультразвуковым методом по ASME B31.3. Для ответственных линий выполняется капиллярный контроль корневого шва, а также гидравлические или пневматические испытания собранного узла на прочность и герметичность.
