Фланец плоский приварной ГОСТ 12820-80: конструкция и применение
Фланец плоский приварной ГОСТ 12820-80 — это стандартизированный элемент трубопроводной арматуры, предназначенный для соединения труб, запорной и регулирующей аппаратуры, а также для присоединения технологического оборудования к трубопроводным системам. Конструктивно изделие представляет собой плоское кольцо с центральным отверстием и равномерно расположенными крепежными отверстиями по периметру. Присоединение к трубопроводу выполняется угловым сварным швом с двух сторон — по внутренней кромке и по наружному торцу, что обеспечивает герметичность и механическую прочность узла.
В отличие от фланцев с воротниковым переходом или резьбовых модификаций, плоский приварной фланец не имеет выступающей ступицы, что упрощает его механическую обработку и снижает металлоемкость конструкции. Однако отсутствие втулки ограничивает область применения соединения: такие фланцы не рекомендуются для систем, подверженных значительным изгибающим нагрузкам, вибрации или циклическим температурным деформациям. Основное назначение — стационарные трубопроводы с невысокими требованиями к жесткости узла.
Конструктивные параметры и размерный ряд
ГОСТ 12820-80 регламентирует исполнения фланцев по типу уплотнительной поверхности: с соединительным выступом (исполнение 1), с впадиной (исполнение 2), с шипом (исполнение 3) и с пазом (исполнение 4). Наибольшее распространение в промышленности получило исполнение 1 — с гладкой уплотнительной поверхностью и выступающей кольцевой площадкой, на которую устанавливается прокладка.
Норматив устанавливает размерные ряды для условных проходов от Ду 10 до Ду 2000 мм. Для каждого типоразмера определены:
- наружный диаметр фланца D, зависящий от условного давления;
- диаметр и количество крепежных отверстий;
- диаметр болтовой окружности;
- толщина диска b;
- диаметр и высота выступа под прокладку.
Рабочее давление для фланцев по ГОСТ 12820-80 ограничено значениями Ру 0,25–2,5 МПа (2,5–25 кгс/см). При более высоких параметрах среды применяются фланцы с воротниковой конструкцией по ГОСТ 12821-80, способные воспринимать повышенные нагрузки.
Материалы изготовления и условия эксплуатации
Выбор материала фланца определяется условиями эксплуатации трубопровода: составом транспортируемой среды, рабочим давлением и температурой. Для общепромышленных систем используются углеродистые стали, для агрессивных сред — коррозионностойкие сплавы.
| Материал | Марка | Рабочая среда | Температура, C | Давление, МПа |
|---|---|---|---|---|
| Углеродистая сталь | Ст3сп, 20 | Вода, пар, нейтральные газы | –30…+300 | до 2,5 |
| Низколегированная сталь | 09Г2С, 16ГС | Нефтепродукты, углеводороды | –70…+350 | до 2,5 |
| Коррозионностойкая сталь | 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т | Кислоты, щелочи, агрессивные среды | –60…+450 | до 1,6 |
Для трубопроводов, работающих при отрицательных температурах, применяются стали с гарантированной ударной вязкостью. Фланцы из низколегированной стали 09Г2С сохраняют пластичность до –70 C, что позволяет использовать их в системах северного исполнения и на объектах криогенной инфраструктуры.
Технология монтажа и требования к сварке
Сварка плоского фланца выполняется встык с предварительной разделкой кромок под углом 45 с притуплением. Катет углового шва должен составлять не менее 0,5 толщины стенки трубы, но не менее 6 мм для трубопроводов с условным проходом свыше 100 мм. Перед сваркой необходимо выверить перпендикулярность плоскости фланца относительно оси трубопровода — отклонение не должно превышать 1 на каждые 100 мм диаметра.
При монтаже фланцевых соединений на магистральных трубопроводах с температурой транспортируемой среды выше 100 C рекомендуется применять прокладки из паронита ПОН или спирально-навитые прокладки с внутренним ограничительным кольцом. Для сред с высокой проникающей способностью (углеводороды, сжиженные газы) используются прокладки из терморасширенного графита с металлической оболочкой.
Отрасли применения
Фланцы плоские приварные по ГОСТ 12820-80 востребованы при строительстве и ремонте технологических трубопроводов в различных секторах промышленности:
- системы водоснабжения и теплоснабжения — узлы врезки насосного оборудования, запорной арматуры, измерительных комплексов;
- нефтегазовая отрасль — обвязка резервуарных парков, технологические трубопроводы с давлением до 2,5 МПа;
- химические производства — трубопроводы для транспортировки реагентов при условии применения коррозионностойких сталей;
- пищевая промышленность — линии подачи воды, пара, инертных газов;
- системы пожаротушения и хозяйственно-питьевого водопровода.
При заказе фланцев необходимо указывать условный проход, условное давление, исполнение уплотнительной поверхности и марку стали. Для трубопроводов с агрессивными средами дополнительно согласовывается тип прокладочного материала и способ контроля сварных соединений — визуальный измерительный контроль, ультразвуковая дефектоскопия или радиографический метод.
Вопросы и ответы
Чем отличается фланец плоский приварной от воротникового?
Плоский фланец не имеет конической ступицы и приваривается угловым швом непосредственно к трубе. Воротниковый фланец оснащен переходной втулкой, которая приваривается встык, что обеспечивает более равномерное распределение напряжений и допускает работу при более высоких давлениях.
Какое максимальное рабочее давление допускает ГОСТ 12820-80?
Норматив распространяется на фланцы с условным давлением от 0,25 до 2,5 МПа. Для трубопроводов с более высокими параметрами среды применяются фланцы по ГОСТ 12821-80 (воротниковые) или ГОСТ 12822-80 (свободные на приварном кольце).
Какие прокладки используются с плоскими фланцами?
Для сред без агрессивных компонентов применяются паронитовые прокладки ПОН, для высокотемпературных сред — спирально-навитые прокладки, для пищевых и фармацевтических производств — прокладки из фторопласта или EPDM-резины.
Можно ли использовать плоские фланцы на трубопроводах с вибрацией?
Не рекомендуется. Отсутствие ступицы делает узел чувствительным к знакопеременным нагрузкам. Для компрессорных установок, насосных станций и трубопроводов, подверженных вибрации, следует применять воротниковые фланцы с усиленной конструкцией.
