Фланец плоский приварной из стали 20: конструкция и рабочие характеристики
Фланец плоский приварной из стали 20 — это стандартизированный элемент трубопроводной арматуры, предназначенный для соединения труб, запорной и регулирующей аппаратуры в системах с умеренными эксплуатационными параметрами. Материал изготовления — конструкционная углеродистая качественная сталь 20 по ГОСТ 1050, что определяет механические свойства и область применения данного типа фланцев.
Конструктивно плоский приварной фланец представляет собой диск с центральным отверстием под трубопровод и равномерно расположенными крепежными отверстиями по периметру. Присоединение к трубе выполняется двусторонним угловым сварным швом, при этом стык не требует разделки кромок под скос, что упрощает монтажные операции. Сталь 20 относится к группе низкоуглеродистых материалов с содержанием углерода 0,17–0,24 %, что обеспечивает хорошую свариваемость без предварительного подогрева и последующей термообработки сварных соединений.
Технические параметры фланцев из стали 20
Механические характеристики стали 20 после нормализации: временное сопротивление разрыву — 410–530 МПа, предел текучести — не менее 245 МПа, относительное удлинение — не менее 25 %. Твердость материала по Бринеллю составляет 131–179 HB. Рабочая температура эксплуатации фланцев из стали 20 ограничена диапазоном от –40 C до +425 C, что определяется склонностью стали к хладноломкости при пониженных температурах.
Фланцы плоские приварные из стали 20 выпускаются по ГОСТ 12820-80 для условных давлений PN 0,1–2,5 МПа. При более высоких давлениях рекомендуется применение фланцев с воротником или приварных встык, поскольку плоская конструкция не обеспечивает достаточной жесткости соединения. Типоразмерный ряд охватывает условные проходы от Ду 10 до Ду 2000 мм.
| Условный проход, мм | Условное давление, МПа | Наружный диаметр, мм | Толщина диска, мм | Масса, кг |
|---|---|---|---|---|
| 50 | 1,6 | 160 | 17 | 2,3 |
| 100 | 1,6 | 215 | 21 | 4,8 |
| 200 | 1,0 | 290 | 22 | 8,5 |
Исполнения и уплотнительные поверхности
По конструкции уплотнительной поверхности фланцы плоские приварные из стали 20 изготавливаются в нескольких исполнениях:
- исполнение 1 — с соединительным выступом, применяется для большинства стандартных трубопроводных систем;
- исполнение 2 — с выступом под прокладку, используется при монтаже с паронитовыми и фторопластовыми прокладками;
- исполнение 3 — с шипом, обеспечивает повышенную герметичность соединения;
- исполнение 4 — с впадиной, применяется в паре с фланцами исполнения 3;
- исполнение 5 — под линзовую прокладку для сред с высокой проникающей способностью;
- исполнение 6 — под кольцевую прокладку овального сечения для высоких давлений.
Области применения фланцев из стали 20
Фланцы плоские приварные из стали 20 востребованы в технологических трубопроводах, транспортирующих неагрессивные и слабоагрессивные среды: воду, пар, воздух, инертные газы, нефтепродукты. Основные сектора применения — системы холодного и горячего водоснабжения, тепловые сети с температурой теплоносителя до 150 C, общепромышленные трубопроводы на предприятиях пищевой, химической и нефтегазовой отрасли.
Ограничением для применения стали 20 является работа в средах, вызывающих коррозионное растрескивание, а также в сероводородсодержащих средах. Для таких условий требуется применение коррозионностойких сталей или защитных покрытий. При монтаже фланцевых соединений на трубопроводах с температурой свыше 300 C необходимо учитывать релаксацию напряжений в крепеже и выполнять периодическую подтяжку шпилек в процессе эксплуатации.
Вопросы и ответы
Какие стандарты регламентируют размеры фланцев плоских приварных из стали 20?
Основные размеры и технические требования установлены ГОСТ 12820-80. Присоединительные размеры и размеры уплотнительных поверхностей — по ГОСТ 12815-80. Материал — по ГОСТ 1050 для стали 20.
При каких температурах допустима эксплуатация фланцев из стали 20?
Рабочий диапазон температур составляет от –40 C до +425 C. При температурах ниже –40 C сталь 20 проявляет склонность к хрупкому разрушению, поэтому требуется применение низколегированных сталей.
Чем отличается плоский приварной фланец от приварного встык?
Плоский фланец надевается на трубу и приваривается двумя угловыми швами, не требуя обработки кромки трубы. Фланец встык имеет коническую втулку и приваривается стыковым швом, что обеспечивает более равномерное распределение напряжений при высоких давлениях.
Требуется ли термообработка сварных соединений фланцев из стали 20?
Для стали 20 с содержанием углерода до 0,24 % предварительный подогрев и последующая термообработка не требуются при толщине свариваемых элементов до 40 мм и температуре окружающей среды не ниже –10 C.
