Фланец свободный с кольцом Сталь 20 в Минске

Фланец свободный с кольцом из стали 20: конструкция и применение

Фланец свободный с кольцом из стали 20 — разъемное соединение трубопроводов, в котором ответный фланец не приваривается к трубе, а свободно перемещается по ней и фиксируется при помощи приварного кольца. Материал кольца — конструкционная углеродистая сталь 20 (аналог AISI 1020), что определяет механические характеристики узла и область его эксплуатации.

Сталь 20 относится к категории качественных углеродистых сталей с содержанием углерода около 0,17–0,24 %. Для фланцевых соединений это означает стабильные прочностные показатели при умеренных температурах и рабочих средах без агрессивных компонентов. Предел текучести стали 20 составляет не менее 245 МПа, временное сопротивление разрыву — 410–530 МПа, относительное удлинение — не менее 24 %. Материал хорошо сваривается всеми видами сварки, что упрощает монтаж приварного кольца к трубопроводу.

Конструктивные особенности свободного фланца

Узел состоит из двух элементов: собственно фланца с гладким отверстием и приварного кольца с буртом. Кольцо приваривается встык к трубе, а фланец надевается на трубу до монтажа и при стягивании болтами прижимается к бурту кольца. Такая схема исключает сварку фланца с трубой и позволяет свободно вращать фланец при совмещении отверстий — это критично при монтаже на объектах, где точный поворот фланца затруднен.

Свободные фланцы с кольцом из стали 20 применяются в трубопроводах с условным проходом от 25 до 600 мм на рабочие давления до 2,5 МПа (25 кгс/см). Температурный диапазон эксплуатации ограничен свойствами стали 20: от –40 до +425 C. При более низких температурах рекомендуется использовать стали с гарантированной ударной вязкостью, например 09Г2С.

Типовые сферы применения

• Технологические трубопроводы предприятий нефтегазового комплекса с некоррозионными средами
• Системы водоснабжения и теплоснабжения с температурой теплоносителя до 150 C
• Обвязка насосного и компрессорного оборудования, требующая периодической разборки
• Трубопроводы сжатого воздуха и инертных газов
• Магистрали пожаротушения и оборотного водоснабжения

Преимущества свободной конструкции

Основное инженерное преимущество свободного фланца с кольцом — компенсация несоосности и упрощение демонтажа. При замене арматуры или ремонте участка нет необходимости вырезать участок трубы: достаточно ослабить болты и сдвинуть фланец по трубе. Это сокращает время ремонтных работ на действующих производствах.

Дополнительный фактор — отсутствие сварных напряжений в зоне отверстий под болты. Фланец не испытывает термического воздействия при монтаже, что исключает коробление уплотнительной поверхности. Для стали 20, чувствительной к перегреву при сварке, это особенно актуально: структура металла в зоне отверстий сохраняет исходные механические свойства.

Уплотнительные поверхности и присоединительные размеры

Свободные фланцы с кольцом из стали 20 изготавливаются с уплотнительной поверхностью типа «выступ-впадина» (В-В) или «шип-паз» (Ш-П) по ГОСТ 33259. Присоединительные размеры соответствуют рядам 1 и 2 указанного стандарта, что обеспечивает взаимозаменяемость с ответными фланцами других производителей.

При выборе свободного фланца с кольцом из стали 20 необходимо учитывать, что несущая способность соединения определяется прочностью приварного кольца, работающего на срез по линии контакта с буртом фланца. Для давлений свыше 2,5 МПа или сред с повышенной коррозионной активностью следует рассматривать фланцы из легированных сталей либо переход на цельные приварные конструкции.

Вопросы и ответы