Резьбовой фланец из стали 20: конструкция и применение
Резьбовой фланец из стали 20 — вид трубопроводной арматуры, в котором присоединение к трубе выполняется не сваркой, а навинчиванием на наружную резьбу. Материал — конструкционная углеродистая сталь 20 (ГОСТ 1050), что определяет механические характеристики и область использования этих деталей в технологических трубопроводах.
Сталь 20 относится к группе качественных углеродистых сталей с содержанием углерода около 0,17–0,24 %. Она обеспечивает сочетание достаточной прочности и пластичности, что важно при монтаже резьбовых соединений, работающих под давлением. Фланцы из стали 20 предназначены для сред, не вызывающих интенсивной коррозии: вода, пар, нейтральные и слабоагрессивные жидкости, инертные газы.
Конструктивные особенности резьбового исполнения
В отличие от плоских или воротниковых фланцев, резьбовой вариант не требует сварочных работ при монтаже. Присоединительный патрубок имеет внутреннюю трубную резьбу (обычно по ГОСТ 6357 или ГОСТ 6111), которая нарезается непосредственно в теле фланца. Это позволяет выполнять демонтаж узла без повреждения трубопровода, что критично при обслуживании запорной арматуры, контрольно-измерительных приборов и насосного оборудования.
Уплотнение соединения достигается за счёт поджатия фланца к торцу трубы и использования прокладочного материала в плоскости разъёма. Для герметизации резьбовой части применяют лён с суриком, анаэробные герметики или ФУМ-ленту. Резьбовые фланцы из стали 20 выпускаются под номинальное давление PN 10 и PN 16, что соответствует типовым условиям работы общепромышленных сетей.
Механические характеристики стали 20
Для расчёта рабочих параметров соединения важны следующие показатели материала:
- временное сопротивление разрыву — не менее 410 МПа;
- предел текучести — не менее 245 МПа;
- относительное удлинение — не менее 25 %;
- твёрдость по Бринеллю — 131–179 HB.
Рабочая температура среды для фланцев из стали 20 ограничена диапазоном от –40 до +425 C. При температурах ниже –40 C рекомендуется применять стали с гарантированной ударной вязкостью, так как углеродистая сталь 20 склонна к хладноломкости.
Типовые размеры и присоединительные параметры
| Ду, мм | Наружный диаметр, мм | Диаметр резьбы | Число отверстий | Диаметр отверстий, мм |
|---|---|---|---|---|
| 25 | 115 | G1 | 4 | 14 |
| 50 | 165 | G2 | 4 | 18 |
| 80 | 200 | G3 | 8 | 18 |
Присоединительные размеры резьбовых фланцев из стали 20 соответствуют ГОСТ 12820 и ГОСТ 12821 для фланцев на Ру 10 и Ру 16. Уплотнительная поверхность выполняется гладкой (исполнение 1) или с выступом (исполнение 2), что позволяет подбирать прокладки — паронит, фторопласт или спирально-навитые — в зависимости от рабочих параметров среды.
Области применения
Резьбовые фланцы из стали 20 востребованы в системах, где сварка нежелательна или невозможна по условиям пожарной безопасности и эксплуатации:
- водопроводные и тепловые сети с рабочим давлением до 1,6 МПа;
- обвязка насосных агрегатов и компрессорного оборудования;
- технологические трубопроводы пищевых производств при транспортировке нейтральных сред;
- системы пожаротушения и хозяйственно-питьевого водоснабжения;
- временные монтажные участки, требующие периодической разборки.
Ограничением применения является невозможность использования резьбового соединения на трубопроводах с вибрацией и динамическими нагрузками — в таких условиях резьба ослабевает, и герметичность нарушается. Также не рекомендуется установка на трубах с тонкой стенкой, где нарезание резьбы снижает несущую способность.
Вопросы и ответы
Какое рабочее давление выдерживает резьбовой фланец из стали 20?
Фланцы из стали 20 выпускаются под условное давление PN 10 и PN 16, что соответствует 1,0 и 1,6 МПа при температуре среды до 100 C. С повышением температуры допустимое давление снижается согласно графикам ГОСТ 12820.
Можно ли использовать резьбовой фланец из стали 20 на трубопроводах с горячей водой?
Да, сталь 20 сохраняет прочностные характеристики при температуре до 425 C. Для горячего водоснабжения и паропроводов низкого давления фланец пригоден, однако необходимо учитывать снижение допускаемого давления при температурах выше 200 C.
Чем отличается резьбовой фланец от приварного встык?
Резьбовой фланец крепится навинчиванием на трубу с наружной резьбой и не требует сварки. Приварной встык соединяется с трубой сварным швом, что обеспечивает более высокую надёжность при циклических нагрузках и высоких давлениях.
Какой герметик использовать при монтаже резьбового фланца?
Для уплотнения резьбового соединения применяют льняную прядь с графитовой смазкой или суриком, анаэробные фиксаторы резьбы средней прочности либо ФУМ-ленту. Выбор зависит от рабочей среды и температуры.
