Свободные фланцы из стали 3: конструктивные и эксплуатационные характеристики
Свободные фланцы (тип 02 по ГОСТ 33259-2015) из стали марки Ст3 изготавливаются методом свободной ковки или резки из листового проката с последующей механической обработкой. Конструктивно такой фланец представляет собой кольцо с центральным отверстием, которое надевается на трубу и фиксируется отбортовкой или сварным буртом. В отличие от плоских приварных фланцев, свободный фланец не контактирует со сварным швом напрямую, что снижает концентрацию напряжений в зоне термического влияния и повышает усталостную долговечность соединения при циклических нагрузках.
Сталь 3 (Ст3сп, Ст3пс, Ст3кп) — углеродистая сталь обыкновенного качества, применяемая для изготовления фланцев, работающих в диапазоне температур от –40 C до +300 C при номинальном давлении до PN 16. Химический состав и механические свойства регламентируются ГОСТ 380-2005. Для фланцевого крепежа в системах с рабочей температурой выше +200 C рекомендуется использовать сталь Ст3сп с гарантированными показателями ударной вязкости при отрицательных температурах.
Технические параметры и исполнения
| Параметр | Значение | Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Номинальный диаметр DN | 15–600 мм | Номинальное давление PN | 0,6–1,6 МПа | ГОСТ 33259-2015 |
| Предел текучести т | 245 МПа | Временное сопротивление в | 370–490 МПа | Ст3сп, ГОСТ 380 |
| Относительное удлинение | 21 % | Ударная вязкость KCU | 34 Дж/см | при +20 C |
| Твёрдость HB | 120–160 | Рабочая температура | –40…+300 C | без учёта коррозии |
| Шероховатость уплотнительной поверхности | Ra 3,2–6,3 мкм | Покрытие | цинкование, грунт-эмаль | по требованию заказчика |
Области применения
- Трубопроводы систем отопления и горячего водоснабжения с рабочим давлением до 1,6 МПа.
- Технологические обвязки насосных агрегатов, компрессорных установок и теплообменников.
- Вентиляционные и аспирационные системы металлургических и цементных производств.
- Вспомогательные трубопроводы котельных установок, работающих на газообразном и жидком топливе.
- Системы оборотного водоснабжения промышленных предприятий с температурой среды до +90 C.
- Пневмотранспортные линии зерноперерабатывающих и химических производств.
Монтаж и совместимость
Свободные фланцы из стали 3 комплектуются ответными фланцами, крепежом (болты, шпильки, гайки) и прокладками из паронита, резины или фторопласта. При монтаже на трубопроводах из нержавеющих сталей или полимерных материалов свободный фланец позволяет избежать разнородности сварного соединения: бурт выполняется из материала трубы, а фланец — из стали 3. Это упрощает ремонт и замену фланца без вырезки участка трубопровода.
Для обеспечения герметичности соединения при давлениях свыше 1,0 МПа рекомендуется применять прокладки из паронита ПОН-Б или асбестового картона с графитовой пропиткой. Момент затяжки крепежа рассчитывается исходя из диаметра резьбы и класса прочности болтов (не ниже 5.8).
Вопросы и ответы
Какие марки стали 3 применяются для свободных фланцев?
Используются Ст3сп, Ст3пс и Ст3кп по ГОСТ 380-2005. Для ответственных узлов с температурой ниже –20 C применяется только Ст3сп с гарантированной ударной вязкостью.
При каком давлении допускается установка свободных фланцев из стали 3?
Номинальное давление не должно превышать PN 16 (1,6 МПа) при температуре до +200 C. При более высоких температурах рабочее давление снижается согласно температурной поправке.
Чем свободный фланец отличается от плоского приварного?
Свободный фланец не приваривается к трубе — он удерживается отбортовкой или буртом. Это исключает сварной шов в зоне концентрации напряжений и упрощает замену детали.
Можно ли использовать свободные фланцы из стали 3 в агрессивных средах?
Без защитного покрытия — нет. Для химически активных сред применяется цинкование, эпоксидное или комбинированное покрытие, либо фланцы из легированных сталей.
