Воротниковые фланцы 20К: конструкция и рабочие параметры
Воротниковые фланцы 20К — это плоские приварные встык фланцевые соединения, рассчитанные на условное давление 20 кгс/см (2,0 МПа). Исполнение с конической втулкой обеспечивает плавный переход от стенки трубопровода к уплотнительной поверхности, что снижает концентрацию напряжений в зоне сварного шва и повышает циклическую стойкость соединения при переменных нагрузках.
Конструкция воротникового фланца 20К соответствует ГОСТ 12821-80 и предназначена для работы в составе трубопроводной арматуры, насосного оборудования и технологических обвязок с температурой среды от –30 C до +300 C. Приварка встык формирует полноценное сварное соединение, пригодное для рентгенографического контроля качества шва, что критично для объектов с повышенными требованиями к герметичности.
Типоразмеры и присоединительные размеры
Фланцы воротниковые 20К выпускаются в диапазоне номинальных диаметров от Ду 15 до Ду 600 мм. Присоединительные размеры — наружный диаметр, диаметр болтовой окружности, число и диаметр отверстий под крепёж — унифицированы и обеспечивают взаимозаменяемость с ответными фланцами того же исполнения независимо от производителя.
| Ду, мм | Наружный диаметр, мм | Диаметр болтовой окружности, мм | Число отверстий | Диаметр отверстий, мм |
|---|---|---|---|---|
| 50 | 160 | 125 | 4 | 18 |
| 100 | 215 | 180 | 8 | 18 |
| 200 | 335 | 295 | 12 | 22 |
Материалы изготовления и уплотнительные поверхности
Воротниковые фланцы 20К изготавливаются из углеродистых сталей марок 20, 09Г2С и 12Х18Н10Т. Выбор материала определяется условиями эксплуатации: сталь 20 применяется для нейтральных и слабоагрессивных сред, 09Г2С — для низкотемпературных трубопроводов до –70 C, коррозионностойкая сталь 12Х18Н10Т — для агрессивных сред в химической и пищевой промышленности.
Уплотнительная поверхность выполняется в трёх исполнениях:
- гладкая (исполнение 1) — для фланцевых соединений с прокладками из паронита или фторопласта;
- шип-паз (исполнение 2) — для сред с высокой проникающей способностью;
- выступ-впадина (исполнение 3) — для систем с повышенными требованиями к соосности.
Области применения
Фланцы воротниковые 20К востребованы в технологических трубопроводах с рабочим давлением до 2,0 МПа, где требуется надёжное разъёмное соединение с возможностью многократного демонтажа при обслуживании. Основные сферы использования:
- системы водоснабжения и теплоснабжения с температурой теплоносителя до 150 C;
- компрессорные станции и газораспределительные пункты;
- обвязка насосного и ёмкостного оборудования в нефтехимической отрасли;
- паропроводы низкого давления на промышленных объектах;
- системы пожаротушения и хозяйственно-питьевого водопровода.
Монтаж воротниковых фланцев 20К выполняется электродуговой сваркой с предварительной подготовкой кромок под стыковой шов. Контроль качества сварного соединения проводится методами ультразвуковой дефектоскопии или радиографического контроля в соответствии с требованиями СП 70.13330.
Вопросы и ответы
Чем воротниковый фланец 20К отличается от плоского приварного?
Воротниковый фланец приваривается встык через коническую втулку, что обеспечивает плавный переход напряжений и возможность проведения радиографического контроля шва. Плоский фланец приваривается внахлёст к торцу трубы и не рассчитан на высокие изгибающие нагрузки.
Какие прокладки применяются для фланцев 20К с гладкой уплотнительной поверхностью?
Для исполнения с гладкой поверхностью используются паронитовые прокладки ПОН, фторопластовые и комбинированные прокладки с металлическим кольцом. Выбор зависит от рабочей среды и температуры.
Допустимо ли применение фланцев 20К на трубопроводах с вибрационными нагрузками?
Да, воротниковая конструкция обеспечивает повышенную усталостную прочность по сравнению с плоскими фланцами. Однако при наличии интенсивной вибрации рекомендуется дополнительный контроль затяжки крепежа и применение пружинных шайб.
Какой крепёж используется для сборки фланцевого соединения 20К?
Применяются болты класса прочности 8.8 или шпильки с гайками из стали 35, 40Х. Для сред с температурой выше 300 C используется крепёж из жаропрочных сталей с соответствующей термообработкой.
