Воротниковые фланцы ГОСТ 28759.3-90: исполнение под приварку для сосудов и аппаратов
Воротниковые фланцы по ГОСТ 28759.3-90 — плоские приварные фланцы сосудов и аппаратов с коническим воротником, регламентированные для стальных сварных ёмкостных конструкций. Стандарт распространяется на фланцы номинальным давлением от 0,6 до 1,6 МПа и устанавливает размеры под конкретные диаметры аппаратов, а не под трубопроводную арматуру. Ключевое отличие от трубных фланцев по ГОСТ 12821 — привязка типоразмера к внутреннему диаметру корпуса и наличие воротника, плавно передающего усилие на обечайку.
Конструктивные особенности и исполнения
Воротник выполняется с конической расточкой под сварной шов и обеспечивает равномерное распределение изгибающего момента от внутреннего давления на стенку аппарата. Уплотнительная поверхность — плоская или выступ-впадина, что определяет тип прокладки. Фланцы изготавливают из листового или кованого проката с последующей механической обработкой посадочного пояса и уплотнительных канавок.
- Исполнение 1 — с гладкой уплотнительной поверхностью под паронит или асбестовый картон.
- Исполнение 2 — с выступом под металлическую или спирально-навитую прокладку.
- Исполнение 3 — с впадиной для ответного фланца с выступом.
- Исполнение 4 — под прокладку овального или восьмиугольного сечения.
Материалы и условия эксплуатации
Стандарт допускает применение углеродистых и низколегированных сталей: ВСт3сп5, 20, 09Г2С, 16ГС, 12Х18Н10Т. Выбор марки определяется расчётной температурой стенки и агрессивностью среды. Для аппаратов колонного типа, реакторов и теплообменников с рабочей температурой до 475 C применяют 09Г2С и 16ГС; при криогенных режимах и коррозионных средах — аустенитные стали. Толщина воротника превышает толщину обечайки, что компенсирует концентрацию напряжений в зоне сварного шва.
Типоразмерный ряд и присоединительные размеры
| D аппарата, мм | Dн фланца, мм | D болтовой окружности, мм | Число болтов, шт | Ру, МПа |
|---|---|---|---|---|
| 400 | 535 | 495 | 8 | 0,6 |
| 600 | 755 | 705 | 12 | 1,0 |
| 1000 | 1200 | 1140 | 20 | 1,0 |
| 1400 | 1660 | 1590 | 28 | 1,6 |
| 2000 | 2320 | 2240 | 36 | 1,6 |
Область применения
Фланцы устанавливаются на разъёмных соединениях корпусов ректификационных колонн, сепараторов, ёмкостей хранения, автоклавов и кожухотрубчатых теплообменников. Применяются в нефтегазопереработке, химическом синтезе, целлюлозно-бумажном производстве, на установках подготовки воды и в системах воздухоразделения. Соединение работает под действием внутреннего давления, осевых усилий от температурных деформаций и вибрационных нагрузок от насосного и компрессорного оборудования.
Контроль и монтаж
Перед сваркой проверяют перпендикулярность уплотнительной поверхности к оси аппарата — отклонение не более 0,3 мм на 100 мм диаметра. Сварной шов воротника выполняют с полным проваром, с последующей термообработкой при толщине стенки свыше 36 мм. Затяжку болтов производят крест-накрест в два-три прохода динамометрическим ключом для обеспечения равномерного обжатия прокладки.
Вопросы и ответы
Чем воротниковый фланец ГОСТ 28759.3-90 отличается от трубного по ГОСТ 12821?
Типоразмер привязан к внутреннему диаметру аппарата, а не к условному проходу трубы; воротник имеет коническую расточку под сварку с обечайкой и увеличенную толщину для компенсации мембранных напряжений.
Какие прокладки применяются с исполнением под выступ-впадину?
Паронит марок ПОН-Б, ПМБ, спирально-навитые прокладки с ограничительным кольцом, а также металлические овального и восьмиугольного сечения при высоких давлениях.
Допускается ли изготовление из стали 12Х18Н10Т?
Да, для коррозионно-активных сред и рабочих температур от –70 до 600 C при условии подтверждения механических свойств и стойкости к межкристаллитной коррозии.
Какой момент затяжки болтов для фланца D аппарата 1000 мм?
Определяется расчётом по усилию обжатия прокладки и указывается в монтажной документации; ориентировочно для болтов М24 класса 8.8 — 450–550 Нм с контролем динамометрическим ключом.
