Что такое свободный фланец и где он используется?

Фланцы свободные на приваривающемся кольце – две комплектующие с каждой из обеих сторон стыка: свободное и приварное кольца. Наличие свободного кольца отличает данное исполнение фланца от иных его собратьев.

Свободный стальной фланец, включая нержавеющие элементы, – комплект, включающий в себя приварное кольцо с условным значением диаметра от 1 до 50 см. Это кольцо закрепляется на трубе с помощью сварных швов, при этом снаружи и изнутри накладывается по отдельному шву. Данное кольцевое исполнение обеспечивает высококачественную герметизацию стыка. Внутренняя часть такого фланца представлена девятью модификациями выполнения. Свободное кольцо обладает большим размером, навешивается на трубу и при этом поворачивается свободно в любую из сторон. Оно даёт возможность стянуть и зафиксировать стык в естественном и единственном положении, создавая герметизацию.

Для производства обычных фланцев, как правило, применяется состав Ст3сп. Внутреннее кольцо приспособления для стыка труб изготавливается из нержавейки, а свободное (наружное) кольцо – из всё той же Ст3.

Давление, на которое рассчитан такой фланец, – 1-25 атмосфер. Элементы исправно работают в температурном интервале от –30 до 300 градусов. Исполнение конструкции позволяет эффективно и надёжно зафиксировать трубный стык в трудно обслуживаемых местах, куда доступ крайне сложен. Свободное исполнение фланца позволяет его многократное применение.

Помимо Ст3, широко применяют сплавы на основе Ст20. Использование такого состава позволяет фланцам и трубопроводам исправно функционировать на магистральных трубопроводах, где температурный интервал колеблется в пределах от -40 до 475 градусов. Стальной состав 09Г2С позволяет фланцам исправно выполнять свои задачи даже при 70-градусном промораживании. Сплав 12Х18Н10Т, вообще, выдерживает температуру жидкого азота. Сплав работает и при температуре до 350 градусов. Состав 10Х17Н13М2Т – тот же вариант, но допускает нагрев до 600 градусов. 15Х5М – самый популярный сплав для фланцев. Отличается жаростойкостью – исправно выполняет поставленные задачи и при 650 градусах.

Свободные фланцы на приварном кольце – вращающиеся, считаются накидной конструкцией. В качестве прокладки, кроме резины, применяют силуминовый состав, ПВХ – в целом несколько вариантов полимерного покрытия.

Нормативы производства и тех и других комплектующих изложены в ГОСТ 12822-1980. Комплекты в основном выпускаются в качестве одних и тех же комплектов деталей, но привариваемые кольцевые комплектующие выпускаются в нескольких вариантах:

• с соединяющей отбортовкой;

• с обычной отбортовкой;

• со впадиной;

• с шипом и с пазом – по отдельности, под простую конфигурацию;

• с шипом и с пазом под фторопластовое покрытие – по отдельности.

Свободные фланцы выпускаются также в виде расточных комплектующих. Это элемент, применяющийся в сочетании со втулкой из ПНД, которая заняла место кольца из более заурядного комплекта. Применяется для стыкования полиэтиленовых (ПЭ) или труб из ПНД. Растачивающиеся фланцевые детали изготавливаются из среднеуглеродистой стали 20, высоколегированной 09Г2С или из нержавейки 12Х18Н10Т. Согласно ГОСТ 12822-1980 эти детали рассчитаны на давление в 10-25 атмосфер.

Для свободных фланцев применяются проектные размеры номиналов ДУ-10… ДУ-500. Типовыми считаются размеры Ду-63, Ду-100, Ду-110, Ду-150. Их масса составляет 1,55-10,94 кг на комплект в зависимости от максимального рабочего давления, которое способны выдержать труба и стык. Соединительный и простой выступы по сравнению с впадинным (безвыступным вариантом) способны добавить до 10% массы к самому изделию. Фланец со впадиной считается самым лёгким вариантом, с соединительным выступом – наиболее массивным. Вся линейка номиналов изделий колеблется по массе от 40 г до 64 кг в зависимости от диаметра труб и давления (или толщины стенок трубопроводов).

Для Ду-100, Ду-125 и Ду-150 сочетают в себе все три конструкции – с обычным и соединительным выступами и со впадиной под подходящий для каждого из них диаметр трубопровода. Чтобы заказать такой фланец в точности с характеристиками эксплуатируемой установки, указывают букву, соответствующую наружному диаметру трубы: 100А, 125А, 150Б и другие. Дело в том, что «А» соответствует стартовому значению этого диаметра, «Б» – прибавляет к нему дополнительно 8 мм, а маркер «В» добавляет ещё 7 мм. Маркировка, к примеру, 100А-25 20 ГОСТ 12822-1980 значит, что УД равен 100 мм, «А» – труба с наружным диаметром на 198 мм, 25 атмосфер – максимальное давление, 20 – сталь 20. Как вам уже известно, в данном примере указана хромистая на 18% нержавейка, а госстандарт предопределяет все эти характеристики изделия.

У кольца также есть своё обозначение. Например, кольцо 8-150-25Ф 12Х18Н10Т ГОСТ 12822-80 означает отсылку к фторопластовой прослойке, на 8 мм больше внешний диаметр трубы, изделие Ду-150, 25 бар давления, та же нержавейка и тот же госстандарт.

Фланец на хомуте под приварку применяют в организации подключения самых разнообразных агрегатов, работающих с жидкостями, на магистральных и второстепенных трубопроводах. Но у подобных изделий есть одна особенность – приплавить трубу из ПЭ к ним нельзя, они рассчитаны в основном для стальных труб.