Что такое свободный фланец на приварном кольце? Опыт работы с ГОСТ 33259-15, ASME и DIN

Что такое стальной свободный фланец?

Стальной свободный фланец состоит из двух частей - стального диска с центральным отверстием и равноудаленными отверстиями под крепеж (фланец) и приварного стального кольца (внутреннее кольцо). До 2015 года на свободные фланцы действовал ГОСТ 12822-80, а с 2016 вступил в силу единый государственный стандарт ГОСТ 33259-15, который вмещает в себя информацию по шести типам фланцев:

• тип 01 - фланец стальной плоский приварной
• тип 02 - фланец стальной плоский свободный на приварном кольце
• тип 03 - фланец стальной плоский свободный на отбортовке
• тип 04 - фланец стальной плоский свободный на хомуте под приварку
• тип 11 - фланец стальной приварной встык
• тип 21 - фланец корпуса арматуры

В рамках этой статьи остановимся на фланцах типа 02.

Как происходит монтаж?

Накидной фланец надевают на трубу, где он может свободно вращаться, поскольку внутренний диаметр фланца чуть-чуть больше диаметра трубы и сам фланец никак не крепится напрямую к трубе. За счет свободного вращения фланца удобно проводить стыковку болтовых отверстий с ответным фланцем. Стальное кольцо приваривают к трубе при помощи газо или электросварки внутри и снаружи. Допускается выполнять фаску под сварной шов с углом (50 ± 5)º. Таким образом, на первый план выходят основные преимущества и особенности:

• легкость монтажа. Тип 02 имеет свободное вращение фланца, что обеспечивает легкую стыковку болтовых отверстий к ответному соединению в виде фланца арматуры или оборудования без дополнительного поворота трубы;

• свободные фланцы удобно использовать, когда предстоят регулярные проверки или предстоит проводить монтаж в труднодоступном месте, упрощая монтаж трубопроводов большого диаметра;
  
  
• накладной фланец - это хорошая альтернатива приварной горловине (тип 11), поскольку он не имеет сварной фаски и, следовательно, позволяет регулировать длину трубы относительно ее положения на фланце;
  
  
• важно, чтобы свободный фланец и кольцо были одного условного диаметра;
  
  
• у свободных фланцев отсутствует контакт со средой в трубе., что приводит к большей долговечности этих фланцев. В целях экономии допускается сочетать нержавеющее кольцо и фланец из углеродистой стали;
  
  
• в системах, которые быстро подвергаются эрозии или коррозии, фланцы можно использовать повторно, заменив только кольцо;
  
  
• свободный фланец имеет те же общие размеры (наружный диаметр, размер крепежного соединения и т.д.), что и любой фланец по ГОСТ 33259-15, однако у него нет уплотнительной поверхности зеркала;
  
  
• не рекомендуется использовать свободные фланцы в экстремальных условиях или при высоких температурах давления.

Максимальный диаметр для данного вида деталей доходит до 600 мм для давлений от 2,5 до 25 кгс/см². Уплотнительная поверхность стального кольца может быть выполнена в виде 7 исполнений, где в зависимости от конструкции кольца, диаметр и давление будет варьироваться. 

Как расшифровать маркировку свободного фланца?

Для всех типов фланцев, изготовленных по ГОСТ 33259-15 предусмотрена единая система маркировки. Каждый параметр имеет четко зафиксированный порядок. Пример маркировки свободного фланца: 200-10-02-1-B-09Г2С-IV-ГОСТ 33259.

1. Товарный знак завода изготовителя
2. Условный диаметр DN в мм
3. Условное давление PN в кгс/см²
4. Тип обозначения фланца. В нашем случае - индекс 02.
5. Номер размерного ряда (1-й или 2-й)
6. Исполнение уплотнительной поверхности зеркала от A до M
7. Марка стали
8. Группа контроля от I до V
9. Стандарт

Таблица 1. Размерный ряд фланцев свободных на приварном кольце с учетом допустимого диаметра в мм и давления в кгс/см² по ГОСТ 33259-15.

Какие существуют аналоги свободного фланца в международных стандартах?

Обратимся к международному опыту, в ASME B 16.5 близким аналогом к свободному фланцу на приварном кольце по ГОСТ будет фланец, который носит внутреннее название Lap Joint (Lapped, LJ) flange. Особенность фланца по ASME заключается в комплектации: свободный фланец идет в компании с втулкой (Stub End), которая имеет форму короткого отрезка трубы со сварным скосом на одном стороне и узким буртиком на другом конце, называемым ступицей. Отличительная особенность - измерение диаметра в дюймах, а давления в классах - это важно учитывать в связке со стандартом трубы. Lap Joint по внешнем виду и форме похож на плоский фланец (в стандарте ASME плоский фланец называют Slip On). В американских фланцах также имеется скругленная кромка во внутреннем отверстии вблизи уплотнительной поверхности. Из-за того, что свободный фланец присутствует в комплекте с втулкой Stub end, выводят также и второй стандарт - ASME B 16.9. Размеры втулки относится к  фитингам и стоит в одном ряду с отводами, тройниками, крестовинами и эллиптическими заглушками. Поэтому, все размеры Stub end будут представлены в отдельном стандарте ASME B 16.9. Втулка всегда используется с фланцем внахлестку в качестве опорного соединения.

Если необходимо разобрать фланцевое соединение внахлест, например, для замены прокладки, это не всегда возможно сделать обычным способом (использование расширителя фланцев или лома, который отодвигает два фланца). С помощью свободных фланцев это невозможно, поскольку они скользят обратно по трубе, в то время как заглушки остаются вместе. Как предотвратить? При монтаже ASME часто прибегают к такому способу: на расстоянии одного миллиметра позади фланца, на торце втулки Stub end делают три небольших сварных шва для фиксации. Не существует общего правила удержания свободного фланца Lap Joint на одном месте, поэтому технология монтажа будет отличаться в зависимости от спецификации заказчика.

В европейской стандартизации плоский фланец со стальным кольцом можно найти в DIN EN 1092-1. Тип фланца носит название Loose plate flange with weld-on plate collar (Weld-On Plate Collar), тип 02. Обязательно указывают индекс 32. т.к. свободные фланцы могут быть на приварном кольце (тип 32), с приварной втулкой (тип 33, тип 35), с прессованным воротником с приварной шеей (тип 36), приварной бортшайбой (тип 37) и хомутом (тип 34). Тип 32 представляет собой типичное плоское металлическое кольцо, доступное в размерах PN 6, PN 10, PN 16, PN 25 и PN 40.

Итого

Выбирая фланец, всегда учитывайте особенности внутренней и внешней среды, параметры давления и температуры, марку стали и характер ответного соединения. Стандартов много, а самый верный для поставленной задачи определит проектный инженер. Чтобы грамотно подобрать свободный фланец, проконсультируйтесь с менеджерами отделов продаж ОНИКС и оформите заявку на поставку.

Чтобы заказать соединительные детали трубопровода, направьте запрос по электронной почте или позвоните менеджерам отдела продаж.

➥ 8 (499) 673-38-38 Москва
➥ 8 (343) 384-38-38 Екатеринбург
➥ 8 (812) 328-38-38 Санкт-Петербург
➥ 8 (800) 555-38-83 Бесплатно по РФ

_______

- Осколкова Анастасия - контент-менеджер «ОНИКС»