Сравнение допусков по шероховатости для исполнений фланцев двух стандартов: ГОСТ 33259-15 и ASME B 16.5

Различные типы уплотнительных поверхностей фланцев используются в качестве контактного поля для посадки прокладок и достижения герметичности во фланцевом соединении. Зеркало фланца может быть гладким (плоским), с выступом и впадиной, шипом и пазом, а также в виде кольцевого соединения с овальным углублением специально для металлических прокладок. Независимо от того, какая торцевая поверхность используется, ответные фланцы в сборке должны быть хорошо состыкованы друг с другом и затянуты требуемыми крепежными элементами, чтобы обеспечить правильное уплотнение. Чтобы плоскость сопряжения имела наивысшее качество, установлены нормы шероховатости.

В рамках данной статьи разберем понятие шероховатости, рассмотрим и сравним два вида стандартов: российский норматив ГОСТ 33259-15 и американскую систему стандартизации фланцев ASME B 16.5 для NPS ½” - 24”.

Исходя из таблицы 1 можно сделать вывод, что в ASME значительно выше предусмотренная градация видов исполнений для фланцевой пары “выступ-впадина”. Имеются два подтипа: узкий Small male face и широкий Large male face для зеркала с выступом;  узкое Small female face и широкое Large female face исполнение зеркала для впадины. Аналог ГОСТ - исп. E (2) и F (3). Для уплотнительных поверхностей “шип-паз” предусмотрен широкий диапазон исполнений, как по ГОСТ, так и по ASME. Интересно, что разнообразие видов узкого и широкого типа SM-LM, SF-LF связано с возможностью изготавливать резьбовые фланцы, благодаря чему процесс подбора становится более точным. Изготовленные на заказ наружные и внутренние облицовки обычно встречаются на корпусе теплообменника, чтобы направлять и закрывать фланцы. 

Важно понимать, что в английском языке прямым аналогом “зеркала фланца” является понятие “flange raised face” или “flange face” (для плоскости), что дословно можно перевести, как “лицо фланца”. В американской стандартизации используется аббревиатура AARH, что указывает на понятие среднеарифметическую высоту шероховатости. 

Что такое шероховатость?

Обработка присоединительной поверхности фланца играет ключевую роль в надежности и сроке службы как прокладки, так и целого соединения. Среди ключевых понятий в этой теме есть пара важных определений:

Шероховатость - это средняя высота неровностей на металлической поверхности, образующих рельеф. К примеру, малые шаги шероховатости могут быть выделены с помощью базовой длины. Другими словами, это отклонение реального профиля от геометрического. 

Ra - это среднеарифметическое отклонение профиля поверхности, где числовые значения определяются в микрометрах (мкм). 

ГОСТ 2789-73 устанавливает нормы на шесть основных параметров микрогеометрии для поверхностей: параллельная, перпендикулярная, перекрещивающаяся, произвольная, кругообразная, радиальная. Во фланцах встречается только кругообразная шероховатость. Более высокие значения «Ra» представляют более неровную поверхность, тогда как низкие - гладкую плоскость.

Относительно ГОСТ 33259-15 в примечаниях можно обнаружить следующее: минимальная шероховатость уплотнительных поверхностей для исполнений А, В, С, D, E, F - Ra 3,2; исполнений L, M - Ra 0,8. Для фланцев свободных на приварном кольце (тип 02) шероховатость плоскости А - Ra ≤ 25 мкм. Для фланцев ASME исполнение RF с соединительным выступом Ra от 3 до 6 мкм.

Если средняя шероховатость зеркала фланца не соответствует описанным стандартам, контактирующие плоскости подвергнутся быстрому износу, что приведет к потере герметичности болтового соединения и возможной протечке на линии. Разглядеть шероховатость можно не только на готовом изделии, но благодаря схематическому изображению детали на чертеже. Фланцы для систем с высокими температурами и высоким давлением используют металлические прокладки. Для низкотемпературных систем и систем низкого давления используется гладкая поверхность фланца и мягкие прокладки. Для фланцев с плоскостью зона уплотнения будет больше, для исп. с кольцевым соединением самой маленькой, а для типов “шип-паз” и “выступ-впадина” принимает средние значения.

Как оценить качество зеркала фланца с шероховатостью?

Требования шероховатости служат для обеспечения заявленного качества по выбранным стандартам. Оценка шероховатости для поверхности производят при помощи разных измерений, например благодаря сравнению с эталонным образцом, шероховатость которого известна. Такой способ выделяют приоритетным в ГОСТ 33259-15 (п.8.2). На уплотнительных поверхностях не допускаются вмятины, задиры, механические повреждения. Более подробно о том, зачем защищать зеркало фланца, читайте по ссылке.

Чтобы заказать фланцы и 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»

• фланцы диаметром 150 мм
• фланцы 200мм
  
• фланцы диаметром 100 мм