Воротниковые фланцы на высокое давление. Стандарты ГОСТ, ASME, DIN, EN

12 сентября 2022, 11:14

Агрессивные условия внутренней и внешней среды встречаются в оборудовании  нефтехимической промышленности. Характерно использование специального оборудования для трубопровода, которое выдерживает высокие показатели герметичности и высокую устойчивость к возникновению коррозии. Широкий выбор воротниковых фланцевых соединений включает в себя российские и международные стандарты:

воротниковый фланец ОНИКС 03.png

Российские стандарты

  • ГОСТ 33259-15
  • ГОСТ 28759-90
  • ГОСТ 9399-81

Международные стандарты

  • DIN 2627 - DIN 2638
  • ASME / ANSI B16.5
  • ASME / ANSI B16.47
  • DIN EN 1092-1

➤ Что такое давление?


Номинальное давление - это максимально допустимое рабочее давление материала и марки стали, используемых при номинальной температуре по Цельсию. Обратитесь к статье на нашем сайте, которая более подробным образом раскрывает этот вопрос. Условное давление может быть выражено в различных единицах: бар, МПа, атм, кгс/см². Наиболее общим для работы на территории РФ и стран СНГ принято считать кгс/см² (килограмм силы на квадратный сантиметр). 


➤ Фланец воротниковый - общее


Функционально, стальные фланцы представляют собой диск с симметричным выступом в форме усеченного конуса и центральным отверстием для прохождения среды. Выдерживать высокие показатели давления помогает горловина, равно распределяющая нагрузку на соединение с трубой. Плавный переход между воротником и основанием трубы способствует уменьшению напряжения в соединении. Монтаж производится встык при помощи одного сварного шва. Стыковка основания осуществляется по краю воротника и краю трубы. 

воротниковый фланец ОНИКС 02.png

В международных и российских стандартах встречаются такие названия, как: WN, Welding neck flanges, воротниковый/юбочный фланец, тип 11 (ГОСТ 33259, DIN EN 1092-1), приварной фланец.


Таблица 1. Общая техническая информация по всем стандартам на воротниковые фланцы из данной статьи, с рассмотренными пределами максимального и минимального давления.


Стандарт ГОСТ 33259-15 ГОСТ 28759.3 ГОСТ 28759.4 ГОСТ 9399-81 ANSI (ASME) B 16.5 ASME B 16.47 DIN EN 1092-1
Номинальное давление 1-250 кгс/см² 0,6-6,3 МПа 6,3-16 МПа 200-1000 кгс/см² class 150-2500 class 150-900 2,5-400 МПа


➤ ГОСТ 33259-15


Воротниковые фланцы тип 11 имеют широкий интервал давления и подходят для работы с экстремальными температурами. Допустимое давление достигает 250 кгс/см². Литые стальные фланцы типа 21 также достигают 250 кгс/см². Давление влияет и на значения внешнего диаметра, оставляя внутренний диаметр неизменным. К примеру, у воротникового фланца 50 мм, внешний диаметр представлен в промежутке от 110 до 210 мм. С ростом давления, растут и объёмы фланца.

Важно учитывать, что не каждый вариант уплотнительной поверхности способен выдержать высокое давление.


 

Таблица 2. Пределы давления для фланцев с разными видами уплотнительной поверхности по ГОСТ 33259-15


PN 6 PN 10 PN 16 PN 25 PN 40 PN 63 PN 100 PN 160 PN 200 PN 250
B (1)

до 1200 мм

до 500 мм до 400 мм до 250 мм
C (4)

до 800 мм

до 600 мм, исключая 450 мм до 400 мм до 300 мм до 250 мм
D (5)

до 800 мм

до 600 мм, исключая 450 мм до 400 мм до 300 мм до 250 мм
E (2)

до 800 мм

до 600 мм, исключая 450 мм до 400 мм до 300 мм до 250 мм
F (3)

до 800 мм

до 600 мм, исключая 450 мм до 400 мм до 300 мм до 250 мм
J (7)

до 400 мм

до 200 мм -
L (8)

до 800 мм

до 600 мм, исключая 450 мм до 400 мм до 300 мм
K (6)

до 400 мм

до 300 мм до 200 мм -
M (9)

до 800 мм

до 600 мм, исключая 450 мм до 400 мм до 300 мм -


➤ ГОСТ 28759


Группа ГОСТ 28759 претерпела изменения в 2022 году: появилось несколько дополнительных видов прокладок, уменьшились варианты уплотнительных поверхностей для фланцев. Подробнее про все вступившие в силу изменения можно прочесть по ссылке. 

Если сравнивать с предыдущим ГОСТ на фланцы, то можно выделить ключевую особенность ГОСТа 28759 фланцев для сосудов и аппаратов - это доступные показатели диаметра, максимальный условный диаметр достигает 4000 мм. Условное давление представлено до 160 кгс/см². Воротниковые фланцы на высокое давление относятся к ГОСТ 28759.3 фланцы стальные приварные встык и ГОСТ 28759.4 стальные приварные встык под прокладку восьмиугольного сечения.

Используются при производстве резервуаров и емкостей. Для фланцев ГОСТ 28759.3 выделяют  8 исполнений: шип-паз, выступ-впадина, шип-паз, облицованные листом из коррозионно-стойкой стали, выступ-впадина, облицованные листом из коррозионно-стойкой стали. Фланцы по ГОСТ 28759.4 под прокладку восьмиугольного сечения существует два исполнения: с наплавкой коррозионно-стойкой стали и монометаллическое. 


Таблица 3. Диапазон условного давления для двух ГОСТ группы 28759: ГОСТ 28759.4 и ГОСТ 28759.3.


ГОСТ Наименование Диаметр Условное давление
28759.3  стальные приварные встык 3400-4000 мм 0,6 МПа
400-4000 мм 1,0 МПа
400-3200 мм 1,6 МПа
400-2000 мм 2,5 МПа
400-1600 мм 4,0-6,3 МПа
28759.4 стальные приварные встык под прокладку восьмиугольного сечения 400-1600 мм 6,3-8,0 МПа
400-1500 мм 10,0 МПа
400-1200 мм 16,0 МПа

➤ ГОСТ 9399-81


Стандарт регламентирует резьбовые фланцы условного давления от 200 до 1000 кгс/см². Внешне такие фланцы не имеют ничего общего с конструкцией воротниковых и они не являются приварными. Во фланцевое соединение входит два элемента: патрубок и резьбовой фланец. Используют исключительно для систем с высоким давлением. Можно также встретить второе название - муфтовые фланцы. Резьбовые фланцы используют в тех случаях, когда по нормативным документам противопоказано применение стандартных приварных фланцевых соединений.


➤ ASME / ANSI B16.5-2013 и ASME / ANSI B16.47


Американский стандарт охватывает номинальные значения давления и температуры для фланцев труб и фланцевых фитингов. Все спецификации фланцев разбиты по размеру и классу давления. ANSI B 16.5 имеет 7 ступеней давления. Это номиналы давления 150#, 300#, 400#, 600#, 900#, 1500# и 2500#. Фланцы ASME B 16.47 серий A и B поставляются в диапазонах 150#, 300#, 400#, 600# и 900# фунтов. Обратите внимание, что в номинальных значениях 400#, 600# и 900# размеры от 38” до 60” серии B имеют те же размеры, что и серия A.


Таблица 4. Соответствие классов давления для американского стандарта российской стандартизации условного давления в МПа и кгс/см²


class ГОСТ (кгс/см2 / МПа)
150 16/1,6
300 40/4,0
400 63/6,3
600 100/10
900 100/10
1500 250/24,5


Фланец с приварной горловиной или “Weld neck” грамотно распределяет напряжение трубы и уменьшает давление, которое накапливается в нижней части фланца. Концевая часть фланца и трубы совпадают, что уменьшает эрозию и турбулентность внутри трубопровода. Фланец с приварной горловиной обеспечивает повышенную прочность при более высоких давлениях, отрицательных или повышенных температурах, которые вызывают расширение или втягивание трубопровода или другие переменные силы.

 

➤ DIN EN 1092-1 и фланцы DIN


DIN EN - это немецкое издание европейского стандарта. Германия и некоторые другие страны Европейского Союза в основном устанавливают фланцы в соответствии со стандартом DIN EN 1092-1. Размерный ряд фланцев предполагает широкий диапазон номинального давления до PN 400. В чем разница стандарта DIN EN 1092-1 с нормативами DIN? 

DIN EN включает в себя разделение на 4 стандарта серии 1092, в котором отдельно вынесены фланцы стальные (индекс “1”), чугунные (индекс “2”), медные (индекс “3”) и фланцы из алюминия и алюминиевые сплавы. Внутри техническая информация, включающая себя DN от 10 до 4000 мм и PN от 2,5 до 400 МПа. Воротниковые фланцы имеют тип 11.

DIN имеет разделение по номинальному давлению и каждый типоразмер выделен под определенный стандарт:

  • DIN 2627 - PN 400
  • DIN 2628 - PN 250
  • DIN 2629 - PN 320
  • DIN 2630 - PN 1 и PN 2,5
  • DIN 2631 - PN 6
  • DIN 2632 - PN 10
  • DIN 2633 - PN 16
  • DIN 2634 - PN 25
  • DIN 2635 - PN 40
  • DIN 2626 - PN 64
  • DIN 2637 - PN 100
  • DIN 2638 - PN 160

воротниковый фланец ОНИКС 01.png➤ Воротниковые фланцы по чертежу


Нестандартные фланцы приварные встык могут быть изготовлены по чертежам заказчика. Чтобы оформить заказ, направьте запрос по электронной почте info@onyxspb.ru или свяжитесь с менеджерами отдела продаж.

 

➤ Какие факторы могут повлиять на способность фланцев выдерживать давление?


01.pngВ зависимости от температуры, фланцы выдерживают разные показатели давления. Таким образом, чем ниже номинальное давление, тем выше коэффициент температуры. 

02.pngФланцы могут быть изготовлены из углеродистых и легированных марок стали. Каждый материал охватывает разное номинальное давление.

03.pngОт роста давления при заданном диаметре увеличивается внешний диаметр, толщина  и растет количество болтовых отверстий. 



полоска.png

телефон.png


➥ 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»


ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

Top icon