Воротниковые фланцы стальные из стали 09Г2С Ру 40 применяются для высоконагруженных трубопроводов с расчетным давлением до 4,0 МПа. Конструкция с приваркой встык через удлинённую шейку позволяет безопасно передавать усилия от внутреннего давления, температурных деформаций и массы трубопровода, при этом сохраняется жёсткость и геометрическая стабильность соединения.
Фланцы изготавливаются в соответствии с требованиями ГОСТ 33259 и ГОСТ 12821: соблюдаются допуски по диаметрам, шагу и количеству крепёжных отверстий, контролируется качество обработки уплотнительных поясков и приварочных кромок. Сталь 09Г2С обеспечивает запас прочности и ударной вязкости, необходимый для эксплуатации при повышенном давлении и низких температурах.
Назначение и условия эксплуатации
Воротниковый фланец Ру 40 из стали 09Г2С используется в составе трубопроводов и аппаратов, где требуется надежное разборное соединение при повышенном давлении, в том числе:
- на дросселирующих и редуцирующих участках технологических линий;
- в узлах обвязки насосных и компрессорных агрегатов;
- на коллекторных линиях высокого давления в нефтегазовой и химической промышленности;
- на теплообменном оборудовании и сосудистых аппаратах, работающих под давлением.
Соединение выдерживает многократные циклы нагружения, тепловые удары, пуски и остановы оборудования. При правильно подобранных прокладках и крепеже воротниковые фланцы ст.09Г2С формируют герметичный стык, устойчивый к вибрации и ударным нагрузкам, характерным для высоконапорных систем.
Конструктивные особенности воротниковых фланцев Ру 40
Воротниковый фланец представляет собой диск с центровочной полкой и цилиндрической шейкой. Шейка подготавливается под стыковую сварку с трубой; плавное утолщение к телу фланца снижает концентрацию напряжений в сварном шве и в зоне перехода.
Для обеспечения надежности работы при Ру 40 особое внимание уделяется:
- толщине фланцевого диска и высоте воротника;
- форме и чистоте обработки уплотнительной поверхности (выступ, впадина, шип, паз, плоскость);
- точному позиционированию крепёжных отверстий по окружности;
- подготовке разделки кромок под сварку встык с трубой из сопоставимого материала.
В зависимости от требований проекта выбираются исполнения по ГОСТ 12815 с различными типами уплотнительных поверхностей и схемами посадочных поясков. При необходимости воротниковые фланцы Ру 40 могут работать в единой системе с другими типами фланцев из стали 09Г2С, например с плоскими фланцами 09Г2С по ГОСТ 33259 , при условии совпадения исполнения, Ру и присоединительных размеров.
Материал 09Г2С и его преимущества для высоких давлений
Сталь 09Г2С относится к низколегированным конструкционным сталям повышенной прочности и широко применяется в оборудовании, работающем под давлением. Для фланцев Ру 40 эта марка обеспечивает сочетание прочности, пластичности и хладостойкости.
Основные преимущества стали 09Г2С при использовании на Ру 40:
- стойкость к хрупкому разрушению при отрицательных температурах;
- хорошая свариваемость с трубами из аналогичных низколегированных сталей;
- высокая усталостная долговечность при переменных нагрузках;
- возможность эксплуатации на открытом воздухе и в промышленных средах при условии применения защитных покрытий.
Такие характеристики делают сталь 09Г2С предпочтительной для магистральных и технологических трубопроводов высокого давления, где недопустимы трещинообразование и разгерметизация фланцевых узлов.
Номенклатура и присоединительные размеры
Линейка включает несколько десятков типоразмеров воротниковых фланцев ст.09Г2С Ру 40 для различных условных проходов (Ду). Для каждого типоразмера предусмотрены свои значения наружного диаметра, диаметра окружности под крепёж, количества отверстий и толщины фланцевого диска, что позволяет подобрать изделие под конкретную схему трубопровода и тип арматуры.
На основе проектных данных (Ду, Ру 40, тип уплотнения, исполнение по ГОСТ) подбираются фланцы, полностью совместимые с ответными соединениями. При необходимости воротниковые фланцы высокой прочности могут использоваться совместно с фланцами на приварном кольце по ГОСТ 12822 , а также с другими элементами трубопроводных систем, представленными в каталоге трубопроводной арматуры и деталей ООО «АРМАТ» .
Организация производства и контроля
Воротниковые фланцы ст.09Г2С Ру 40 проходят строгую систему контроля качества: проверяется соответствие химического состава и механических свойств стали, геометрия фланцев, параметры уплотнительных поверхностей и отверстий под крепеж. По запросу заказчика могут проводиться дополнительные испытания в соответствии с проектной или отраслевой нормативной документацией.
Поставка включает:
- фланцы, изготовленные по действующим ГОСТ с выдержанными присоединительными размерами;
- паспорт и сопроводительные документы на партию изделий;
- возможность укомплектовать объект фланцами, арматурой, отводами, переходами и тройниками в единой системе давлений и материалов.
Комплексный подход к комплектации упрощает работу проектных и монтажных организаций, снижает риск несостыковок по размерам, облегчает прохождение входного контроля и последующую эксплуатацию трубопроводов высокого давления.
Часто задаваемые вопросы
Для Ру 40 увеличивается толщина диска, меняются параметры воротника, требования к качеству материала и контролю. Такой фланец рассчитан на более высокие окружные напряжения и более жесткие условия работы, чем фланцы на Ру 16 или Ру 25. Использование изделий, не рассчитанных на Ру 40, в высоконапорных узлах недопустимо, даже если присоединительные размеры внешне совпадают.
Допускается применение фланцев с большим условным давлением (Ру 40) на линиях с меньшим расчетным давлением, при этом необходимо обеспечить совместимость по исполнению ГОСТ, типу уплотнительной поверхности и крепежу. Такой подход часто используется в ответственных узлах, где требуется дополнительный запас прочности.
Для корректного выбора нужно знать условный проход (Ду), рабочее давление (Ру 40), материал трубы, тип ответной части (арматура, аппарат, отвод и т.п.), исполнение по ГОСТ 12815, а также параметры рабочей среды и температуры. На основании этого подбирается конкретный типоразмер, исполнение и комплект крепежа.
Герметичность достигается сочетанием правильно подобранной уплотнительной поверхности фланцев, качественной прокладки, равномерного обжатия крепежными элементами и соблюдением монтажной технологии. Воротниковая конструкция уменьшает деформации уплотнительного пояска, благодаря чему контактное давление на прокладку распределяется более равномерно даже при циклических нагрузках.
По согласованию с заказчиком могут выполняться усиленные виды контроля (УЗК, доп. механические испытания, расширенная проверка металла), а также оформляться расширенный комплект документов. Это востребовано при поставках для опасных производственных объектов и оборудования, находящегося под надзором соответствующих органов.
Воротниковые фланцы стальные ст.09Г2С Ру 40 обеспечивают надежное и долговечное фланцевое соединение на трубопроводах высокого давления, удовлетворяя требованиям промышленных стандартов по прочности, герметичности и безопасности эксплуатации.
