Воротниковые фланцы из стали 09Г2С с условным давлением Ру 100 применяются на трубопроводах, где рабочее давление достигает 10 МПа. Это узлы для высоконагруженных систем: газ, нефть, пар, горячая вода, технические среды. Требование одно — соединение не должно терять герметичность даже при пиковых нагрузках.
Фланец приваривается к трубе встык по шейке. Переход от трубы к диску плавный, поэтому напряжения распределяются равномерно. Узел работает как единая деталь, выдерживает перепады давления и температуры, вибрацию, гидроудары.
Где используют фланцы Ру 100
- коллекторы и линии на компрессорных и газораспределительных станциях;
- узлы редуцирования и дросселирования с большими перепадами давления;
- паропроводы повышенных параметров и тепловые сети высокого давления;
- аппараты, сосуды и теплообменники, работающие под давлением;
- агрессивные среды в химической и нефтехимической промышленности.
Разборное фланцевое соединение упрощает ревизию, замену арматуры и ремонт трубопровода, но при этом сохраняет требования к прочности, как у сварных стыков.
Конструкция воротникового фланца
Деталь состоит из диска с отверстиями под крепёж и воротника, который сваривается с трубой стыковым швом. Шов смещён от зоны максимальных напряжений, что снижает риск усталостных трещин.
Для работы на высоком давлении важны несколько параметров:
- толщина диска и высота воротника;
- геометрия и чистота уплотнительной поверхности;
- точное расположение отверстий под шпильки и болты;
- качественная подготовка кромки шейки под сварку.
Тип уплотнения выбирают по ГОСТ 12815: выступ–впадина, шип–паз, плоская поверхность, специальные варианты под высоконапорные прокладки. Это позволяет сочетать фланцы с промышленной арматурой и аппаратами разных производителей.
Материал фланца: свойства стали 09Г2С
Низколегированная сталь 09Г2С рассчитана на работу под давлением и при пониженных температурах. Материал сохраняет ударную вязкость на морозе и хорошо переносит динамические нагрузки.
- повышенная прочность и пластичность;
- устойчивость к хрупкому разрушению;
- хорошая свариваемость с низколегированными трубами;
- стабильность размеров при длительной эксплуатации.
Благодаря этим свойствам фланцы из 09Г2С используют на наружных эстакадах, подземных трассах и в цехах, где присутствуют вибрации и перепады температур.
Диаметры и варианты исполнения
Выпускаются типоразмеры с условным проходом от Ду 15 до Ду 150. Для каждого Ду предусмотрен свой набор геометрических параметров: наружный диаметр, диаметр болтового кольца, число и диаметр отверстий, толщина диска.
Исполнения по ГОСТ 12815 (B, C, D, E, F, J) охватывают разные профили уплотнительных поверхностей. Это позволяет подобрать фланец под конкретную арматуру, аппарат или ответную деталь без доработок.
В высоконапорных узлах такие фланцы часто комбинируют с другими изделиями из той же стали: плоскими фланцами 09Г2С и фланцами на приварном кольце по ГОСТ 12822 .
Интеграция в трубопроводную систему
При проектировании узлов высокого давления удобно вести подбор в единой логике: один материал, согласованные Ду и Ру, одинаковый тип уплотнений. В этом случае упрощается выбор крепежа и прокладок, снижается риск несовместимости узлов.
- фланцы разных классов давления из 09Г2С (Ру 16, 25, 40, 63, 100);
- отводы, переходы, тройники из той же стали;
- запорная арматура с тем же Ру и температурным диапазоном;
- комплект крепежа, рассчитанный на требуемое усилие затяжки.
Полный перечень элементов для комплектации трубопроводов собран в каталоге продукции ООО «АРМАТ» .
Контроль качества и документация
Фланцы производятся по ГОСТ 33259-2015 и ГОСТ 12821-80. Контролируются химический состав стали, механические свойства, геометрия, состояние уплотнительных поверхностей и сверловки.
При поставке заказчик получает:
- паспорт на изделия и сертификаты качества;
- данные о проведённых проверках партии;
- консультации по выбору типоразмеров и исполнений;
- возможность выпуска по согласованным чертежам при особых требованиях проекта.
Ответы на популярные вопросы
Этот класс давления выбирают для участков, где возможны большие перепады между входом и выходом, высокие пики давления и жесткие требования к безопасности: компрессорные станции, редукционные блоки, аппараты и коллекторы высокого давления.
Да, допускается использование изделия с большим запасом по Ру. Главное условие — совпадение исполнения по ГОСТ, типа уплотнительной поверхности и присоединительных размеров с ответной частью.
Требуются данные по Ду, давлению, материалу трубы, рабочей температуре и среде, а также типу присоединяемого оборудования. Если в проекте уже задано исполнение по ГОСТ 12815, подбор проходит быстрее и без риска ошибок.
Воротниковый фланец лучше переносит циклические нагрузки: сварной шов вынесен в зону меньших напряжений, а переход от трубы к диску более плавный. За счёт этого повышается ресурс соединения и устойчивость к трещинообразованию.
По договоренности выполняют дополнительные испытания: расширенный неразрушающий контроль, дополнительные механические тесты и т.п. Это актуально для опасных производственных объектов и особо ответственных участков трубопроводов.
Такие фланцы формируют надежные фланцевые узлы в системах с повышенным давлением, обеспечивая прочность, герметичность и соответствие промышленным стандартам.
