Что такое фланец воротниковый и нормативная база
Воротниковый фланец (тип с приварным патрубком-«воротником») – арматурная деталь, которая приваривается встык к трубопроводу и обеспечивает разъёмное соединение. Конусообразный переход от фланцевого диска к патрубку равномерно перераспределяет нагрузку и снижает концентрацию напряжений в зоне сварного шва. Это делает конструкцию предпочтительной при высоких давлениях, температурных циклах и знакопеременных нагрузках.
Производство и поставка ведётся по следующим стандартам:
- ГОСТ 33259-2015 – фланцы арматуры, соединительных частей и трубопроводов на давление до PN 250
- DIN 2627 – DIN 2638 – немецкие нормы на воротниковые фланцы различных классов давления
- DIN 86029, DIN 86030 – фланцы для судостроения и морских трубопроводов
Типоразмеры и диапазоны
Воротниковые фланцы представлены в широком диапазоне условных диаметров и рабочих давлений. Ниже приведена ориентировочная сетка типоразмеров – для уточнения конкретных параметров под вашу спецификацию обратитесь к менеджеру.
| DN (ДУ), мм |
Класс давления (PN / РУ) |
Типичная норма |
| 7 – 10 | PN 6 – PN 10 | ГОСТ 33259-2015, DIN 2631 |
| 10 – 15 | PN 16 – PN 25 | ГОСТ 33259-2015, DIN 2632, DIN 2633 |
| 15 – 20 | PN 40 | ГОСТ 33259-2015, DIN 2634 |
| 20 – 50 | PN 63 – PN 100 | DIN 2635, DIN 2636 |
| 50 – 100 | PN 160 | DIN 2637, DIN 2638 |
| 100 – 200 | PN 250 и выше | DIN 2627 – DIN 2630 |
| Судовые ряды | по норме | DIN 86029, DIN 86030 |
Исполнения уплотнительной поверхности (A, B, C, D, E) определяют форму торца под прокладку и выбираются в соответствии с требованиями к герметичности узла.
Материалы и марки стали
Выбор марки определяется рабочей средой, температурным диапазоном и требованиями к коррозионной стойкости.
| Марка |
Класс стали |
Характеристика и область применения |
| 12Х18Н9Т |
Аустенитная нержавеющая |
Один из наиболее распространённых сплавов. Устойчив к окислению и кислотным средам, применяется в пищевой, химической и нефтегазовой промышленности. |
| 08Х18Н10Т |
Аустенитная нержавеющая |
Улучшенная стойкость к межкристаллитной коррозии за счёт низкого углерода. Используется в трубопроводах с агрессивными жидкостями и парами. |
| 10Х18Н9 |
Аустенитная нержавеющая |
Близка к 12Х18Н9Т, но без стабилизатора титана. Подходит для умеренно агрессивных сред при рабочих температурах до +600 °C. |
| 10Х17Н13М2Т |
Аустенитная нержавеющая с молибденом |
Молибден повышает стойкость к питтинговой коррозии в хлоридсодержащих и кислотных средах. Востребована в химическом и нефтехимическом машиностроении. |
| 10Х17Н13М3Т |
Аустенитная нержавеющая с повышенным молибденом |
Повышенное содержание молибдена обеспечивает ещё большую стойкость к коррозии в серосодержащих и галогенидных средах. |
| 08Х22Н6Т |
Аустенитно-ферритная (дуплекс) |
Сочетает высокую прочность с коррозионной стойкостью. Применяется в морской, нефтегазовой и химической отраслях. |
| 08Х21Н6М2Т |
Аустенитно-ферритная (дуплекс) |
Добавка молибдена усиливает защиту от точечной коррозии. Выбирается для работы в морской воде и хлоридсодержащих средах. |
| 15Х5М |
Жаропрочная легированная |
Хромомолибденовая сталь для работы при температурах до +650 °C. Применяется в нефтеперерабатывающих установках, котельном оборудовании. |
| 15Х18Н12 |
Аустенитная жаростойкая |
Сохраняет механические свойства при высоких температурах, устойчива к окислению. Используется в печных и высокотемпературных трубопроводах. |
| 06ХН28МДТ |
Высоколегированная коррозионностойкая |
Стойка к серной и фосфорной кислотам, морской воде. Применяется в химической промышленности при контакте с высококонцентрированными кислотными средами. |
Применение в отраслях
- Нефтегазовая и нефтехимия – трубопроводы под давлением, установки переработки углеводородов, узлы с высокотемпературными средами
- Химическая промышленность – линии с кислотами, щелочами, растворителями; оборудование, требующее стойкости к межкристаллитной и питтинговой коррозии
- Энергетика и котлостроение – паропроводы, теплообменное оборудование, фланцевые соединения с цикличной нагрузкой
- Пищевая и фармацевтика – санитарные трубопроводы из аустенитных сталей с минимальным риском загрязнения продукта
- Судостроение и морская инфраструктура – трубопроводы по DIN 86029/86030, работающие в среде морской воды
- Криогеника и газоснабжение – соединения, сохраняющие пластичность при отрицательных температурах
Как подобрать воротниковый фланец под задачу
По рабочей среде и температуре: для нейтральных сред достаточно 12Х18Н9Т или 08Х18Н10Т; при наличии хлоридов и кислот – 10Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М3Т или дуплексные марки; при высоких температурах (+500...+650 °C) – 15Х5М или 15Х18Н12; при контакте с серной и фосфорной кислотами – 06ХН28МДТ.
По давлению и нагрузке: класс давления PN выбирается в соответствии с расчётным давлением трубопровода с учётом температурных поправок. Воротниковая конструкция предпочтительна там, где действуют изгибающие моменты и осевые усилия – усиленный переход снижает риск усталостного разрушения сварного шва.
По норме: для российских объектов, подпадающих под требования Ростехнадзора, используется ГОСТ 33259-2015; для оборудования по европейскому регламенту или при комплектации импортной арматуры – соответствующий стандарт серии DIN.
Если параметры нестандартные или требуется подбор по уже имеющейся спецификации – рассчитаем под задачу.
Конструктивные особенности воротникового фланца
Отличительные черты, определяющие область применения изделия:
- Конусный «воротник» формирует плавный переход к трубе, исключая резкое изменение сечения и концентрацию напряжений
- Стыковая сварка обеспечивает полное проплавление и высокую прочность соединения – в отличие от плоского фланца с угловым швом
- Возможность ультразвукового контроля сварного шва без разборки узла
- Уплотнительная поверхность в исполнениях A–E позволяет подобрать тип прокладки (плоская, спирально-навитая, линзовая) под конкретную среду и давление
- Применение нержавеющих и высоколегированных марок исключает необходимость дополнительной антикоррозионной защиты в большинстве промышленных сред