Фланец алюминиевый плоский: конструкция и технические параметры
Фланец алюминиевый плоский представляет собой дисковую деталь с равномерно расположенными отверстиями под крепеж, предназначенную для соединения участков трубопроводов, арматуры и оборудования. В отличие от воротниковых или резьбовых модификаций, плоский фланец не имеет выступающего бурта (воротника) и устанавливается на трубу с помощью сварного шва по внутреннему диаметру. Основное преимущество алюминиевого исполнения малая масса при сохранении достаточной коррозионной стойкости для работы в воздушных средах, системах вентиляции и пневмотранспорта.
Материал и механические свойства
Для изготовления плоских фланцев применяют алюминиевые сплавы марок АД0, АМг2, АМг3, АМг5 и АМц по ГОСТ 21631-76. Выбор сплава определяет механические характеристики готового изделия:
- временное сопротивление разрыву от 100 до 280 МПа в зависимости от марки;
- относительное удлинение от 6 до 20%;
- твёрдость по Бринеллю от 25 до 70 HB.
Алюминиевые фланцы сохраняют работоспособность при температурах от 60 до +150 C. При превышении верхнего порога возможно снижение прочностных показателей из-за разупрочнения сплава. Для сред с агрессивными компонентами (щелочи, кислоты) алюминий не рекомендован в таких условиях применяют нержавеющие или титановые аналоги.
Конструктивные особенности плоского фланца
Плоский фланец алюминиевый изготавливается с гладкой уплотнительной поверхностью (тип А по ГОСТ 12820-80) или с выступом (тип Б). Уплотнение обеспечивается прокладкой из паронита, фторопласта или резины, размещаемой между двумя фланцами. Крепёжные отверстия выполняются по ГОСТ 12815-80 с диаметрами от 11 до 42 мм в зависимости от условного прохода (Ду).
Основные геометрические параметры регламентируются ГОСТ 12820-80:
| Условный проход Ду, мм | Наружный диаметр D, мм | Толщина b, мм | Диаметр отверстий d, мм | Количество отверстий |
|---|---|---|---|---|
| 50 | 165 | 12 | 18 | 4 |
| 100 | 215 | 14 | 18 | 8 |
| 150 | 280 | 16 | 23 | 8 |
Давление рабочей среды для алюминиевых плоских фланцев ограничено значениями от 0,25 до 1,6 МПа (Py 2,516). При более высоких давлениях применяют стальные фланцы с усиленной конструкцией.
Области применения
Алюминиевые плоские фланцы востребованы в системах, где критична масса узла и отсутствуют высокие механические нагрузки:
- воздуховоды систем вентиляции и кондиционирования (прямоугольные и круглые сечения);
- трубопроводы сжатого воздуха и пневмосистемы промышленного оборудования;
- маслопроводы и гидравлические линии с неагрессивными жидкостями;
- технологические обвязки в пищевой и фармацевтической промышленности (при использовании сплавов, допущенных к контакту с продуктами);
- системы охлаждения и теплообменные аппараты.
Благодаря немагнитным свойствам алюминия, такие фланцы применяют в электротехническом оборудовании и приборах, где требуется исключить влияние магнитного поля.
Монтаж и эксплуатационные ограничения
Приварка плоского алюминиевого фланца выполняется аргонодуговой сваркой (TIG) с использованием присадочной проволоки соответствующего состава. Сварной шов накладывается с двух сторон по внутреннему и наружному диаметру. Перед монтажом необходимо зачистить поверхности от оксидной плёнки и обезжирить. Крепёж применяют из оцинкованной или нержавеющей стали прямой контакт алюминия с углеродистой сталью в присутствии влаги вызывает гальваническую коррозию.
Не допускается установка алюминиевых плоских фланцев на трубопроводы с вибрационными нагрузками, пульсациями давления или в системах с частыми гидроударами алюминиевые сплавы склонны к усталостному разрушению при циклических напряжениях.
Вопросы и ответы
Какое рабочее давление выдерживает алюминиевый плоский фланец?
Для стандартных исполнений по ГОСТ 12820-80 рабочее давление составляет от 0,25 до 1,6 МПа (Py 2,516). Конкретное значение зависит от условного прохода и толщины фланца.
Чем отличается плоский фланец от воротникового?
Плоский фланец не имеет конического выступа (воротника) и приваривается к трубе по внутреннему диаметру. Воротниковый фланец имеет переходную зону, которая снижает концентрацию напряжений в сварном шве, что позволяет работать при более высоких давлениях.
Можно ли использовать алюминиевый фланец для соединения стальных труб?
Технически возможно, но требуется установка изолирующих прокладок и втулок для исключения гальванического контакта алюминия со сталью. Рекомендуется применять переходные фланцы из биметалла или использовать полностью алюминиевый участок трубопровода.
Какой сплав алюминия лучше для фланцев, работающих в морской воде?
Для морских условий применяют сплавы АМг5 или АМг6 с повышенным содержанием магния (от 5 до 6%). Они обладают максимальной коррозионной стойкостью в хлоридсодержащих средах. Сплав АД0 в таких условиях быстро разрушается.