Фланец стальной 25 МПа: конструкция и рабочие параметры
Фланец стальной 25 МПа это элемент трубопроводной арматуры, рассчитанный на номинальное давление PN 250 (25 МПа). В отличие от фланцев на более низкие давления (PN 6, PN 10, PN 16), данная модификация имеет усиленную геометрию: увеличенную толщину стенки диска, большее количество болтовых отверстий и, как правило, применяется с ответными фланцами аналогичного класса прочности. Основное назначение герметичное соединение участков трубопроводов, работающих под высоким давлением, где стандартные фланцы PN 40 или PN 100 не обеспечивают требуемого запаса прочности.
Конструктивно фланец стальной 25 МПа изготавливается по ГОСТ 12820-80 (плоский) или ГОСТ 12821-80 (воротниковый). Для PN 250 характерно использование воротникового типа (с коническим переходом к трубе), так как плоские фланцы на такое давление практически не применяются из-за недостаточной жёсткости. Материал сталь 20, 09Г2С, 12Х18Н10Т или 15Х5М, в зависимости от температуры среды и требований к коррозионной стойкости. Уплотнительная поверхность шип-паз (тип B по ГОСТ 12815-80) или выступ-впадина (тип C), реже гладкая с риской.
Технические характеристики фланцев PN 250
Основные параметры фланца стального 25 МПа регламентируются рабочим давлением и температурой. При температуре до +200 C допускается полное рабочее давление 25 МПа. При повышении температуры до +300 C допустимое давление снижается до 20,5 МПа, при +400 C до 16,5 МПа. Для криогенных сред (до 70 C) применяются фланцы из стали 09Г2С или 12Х18Н10Т.
| Условный проход DN, мм | Наружный диаметр D, мм | Толщина диска b, мм | Диаметр болтовой окружности, мм | Количество отверстий |
|---|---|---|---|---|
| 50 | 165 | 28 | 127 | 4 |
| 80 | 210 | 34 | 168 | 8 |
| 100 | 250 | 40 | 200 | 8 |
Для фланцев DN 150 и выше количество болтовых отверстий достигает 1216, а толщина диска от 48 до 60 мм. Резьба шпилек М20, М24 или М27 в зависимости от DN.
Области применения фланцев на 25 МПа
Фланец стальной 25 МПа востребован в системах, где рабочая среда находится под давлением от 20 до 25 МПа. Основные отрасли:
- нефтегазодобыча обвязка устьев скважин, фонтанная арматура, кустовые насосные станции;
- гидравлические системы прессового оборудования и испытательных стендов;
- трубопроводы высокого давления на химических производствах (аммиак, метанол, этилен);
- энергетика питательные трубопроводы котлов высокого давления, системы впрыска;
- судостроение топливные и масляные магистрали дизельных установок.
Фланцы PN 250 устанавливаются на участках с частыми гидроударами или пульсацией давления, где требуется повышенная циклическая прочность соединения.
Монтажные особенности и уплотнения
При монтаже фланца стального 25 МПа обязательна установка спирально-навитой прокладки (SWG) с графитовым наполнителем или металлической прокладки овального сечения (линзовое уплотнение). Использование паронита на PN 250 недопустимо материал выдавливается при затяжке. Контроль усилия затяжки шпилек производится динамометрическим ключом с моментом от 200 до 600 Нм в зависимости от диаметра резьбы. Перед сборкой уплотнительные поверхности проверяются на отсутствие забоин и рисок глубиной более 0,1 мм.
Вопросы и ответы
Чем отличается фланец стальной 25 МПа от фланца PN 16?
Фланец PN 250 имеет значительно большую толщину диска (в 23 раза), усиленную болтовую группу и, как правило, воротниковую конструкцию. PN 16 может быть плоским, тогда как PN 250 только воротниковым или приварным встык.
Из какой стали изготавливают фланцы на 25 МПа для агрессивных сред?
Для сред с сероводородом (HS) применяется сталь 09Г2С с контролем твёрдости не более HRC 22. Для кислотных сред нержавеющая сталь 12Х18Н10Т или 10Х17Н13М2Т.
Какой тип прокладки рекомендуется для фланца PN 250?
Оптимальный вариант спирально-навитая прокладка (SWG) с внутренним кольцом из нержавеющей стали и наполнителем из графита или PTFE. Для линзовых уплотнений металлическая прокладка овального сечения из стали 20 или 12Х18Н10Т.
Допускается ли сварка фланца 25 МПа с трубой без разделки кромок?
Нет, для PN 250 обязательна разделка кромок под V-образный или U-образный шов с углом скоса 3035. Толщина стенки трубы должна быть не менее 10 мм для DN 50 и пропорционально увеличиваться для больших диаметров.