Фланец стальной свободный: конструкция, размеры и применение
Свободный стальной фланец это тип фланцевого соединения, в котором ответный фланец (обычно приварной встык) свободно вращается на трубе, а накидной фланец фиксируется на бурте или кольце. Такая конструкция исключает необходимость точного совмещения отверстий при монтаже и позволяет компенсировать угловые отклонения. Свободные фланцы применяются на трубопроводах, где требуется частая разборка соединений или работа в стеснённых условиях.
Конструктивные особенности свободного стального фланца
Основное отличие свободного фланца от цельного наличие двух независимых деталей: накидного кольца (фланца) и бурта (или приварного кольца). Бурт приваривается к трубе, а накидной фланец свободно надевается на него. Это даёт следующие преимущества:
- возможность вращения фланца вокруг оси трубы для совмещения отверстий без поворота всего трубопровода;
- снижение требований к точности сборки допускается несоосность до 23 мм;
- удобство монтажа в труднодоступных местах, например, вблизи стен или оборудования;
- простота замены уплотнительной прокладки без демонтажа всего узла.
Свободные фланцы изготавливаются из углеродистых сталей (Ст3, 20, 09Г2С) и легированных марок (12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т). Рабочее давление для стандартных исполнений от 6 до 40 кгс/см (PN 640). Диапазон диаметров от DN 15 до DN 600.
Типы свободных фланцев по ГОСТ и DIN
В российской промышленности свободные фланцы выпускаются по ГОСТ 12820-80 (стальные плоские приварные) и ГОСТ 12821-80 (стальные приварные встык). Однако для свободной конструкции чаще применяются фланцы по DIN 2641 и DIN 2642, где бурт и накидное кольцо поставляются отдельно. Основные типы:
- свободный фланец на приварном кольце (DIN 2641) бурт приваривается к трубе, кольцо свободно вращается;
- свободный фланец на отбортовке (DIN 2642) бурт выполняется заодно с трубой;
- фланец с коническим буртом (DIN 2673) для высоких давлений до PN 40.
Для агрессивных сред применяются свободные фланцы с защитным покрытием (оцинковка, эпоксидная краска) или из нержавеющей стали.
Технические параметры свободных стальных фланцев
| DN | PN, кгс/см | D, мм | D1, мм | Количество отверстий |
|---|---|---|---|---|
| 50 | 10 | 165 | 125 | 4 |
| 80 | 16 | 200 | 160 | 8 |
| 100 | 25 | 235 | 190 | 8 |
Размеры D (наружный диаметр фланца) и D1 (диаметр центров отверстий) регламентируются ГОСТ 12820-80 и DIN 2641. Толщина накидного кольца зависит от PN: для PN 10 при DN 50 14 мм, для PN 25 при DN 100 22 мм.
Области применения свободных фланцев
Свободные стальные фланцы востребованы в системах, где требуется оперативное обслуживание или работа в ограниченном пространстве:
- технологические трубопроводы химических и нефтехимических производств для линий с частой заменой арматуры;
- системы водоснабжения и канализации на участках подключения насосов и фильтров;
- тепловые сети для компенсации тепловых расширений;
- судостроение в трубопроводах машинных отделений;
- пищевая промышленность при использовании нержавеющих исполнений.
Свободные фланцы не рекомендуются для вакуумных систем и трубопроводов с высоким давлением (свыше PN 40) без дополнительного крепления.
Вопросы и ответы
Чем свободный фланец отличается от приварного встык?
Свободный фланец состоит из двух частей: накидного кольца и бурта. Бурт приваривается к трубе, а кольцо свободно вращается. Это позволяет совмещать отверстия без поворота трубы, что упрощает монтаж в стеснённых условиях.
Какие марки стали используются для свободных фланцев?
Для стандартных условий Ст3, 20, 09Г2С. Для агрессивных сред нержавеющие стали 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т. Возможно оцинкованное или эпоксидное покрытие.
Какое рабочее давление выдерживает свободный фланец?
Для типовых исполнений от PN 6 до PN 40 (от 6 до 40 кгс/см). Для давлений выше PN 40 применяются фланцы с коническим буртом (DIN 2673) или усиленные конструкции.
Где применяются свободные фланцы?
В химической, нефтехимической, пищевой промышленности, в системах водоснабжения, теплоснабжения и судостроении. Особенно востребованы на участках с частой разборкой соединений.