Шпилька фланцевая стальная 35: технические характеристики и применение
Шпилька фланцевая из стали марки 35 представляет собой крепежное изделие с полной резьбой по всей длине стержня, предназначенное для сборки фланцевых соединений трубопроводов и оборудования. Материал конструкционная углеродистая сталь 35 с содержанием углерода от 0,32 до 0,40 %, что обеспечивает повышенную прочность по сравнению с низкоуглеродистыми сталями (Ст3, 10, 20). После нормализации или закалки с высоким отпуском сталь 35 приобретает твердость от 187 до 229 HB, что позволяет выдерживать высокие нагрузки затяжки без остаточных деформаций.
Особенности материала и изготовления
Сталь 35 относится к группе улучшаемых среднеуглеродистых сталей. Для фланцевых шпилек ответственного назначения применяется термообработка закалка при температуре от 830 до 860 C с последующим отпуском при температуре от 550 до 650 C. В результате формируется структура сорбита отпуска, обеспечивающая оптимальное сочетание прочности и вязкости. Временное сопротивление разрыву (в) после термоулучшения составляет от 590 до 640 МПа, предел текучести (т) не менее 320 МПа. Относительное удлинение после разрыва не менее 16 %, что гарантирует пластичность при монтаже.
Резьба на шпильках фланцевых стальных 35 выполняется по ГОСТ 24705-2004 (метрическая) или ГОСТ 6111-52 (дюймовая коническая) в зависимости от стандарта фланцев. Шаг резьбы крупный или мелкий, класс точности 6g (наружная). Допуски на геометрические параметры регламентируются ГОСТ 1759.1-82. Для защиты от коррозии при эксплуатации в неагрессивных средах применяется оцинкование (методом горячего цинкования или гальваническим), оксидирование или фосфатирование с последующей пропиткой маслом.
Области применения
- Нефтегазовая промышленность: сборка фланцевых соединений на трубопроводах низкого и среднего давления (до 16 МПа), арматуре, насосах и компрессорах.
- Энергетика: крепление фланцев на паропроводах, питательных трубопроводах, теплообменниках и котлах при рабочих температурах от 40 до +425 C.
- Химическое машиностроение: соединение корпусов реакторов, колонн, емкостей и фильтров, работающих под давлением до 10 МПа.
- Судостроение: монтаж трубопроводных систем (балластных, топливных, масляных) на судах и плавучих платформах.
- Общее машиностроение: фиксация фланцев на гидроцилиндрах, пневмоцилиндрах, редукторах и корпусных деталях.
Сравнение механических свойств
| Марка стали | Временное сопротивление в, МПа | Предел текучести т, МПа | Относительное удлинение , % | Твердость после термообработки, HB |
|---|---|---|---|---|
| 35 (нормализация) | от 590 до 640 | от 320 до 350 | от 16 до 18 | от 187 до 207 |
| 35 (закалка + отпуск) | от 640 до 690 | от 380 до 420 | от 14 до 16 | от 207 до 229 |
| Ст3кп (без термообработки) | от 370 до 470 | от 205 до 245 | от 22 до 26 | от 131 до 156 |
Условия эксплуатации и ограничения
Шпильки фланцевые стальные 35 рассчитаны на работу в диапазоне температур от 40 до +425 C. При температурах выше +425 C начинается необратимое снижение прочностных характеристик из-за отпускной хрупкости и графитизации. Для сред с содержанием сероводорода (HS) более 6 ppm применение стали 35 ограничено требуется контроль твердости не выше 22 HRC (по NACE MR0175/ISO 15156). В агрессивных средах (кислоты, щелочи, морская вода) необходима дополнительная защита: цинковое покрытие толщиной от 40 до 80 мкм или эпоксидное покрытие.
Момент затяжки при монтаже определяется по ГОСТ Р 54483-2011 (для нефтегазового оборудования) или по расчету с учетом коэффициента трения в резьбе (от 0,12 до 0,18 для оцинкованной поверхности). Рекомендуется использовать динамометрический ключ с погрешностью не более 5 %. Повторное использование шпилек после демонтажа допускается только после визуального контроля и проверки резьбы калибром.
Вопросы и ответы
Какие стандарты регламентируют размеры шпильки фланцевой стальной 35?
Основные стандарты: ГОСТ 9066-75 (шпильки для фланцевых соединений), ГОСТ 22042-76 (шпильки с метрической резьбой общего назначения), ГОСТ 24705-2004 (параметры резьбы). Для дюймовых резьб применяется ГОСТ 6111-52.
Чем отличается шпилька фланцевая стальная 35 от шпильки из стали 40Х?
Сталь 35 не содержит легирующих элементов (хрома, никеля), поэтому уступает стали 40Х по прочности (в 590640 МПа против 780980 МПа) и прокаливаемости. Однако сталь 35 дешевле и менее чувствительна к концентраторам напряжений при эксплуатации в условиях циклических нагрузок.
Допускается ли сварка шпилек фланцевых из стали 35?
Сварка не рекомендуется, так как нагрев в зоне термического влияния снижает прочность до уровня исходного материала (от 370 до 470 МПа) и может вызвать образование трещин. Для неразъемных соединений применяются специальные сварные шпильки из низкоуглеродистых сталей.
Какой шаг резьбы используется для шпильки фланцевой стальной 35 диаметром 20 мм?
Для метрической резьбы М20 стандартный крупный шаг составляет 2,5 мм. Мелкий шаг (1,5 мм) применяется при необходимости повышенной точности затяжки или при работе с тонкостенными фланцами.