Заглушки фланцевые Ду 150
Заглушки фланцевые Ду 150: конструкция, стандарты, применение и монтаж
Заглушка фланцевая Ду 150 – это трубопроводная арматура, предназначенная для герметичного перекрытия торца трубопровода, ответвления, аппарата или сосуда, имеющего присоединительный фланец с условным проходом 150 мм. Основное функциональное назначение – изоляция участка системы, прекращение транспортировки среды, обеспечение безопасности при ремонтных работах или консервации оборудования. Данный типоразмер является одним из наиболее востребованных в энергетике, нефтегазовой, химической промышленности и коммунальном хозяйстве, что обусловлено широким применением трубопроводов среднего диаметра в магистральных и технологических линиях.
Конструктивные особенности и типы заглушек
Конструктивно фланцевая заглушка представляет собой цельнометаллический диск (глухой фланец), снабженный элементами для крепления к ответному фланцу трубопровода. Ключевое отличие от стандартного фланца – отсутствие центрального отверстия. Для типоразмера Ду 150 выделяют несколько основных видов, различающихся по конструкции, способу изготовления и условиям применения.
- Заглушки плоские приварные (глухие фланцы): Изготавливаются в соответствии с ГОСТ 12836-80, ГОСТ 12820-80 (на условное давление Ру от 0.1 до 2.5 МПа) и ГОСТ 12821-80 (на Ру от 1.6 до 20.0 МПа). Представляют собой плоский диск с фаской под приварку. Монтаж осуществляется путем приварки заглушки по периметру к ответному фланцу или непосредственно к торцу трубы. Это наиболее надежный и герметичный вариант для постоянной или длительной установки.
- Заглушки межфланцевые (пробки, заглушки-вкладыши): Представляют собой диск без элементов крепления (отверстий под шпильки), устанавливаемый между парой стандартных фланцев. Удерживается за счет затяжки фланцевого соединения. Применяются для временной изоляции участков, проведения испытаний или в системах, где частый демонтаж/монтаж не предусмотрен. Требуют полной разборки соединения для установки или извлечения.
- Заглушки поворотные (затворы): Конструкция, совмещающая в себе заглушку и поворотный механизм. Устанавливаются между фланцами на шпильки, а их диск может поворачиваться вокруг оси. В открытом положении диск развернут параллельно потоку, в закрытом – перекрывает проход. Позволяют быстро перекрывать линию без разборки фланцев, что удобно для периодического отключения участков.
- Заглушки с резьбовым штуцером: Имеют дополнительное резьбовое отверстие для установки манометра, предохранительного клапана или для продувки. Используются в системах, где необходим контроль давления в заглушенной полости или ее дренаж.
- Углеродистые стали (Ст3сп, 20, 25): Применяются для работы с неагрессивными средами (вода, пар, воздух, нефть, природный газ) при температурах от -40 до +475°C. Сталь 20 – наиболее распространенный материал для заглушек общего назначения.
- Легированные стали (09Г2С, 12Х18Н10Т, 15Х5М): Используются в условиях низких температур (09Г2С – до -70°C), высоких температур и давлений, а также при работе с умеренно агрессивными средами. Нержавеющие стали типа 12Х18Н10Т (AISI 321) и 08Х18Н10Т (AISI 304) необходимы для систем с химически активными средами или высокими требованиями к чистоте продукта (пищевая, фармацевтическая промышленность).
- Ковкий чугун (КЧ): Применяется для заглушек на низкое давление (до Ру 2.5 МПа) и неагрессивные среды. Обладает хорошей коррозионной стойкостью в водных средах, но хрупок при динамических нагрузках и низких температурах.
- Тепловая энергетика: Для отключения и консервации вспомогательных линий питательной воды, пара низкого и среднего давления (Ру 1.6-4.0 МПа), дренажных и продувочных линий котлов и турбин. Применяются заглушки из сталей 20, 09Г2С, 15Х5М в зависимости от параметров среды.
- Нефтегазовая промышленность: На технологических трубопроводах УПСВ, КС, в магистральных трубопроводах при проведении ремонтных работ, для изоляции резервного оборудования. Используются изделия на высокое давление (Ру 6.3-10.0 МПа) из углеродистых и легированных сталей.
- Химическая промышленность: Для герметизации реакторов, колонн, аппаратов и трубопроводов, транспортирующих агрессивные среды. Преимущественно применяются заглушки из нержавеющих сталей (12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т) и сплавов (титан, хастеллой).
- Коммунальное хозяйство (водоснабжение, тепловые сети): На магистральных и распределительных сетях Ду 150 для отключения кварталов, микрорайонов, зданий на время ремонта. Основные материалы – сталь 09Г2С и чугун.
- Заглушка должна быть рассчитана на рабочее давление и температуру среды в трубопроводе с учетом возможных гидроударов.
- Материал заглушки должен быть совместим с материалом фланца во избежание электрохимической коррозии.
- На заглушках, устанавливаемых на постоянной основе, должна быть нанесена несмываемой краской маркировка с указанием основных параметров (Ду, Ру, марка материала, дата установки).
- Запрещается использовать заглушки с механическими повреждениями (трещины, глубокие раковины, коррозия).
- При работах под давлением (например, при испытаниях) персонал не должен находиться в зоне возможного выброса среды в случае разрушения заглушки.
- φ ) ) + c, где D – расчетный диаметр, P – давление, [σ] – допускаемое напряжение, φ – коэффициент прочности сварного шва, K – конструктивный коэффициент, c – прибавка на коррозию. Для ответственных применений расчет должен выполняться специалистами-расчетчиками.
Материалы изготовления и выбор марки стали
Выбор материала для заглушки Ду 150 является критически важным и определяется параметрами рабочей среды (давление, температура, химическая агрессивность), а также требованиями нормативной документации. Основные материалы регламентируются ГОСТами и отраслевыми стандартами.
Основные геометрические и присоединительные параметры для Ду 150
Геометрия заглушки жестко стандартизирована. Для размера Ду 150 ключевые параметры в зависимости от условного давления приведены в таблице.
Таблица 1. Основные размеры плоских приварных заглушек по ГОСТ 12836-80, ГОСТ 12820-80
| Условное давление, Ру (МПа) | Наружный диаметр, D (мм) | Диаметр болтовой окружности, Dб (мм) | Количество и диаметр отверстий под крепеж | Толщина заглушки, h (мм), не менее | Масса (кг), примерная |
|---|---|---|---|---|---|
| 0.6 | 340 | 295 | 12 отв. под М20 | 20 | ~11.5 |
| 1.0 | 350 | 310 | 12 отв. под М20 | 22 | ~13.5 |
| 1.6 | 355 | 320 | 12 отв. под М22 | 28 | ~18.0 |
| 2.5 | 380 | 345 | 12 отв. под М22 | 32 | ~24.0 |
Таблица 2. Основные размеры заглушек для фланцев арматуры и соединительных частей по ГОСТ 12821-80 (на Ру 4.0-20.0 МПа)
| Условное давление, Ру (МПа) | Наружный диаметр, D (мм) | Диаметр болтовой окружности, Dб (мм) | Количество и диаметр отверстий под крепеж | Толщина заглушки, h (мм), не менее | Тип исполнения поверхности уплотнения |
|---|---|---|---|---|---|
| 4.0 (40 кгс/см²) | 380 | 345 | 12 отв. под М27 | 46 | Исп. 1-6 (шип-паз, впадина-выступ и др.) |
| 6.3 (63 кгс/см²) | 400 | 360 | 12 отв. под М30 | 60 | Исп. 1-6 |
| 10.0 (100 кгс/см²) | 430 | 400 | 16 отв. под М30 | 70 | Исп. 1-6 |
Области применения в энергетике и смежных отраслях
Монтаж, эксплуатация и требования безопасности
Монтаж плоской приварной заглушки осуществляется в следующем порядке: отключение участка трубопровода, сброс давления, дренаж, очистка торца фланца. Заглушка центрируется относительно ответного фланца, прихватывается в нескольких точках, после чего выполняется сплошной круговой сварочный шов. Качество шва контролируется визуально и методами неразрушающего контроля (УЗК, радиография). Для межфланцевых заглушек необходимо обеспечить соответствие материала прокладки и заглушки, а также равномерную затяжку всех шпилек динамометрическим ключом по схеме «крест-накрест».
Критически важные требования безопасности:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается заглушка Ду 150 по ГОСТ 12820-80 от заглушки по ГОСТ 12821-80?
Заглушки по ГОСТ 12820-80 предназначены для присоединения к плоским приварным фланцам и рассчитаны на условное давление до 2.5 МПа. Они имеют сравнительно небольшую толщину. Заглушки по ГОСТ 12821-80 (фланцы стальные приварные встык) предназначены для работы на высокие давления (от 1.6 до 20.0 МПа), имеют коническую переходную часть и существенно большую толщину диска. Они также отличаются конструкцией уплотнительной поверхности (шип-паз, выступ-впадина, линзовая и др.).
Как правильно подобрать материал заглушки для трубопровода с горячей водой (t=150°C, P=1.6 МПа)?
Для данных параметров (вода, 150°C, 1.6 МПа) подойдет заглушка из стали 20 или 09Г2С. Сталь 20 работоспособна в данном температурном диапазоне. Если температура может опускаться ниже -20°C, предпочтительнее сталь 09Г2С, которая сохраняет ударную вязкость при низких температурах.
Можно ли использовать межфланцевую заглушку в качестве постоянной?
Технически возможно, но не рекомендуется. Межфланцевая заглушка является элементом разъемного соединения, надежность которого ниже, чем у сварного. Риск протечки выше из-за возможной релаксации напряжений в крепеже, деградации прокладки. Для постоянной установки предпочтительна приварная заглушка.
Каким документом регламентируется установка и учет заглушек на опасных производственных объектах?
На опасных производственных объектах, поднадзорных Ростехнадзору, установка заглушек регламентируется Федеральными нормами и правилами в области промышленной безопасности (например, ФНП «Правила безопасности химически опасных производственных объектов», «Правила безопасности в нефтегазопереработке»). Обязателен учет установленных заглушек в специальных журналах с указанием места, причины установки, ответственного лица и сроков.
Как рассчитать толщину плоской заглушки на давление?
Толщина плоской круглой заглушки, работающей на равномерное давление, рассчитывается по формуле, приведенной в ГОСТ 34233.1-2017 (Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Общие требования): S = D sqrt( K P / ( [σ]
Заключение
Заглушка фланцевая Ду 150, несмотря на простоту конструкции, является критически важным элементом обеспечения безопасности и эксплуатационной гибкости трубопроводных систем. Правильный выбор типа, материала, исполнения по давлению и грамотный монтаж напрямую влияют на безаварийную работу энергетического и технологического оборудования. Соблюдение требований нормативной документации, применение качественных изделий, прошедших необходимый контроль, и строгое следование процедурам установки являются обязательными условиями для специалистов, ответственных за эксплуатацию трубопроводов.