Фланцы стальные на условное давление Ру25 представляют собой ответственные соединительные элементы трубопроводных систем, арматуры, аппаратов и резервуаров, предназначенные для работы в условиях высоких внутренних давлений среды. Класс давления Ру25 (≈ 2.5 МПа или 25 кгс/см²) определяет их принадлежность к группе изделий средней и высокой давления, что обуславливает строгие требования к материалам, геометрии, технологии изготовления и контролю качества. В энергетическом секторе, включая тепловые и атомные электростанции, котельные, магистральные теплосети, данные фланцы находят применение на паропроводах, трубопроводах питательной и перегретой воды, технологических линиях с агрессивными и неагрессивными средами при повышенных температурах.
Производство и применение фланцев Ру25 в Российской Федерации и странах СНГ регламентируется рядом межгосударственных и национальных стандартов. Выбор стандарта определяет геометрию, размеры, допуски и технические условия.
Основные параметры фланца Ру25: условный проход (Ду), наружный диаметр (D), диаметр окружности расположения болтов (D1), количество и диаметр отверстий под крепеж, тип и размеры уплотнительной поверхности.
Уплотнительные поверхности для фланцев Ру25 по ГОСТ 33259-2015:
Материалы для изготовления фланцев Ру25 выбираются в соответствии с рабочими параметрами среды (давление, температура, агрессивность) и регламентируются стандартами, например, ГОСТ 33259-2015 ссылается на ГОСТ 33259-2015 (Приложение А) или отраслевые нормативы (ПБ, РД). Основные группы:
| Условный проход, Ду (мм) | Наружный диаметр фланца, D (мм) | Диаметр болтовой окружности, D1 (мм) | Количество болтов (шт) | Диаметр болтов (мм) |
|---|---|---|---|---|
| 50 | 165 | 125 | 4 | М18 |
| 100 | 215 | 170 | 8 | М18 |
| 150 | 280 | 225 | 8 | М22 |
| 200 | 335 | 280 | 12 | М22 |
| 300 | 440 | 370 | 12 | М27 |
| 400 | 540 | 470 | 16 | М27 |
| 500 | 645 | 570 | 20 | М30 |
Монтаж фланцевых соединений Ру25 требует строгого соблюдения технологических регламентов. Приварные фланцы монтируются квалифицированными сварщиками с последующим неразрушающим контролем сварных швов (визуальный, ультразвуковой, радиографический). Критически важным является правильный подбор и установка крепежных изделий (болты, шпильки, гайки, шайбы), которые должны соответствовать классу прочности 5.6, 8.8 или выше, в зависимости от нагрузки и температуры. Затяжка болтов должна производиться динамометрическим инструментом по определенной схеме (крест-накрест) для обеспечения равномерного прижатия уплотнения. В высокотемпературных контурах (пар) необходима повторная подтяжка после выхода на рабочий режим из-за релаксации напряжений.
Выбор уплотнительной прокладки является ключевым для герметичности. Для систем с водой и паром до 100-120°С могут применяться паронитовые прокладки. Для более высоких температур и давлений используются металлические (оцинкованная сталь, нержавеющая сталь) или терморасширенный графит на металлической основе (типа Flexitallic). Форма прокладки должна строго соответствовать исполнению уплотнительной поверхности фланца.
Каждый фланец Ру25 должен иметь четкую маркировку, включающую: товарный знак или наименование изготовителя, условное давление (Ру), условный проход (Ду), марку стали, клеймо технического контроля. Изготовитель предоставляет сертификат соответствия, в котором указываются результаты механических испытаний, химический анализ материала, результаты контроля ультразвуком (для кованых или штампованных фланцев). Визуальному контролю подлежит отсутствие раковин, трещин, задиров на уплотнительной поверхности и в зоне сварного шва.
Ру25 — условное давление по системе стандартов ГОСТ (ГОСТ 26349-84), распространенное в России и СНГ. PN25 (Pressure Nominal) — номинальное давление по европейским стандартам (EN, DIN). При одинаковых числовых значениях они приблизительно эквивалентны (≈ 2.5 МПа), однако геометрические размеры фланцев по ГОСТ и DIN/EN для одного условного прохода (Ду/DN) могут различаться (диаметры, количество болтов). Прямая взаимозаменяемость без проверки таблиц размеров недопустима.
Нет, без проведения специальных расчетов и экспертизы это запрещено. Условное давление Ру25 указывает на максимальное допустимое избыточное давление среды при температуре 20°C для данной конструкции. При повышении температуры допустимое рабочее давление снижается. Для давления 30 атм (≈ 3.0 МПа) следует выбирать фланцы следующего класса давления — Ру40. Использование оборудования не по назначению создает аварийную ситуацию.
Для паропроводов высокого давления, особенно с переменными тепловыми нагрузками, безусловно предпочтительнее фланец приварной встык (воротниковый). Его конструкция с конической ступицей минимизирует концентрацию напряжений в зоне перехода от трубы к фланцу, обеспечивает лучшую усталостную прочность и стойкость к тепловым расширениям. Плоский фланец создает более жесткий переход и подвержен растрескиванию в зоне сварки при циклических нагрузках.
Крепеж должен соответствовать параметрам, указанным в стандарте на фланцы (диаметр, количество). Класс прочности болтов/шпилек должен быть не ниже 5.6 для неответственных соединений при умеренных температурах. Для энергетических применений, особенно при повышенных температурах, рекомендуется класс прочности 8.8 и выше. Материал крепежа должен быть совместим с материалом фланца во избежание электрохимической коррозии. При температурах выше 350-400°С необходимо применять термостойкие стали (например, 25Х1МФ). Затяжка должна осуществляться динамометрическим ключом с усилием, рассчитанным по спецификации.
Требование зависит от материала фланца и трубы, а также от действующих нормативных документов (ПБ, РД, СНиП). Для фланцев из углеродистых сталей (Ст3, 20) при сварке с трубами из аналогичных сталей на большинстве общепромышленных объектов термообработка (отпуск для снятия напряжений) может не требоваться, если это не оговорено проектом. Для легированных сталей (особенно теплостойких и нержавеющих), а также для всех соединений на объектах повышенной опасности (котельные, ТЭЦ, АЭС) проведение местной или общей термообработки сварного соединения является обязательным. Необходимость и параметры термообработки определяются технологической картой на монтаж.