Фланцы воротниковые приварные (приварные встык, англ. Welding Neck Flange) представляют собой один из наиболее ответственных и широко применяемых типов соединительных элементов трубопроводной арматуры и оборудования. Их конструкция характеризуется наличием конической втулки (воротника), плавно переходящей в тарелку фланца, что обеспечивает оптимальное распределение механических напряжений. Действующий с 2017 года межгосударственный стандарт ГОСТ 33259-2015 «Фланцы арматуры, соединительных частей и трубопроводов на номинальное давление до PN 250. Конструкция и размеры» является адаптированной версией европейского стандарта EN 1092-1 и устанавливает единые требования к данным изделиям для обеспечения взаимозаменяемости и безопасности.
Воротниковые фланцы предназначены для работы в условиях высоких давлений, температур, циклических нагрузок и в опасных средах. Основные сферы применения: магистральные и технологические трубопроводы ТЭС и АЭС, нефтегазоперерабатывающие заводы, химическая промышленность, системы подачи пара и теплоносителя.
Ключевые преимущества конструкции:
Стандарт устанавливает типы исполнения уплотнительных поверхностей фланцев, их геометрические размеры, допуски и маркировку. Фланцы изготавливаются на условное давление от PN 6 до PN 250.
Для каждого номинального давления (PN) и условного прохода (DN) стандарт жестко регламентирует:
| Параметр | Обозначение | Значение, мм | Примечание |
|---|---|---|---|
| Наружный диаметр | D | 215 | |
| Диаметр окружности болтов | C | 180 | |
| Количество отверстий | n | 8 | |
| Диаметр отверстий | L | 18 | Под болт M16 |
| Толщина | B | 24 | Толщина тарелки фланца |
| Высота | H | 56 | Высота воротника |
| Диаметр у сварного шва | A | 114.3 | Под трубу наружным диаметром 114.3 мм (труба 108х4) |
ГОСТ 33259-2015 ссылается на стандарты, устанавливающие перечень допустимых материалов. Выбор материала определяется параметрами рабочей среды (давление, температура, коррозионная активность). Основные группы:
Маркировка наносится на наружную цилиндрическую поверхность воротника и должна включать: товарный знак изготовителя, марку материала, номинальное давление (PN), номинальный диаметр (DN), обозначение исполнения уплотнительной поверхности, клеймо технического контроля.
Качество монтажа фланцевого соединения напрямую влияет на герметичность и долговечность трубопровода. Порядок работ:
ГОСТ 33259-2015 гармонизирован с европейским стандартом EN 1092-1, что обеспечивает совместимость с импортным оборудованием. Изменена система условных давлений (PN вместо Ру), ряд размеров (особенно диаметры болтовых окружений), расширен перечень исполнений уплотнительных поверхностей. Геометрия воротника также имеет отличия.
Необходимо выполнить расчет на давление и температуру, определив эквивалентное условное давление PN. Для пара при 300°C обычно выбирают фланцы из легированной стали (например, 15Х5М). Уплотнительная поверхность – исполнение C (под металлическую прокладку). Диаметр (DN) соответствует диаметру трубопровода. Окончательный выбор должен быть закреплен в проектной документации.
Да, это допустимо. Ключевой параметр – соответствие наружного диаметра трубы (по соответствующему стандарту на трубы) диаметру A фланца у сварного шва. Необходимо обеспечить совпадение толщин стенок для минимизации внутреннего уступа.
Затяжка выполняется в несколько этапов (минимум в три) динамометрическим ключом. Первый этап – затяжка с усилием ~30% от конечного, крест-накрест по схеме «звезда». Второй этап – ~60%. Финальный – 100% расчетного момента. После пробного пуска (прогрева) часто требуется дополнительная подтяжка.
Для ответственных трубопроводов (энергетических, технологических) обязательными являются: 100% визуальный контроль (ВИК), 100% контроль проникающими веществами (ПВК/Капиллярный) корневого шва и лица, и выборочный (часто 100%) радиографический (РК) или ультразвуковой (УЗК) контроль. Объем регламентируется проектом и нормативными документами (РД, СНиП, СП).
Фланцы воротниковые приварные по ГОСТ 33259-2015 представляют собой современный, стандартизированный и надежный тип соединения для ответственных трубопроводных систем. Их правильный выбор, основанный на анализе рабочих параметров и свойств среды, корректный монтаж с применением аттестованных технологий сварки и контроля, а также соблюдение процедуры затяжки гарантируют герметичность, прочность и долговечность соединения на протяжении всего срока эксплуатации энергетического или промышленного объекта. Понимание деталей стандарта и технологических нюансов работы с данными изделиями является обязательным для инженерно-технического персонала, занимающегося проектированием, монтажом и обслуживанием трубопроводов.