Заглушки фланцевые стальные

Заглушки фланцевые стальные: конструкция, стандарты, применение и монтаж

Заглушка фланцевая стальная – это тип трубопроводной арматуры, предназначенный для герметичного перекрытия торцов труб, ответвлений, патрубков сосудов и аппаратов, имеющих фланцевое присоединение. Основное функциональное назначение – изоляция участка трубопровода, емкости или технологической линии для проведения ремонтных работ, консервации системы, предотвращения выброса рабочей среды или попадания внутрь посторонних предметов. В отличие от запорной арматуры (задвижек, кранов), заглушка является устройством постоянного или длительного отключения, хотя может устанавливаться и сниматься многократно.

Конструктивные особенности и типы стальных фланцевых заглушек

Конструктивно стальная фланцевая заглушка представляет собой цельнометаллический диск, по периметру которого выполнены отверстия под шпильки или болты, совпадающие с отверстиями ответного фланца. Герметизация соединения достигается за счет установки уплотнительной прокладки между поверхностями заглушки и фланца и последующей равномерной затяжки крепежа.

Существует несколько ключевых классификаций:

• По форме исполнения:
  • Плоские (глухие фланцы). Представляют собой простой диск. Наиболее распространенный и экономичный тип, применяемый для умеренных давлений.
  • Сферические (эллиптические). Имеют выпуклую (куполообразную) форму. За счет этой конструкции лучше выдерживают высокое внутреннее давление, так как нагрузка распределяется более равномерно, а материал работает на растяжение. Являются предпочтительным выбором для систем высокого давления.
  • С поворотной крышкой (заглушка-заслонка). Состоят из корпуса с фланцем и откидной крышки на шарнирах. Позволяют быстро открывать/закрывать проход без демонтажа, но конструктивно сложнее и дороже.
• По типу уплотнительной поверхности (прокладочной канавки):
  • С выступом (RF – Raised Face).
  • С впадиной (FF – Flat Face).
  • С шипом (T – Tongue), пазом (G – Groove), под овальную или восьмигранную прокладку (RTJ – Ring Type Joint). Выбор зависит от давления, температуры и агрессивности среды.
• По способу фиксации:
  • Прижимные (межфланцевые). Устанавливаются между двумя фланцами, один из которых является концевым на трубопроводе. Крепление осуществляется болтами/шпильками, проходящими через оба фланца и заглушку.
  • Присоединяемые к одному фланцу. Крепятся непосредственно к ответному фланцу аппарата или трубы набором крепежных элементов.

Материалы изготовления и покрытия

Выбор марки стали регламентируется стандартами и зависит от параметров рабочей среды.

• Углеродистые стали: Ст20, Ст3сп5. Применяются для неагрессивных сред (вода, пар, воздух, нефть) при температурах от -40 до +475°C.
• Легированные стали: 09Г2С, 12Х18Н10Т, 15Х5М. Используются для работы при низких температурах (ниже -40°C), высоких температурах (свыше 475°C) или в средах с умеренной агрессивностью.
• Нержавеющие стали (коррозионно-стойкие): 12Х18Н10Т, 08Х18Н10, AISI 304/316. Для агрессивных сред: кислот, щелочей, хлорсодержащих сред, пищевой промышленности.

Для защиты от коррозии в атмосферных условиях на заглушки могут наноситься покрытия: грунт-эмаль, цинкование (горячее или холодное). Для особых условий применяется пассивация поверхности для нержавеющих сталей.

Основные стандарты и технические параметры

Производство и применение стальных фланцевых заглушек регулируется рядом межгосударственных и отраслевых стандартов.

Таблица 1. Основные стандарты на фланцевые заглушки

Стандарт	Область применения	Ключевые параметры
ГОСТ 12836-80	Заглушки плоские приварные и фланцевые. Основной стандарт для условного давления Ру от 0,1 до 20 МПа (1-200 кгс/см²).	Определяет конструкцию, размеры, типы (плоские и со ступицей), технические требования для стальных заглушек.
ГОСТ 28759.8-90 (ЕН 1092-1)	Фланцы стальные на номинальное давление PN. Современный стандарт, гармонизированный с европейскими нормами.	Определяет заглушки как тип фланца (форма 09). Регламентирует исполнения по типам уплотнительных поверхностей (B, D, F, K и др.) для PN от 6 до 400 бар.
ASME B16.5 / ASME B16.47	Американские стандарты. Применяются на объектах, построенных по американским нормам (нефтегаз, химия).	Классы давления (Class 150, 300, 600 и т.д.). Типы поверхностей: RF, FF, RTJ.
ОСТ 26-843-78	Заглушки для сосудов и аппаратов, работающих под давлением.	Рассчитаны на высокие давления и температуры, часто сферической формы.

Критерии выбора заглушки фланцевой стальной

Выбор конкретного типа заглушки является ответственной задачей, влияющей на безопасность и надежность системы.

• Условное давление (Ру или PN/Class): Должно соответствовать или превышать рабочее давление в системе.
• Условный проход (Ду или DN): Должен точно совпадать с условным проходом фланца, к которому происходит присоединение.
• Температура рабочей среды: Определяет выбор материала. При высоких температурах прочность стали снижается, что требует выбора более жаропрочной марки или увеличения толщины.
• Химический состав рабочей среды: Определяет коррозионную стойкость материала. Учитывается наличие воды, сероводорода, кислот, щелочей.
• Климатические условия и место установки: Для наружной установки требуется более стойкое покрытие. Для низких температур – сталь, стойкая к хладноломкости.
• Тип уплотнительной поверхности ответного фланца: Поверхность заглушки должна быть ей идентична (RF к RF, FF к FF, RTJ к RTJ).
• Требования к частоте использования: Для частого монтажа/демонтажа предпочтительнее сферические или поворотные модели, как более долговечные.

Процедура монтажа и демонтажа

Правильный монтаж критически важен для обеспечения герметичности.

1. Подготовка: Убедиться, что давление в системе сброшено, а участок отсечен и безопасен для работ. Очистить уплотнительные поверхности заглушки и ответного фланца от старой прокладки, грязи, ржавчины, забоин.
2. Подбор прокладки: Выбрать новую прокладку, соответствующую типу поверхности, давлению и среде (паронит, фторопласт, металлическая спирально-навитая, графитовая).

Установка: Совместить отверстия заглушки и фланца, установить прокладку. Вставить болты/шпильки.

3. Затяжка крепежа: Затяжку производить крест-накрест (по диагонали) в несколько этапов (не менее трех) с использованием калиброванного динамометрического ключа. Это обеспечивает равномерное прилегание и отсутствие перекосов. Момент затяжки регламентируется стандартами или инструкцией производителя.
4. Контроль: После подачи давления провести визуальный контроль на предмет течей. При необходимости выполнить подтяжку (в холодном состоянии системы).
5. Демонтаж: Производится в обратном порядке после сброса давления. Рекомендуется менять прокладку при каждом повторном монтаже.

Области применения в энергетике и смежных отраслях

• Тепловая энергетика: Для отключения вспомогательных линий питательной воды, пара, конденсата на время ремров турбин, котлов, подогревателей. Заглушки на сбросных и продувочных линиях.
• Атомная энергетика: Применяются заглушки из специальных марок сталей с повышенными требованиями к радиационной стойкости и надежности.
• Нефтегазовая промышленность: Для консервации участков трубопроводов, отключения технологических линий на УКПГ, НПС, при ремонте резервуаров и аппаратов.
• Химическая промышленность: На трубопроводах агрессивных сред, для изоляции реакторов, колонн, теплообменников.
• Судостроение: В системах трубопроводов забортной и пресной воды, топливных системах.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается плоская заглушка от сферической, и какую выбрать?

Плоская заглушка работает на изгиб под действием давления, что ограничивает ее применение диапазоном средних давлений (как правило, до PN40/Ру64). Сферическая (эллиптическая) форма оптимальна для высоких давлений (PN100 и выше), так как давление распределяется по оболочке, снижая напряжение материала. Выбор основывается на расчетном давлении в системе: для высоких параметров – только сферическая.

Можно ли использовать заглушку с уплотнительной поверхностью RF с фланцем типа FF?

Нет, это недопустимо. При соединении RF с FF контакт будет происходить только по наружному кольцу металла, прокладка не будет правильно обжата, что гарантированно приведет к протечке. Уплотнительные поверхности должны быть строго одинаковыми.

Как правильно определить момент затяжки болтов для фланцевого соединения с заглушкой?

Момент затяжки зависит от диаметра болта, класса его прочности, типа прокладки и давления. Точные значения приведены в стандартах (например, в ГОСТ 12816-80 или EN 1591-1). На практике для критичных соединений всегда используется динамометрический ключ с предварительным расчетом. Для стандартных соединений воды/пара низкого давления можно пользоваться таблицами производителей прокладочных материалов.

Требуется ли периодическая подтяжка болтовых соединений на установленных заглушках?

Да, особенно в системах с циклическим изменением температуры (паровые линии, системы обогрева). Нагрев и охлаждение вызывают тепловое расширение, что может ослабить затяжку. Рекомендуется проводить контроль момента затяжки при плановых остановках оборудования.

Каковы альтернативы стальной фланцевой заглушке?

Альтернативами могут служить: поворотные заглушки (заслонки) для частого использования, глухие приварные заглушки (заплатки) для постоянного отключения, пневмозаглушки (пузыри) для временного перекрытия труб изнутри при ремонте. Однако классическая фланцевая заглушка остается самым надежным, проверенным и универсальным решением для фланцевых систем.

Как маркируется стальная фланцевая заглушка?

Маркировка включает: наименование (Заглушка), условный проход (Ду), условное давление (Ру), марку материала, номер стандарта (ГОСТ 12836-80). Пример: Заглушка 200-16 Ст20 ГОСТ 12836-80. Для заглушек по ГОСТ 28759.8-90 указывается DN, PN, тип поверхности и исполнение материала.

Заключение

Заглушка фланцевая стальная – неотъемлемый элемент любой сложной трубопроводной системы, выполняющий важнейшую функцию обеспечения технологической и экологической безопасности. Ее правильный выбор, основанный на анализе рабочих параметров, стандартов и материалов, а также профессиональный монтаж с соблюдением всех норм затяжки являются обязательными условиями надежной эксплуатации энергетического, нефтегазового и химического оборудования. Пренебрежение техническими требованиями к данным элементам может привести к аварийным ситуациям с серьезными последствиями.