Фланцевое соединение в трубопроводной арматуре: типы, стандарты и правила затяжки

Фланцевое соединение — самый распространенный способ подключения арматуры там, где требуется возможность разборки. В отличие от сварного, фланец позволяет демонтировать задвижку без резки трубы. За эту гибкость платят точностью исполнения: неправильно подобранный фланец или нарушенный порядок затяжки дают утечку даже при давлениях, которые соединение теоретически держит без труда.

Типы фланцев

• Плоский приварной — простой и дешевый вариант. Приваривается двумя швами, применяется при давлении до 25 атм и температурах до 300°C. Основное ограничение — склонность к деформации при затяжке болтов, что неравномерно нагружает прокладку.
• Воротниковый — имеет конический переход к трубе, приваривается одним стыковым швом. Значительно жестче плоского, применяется при давлениях от 40 атм и температурах до 600°C. Стандарт для ответственных трубопроводов в энергетике и нефтехимии.
• Свободный на кольце — фланец не приваривается к трубе напрямую, а вращается вокруг приварного бурта. Удобен в труднодоступных местах: фланец поворачивается для совмещения отверстий под болты без перемещения трубы.

Стандарты и совместимость

Отечественные фланцы производятся по ГОСТ 33259-2015, европейские — по DIN EN 1092-1, американские — по ASME B16.5. Между стандартами нет прямой совместимости. Фланец ГОСТ Ду150 PN16 и DIN DN150 PN16 имеют одинаковый диаметр и давление, но различаются диаметром болтовой окружности и количеством отверстий. Соединить их напрямую невозможно.

При закупке импортной арматуры для отечественного трубопровода совместимость фланцев проверяется отдельно — это не формальность.

Прокладки

Паронит марки ПОН применяется для воды, пара и нефтепродуктов при температуре до 450°C. Самый распространенный материал для общепромышленных применений. Спирально-навитые прокладки из нержавеющей ленты — для высоких давлений и температур, где паронит не обеспечивает надежного уплотнения. Допускают многократную затяжку без потери свойств.

Повторное использование паронитовых прокладок не допускается: после обжатия материал теряет упругость. Это частая причина утечек после ревизии арматуры.

Правила затяжки

Последовательная затяжка по кругу создает неравномерное давление на прокладку. Правильный порядок — крест-накрест, в три прохода. Первый: затяжка вручную до выбора зазора. Второй: 50–60% от расчетного момента. Третий: полный момент по таблице для данного диаметра болта.

Для болта М20 класса прочности 5.8 расчетный момент составляет 120–150 Н·м, для М24 — 200–250 Н·м. Затяжка без динамометрического ключа дает разброс до 30–40% — на ответственных соединениях это недопустимо. Болты перед установкой смазываются графитовой смазкой или пастой MoS?.

Параллельность фланцев проверяется до затяжки. Перекос более 0,5 мм на диаметр условного прохода устраняется регулировкой положения арматуры, но не принудительной затяжкой болтов.

Применение к конкретной арматуре

Для задвижки стальной клиновой 30с(лс,нж)41нж Ду150 с рабочим давлением до 160 атм фланцевое соединение выполняется по ГОСТ 33259 с воротниковыми фланцами исполнения В или С. Плоский фланец для такого давления не применяется. Прокладка — спирально-навитая или металлическая в зависимости от рабочей температуры.

После затяжки соединение маркируется: дата монтажа, момент затяжки, тип прокладки. При следующей ревизии это исключает повторную затяжку поверх уже деформированной прокладки.