Когда говорят про ASME B16.5, сразу думают о фланцах с отверстиями под шпильки, но глухой фланец (Blind Flange) — это отдельная история. Многие его воспринимают как простую заглушку, но в реальности, особенно на ответственных участках, его выбор и применение — это целая наука с кучей подводных камней.
Стандарт ASME B16.5 — это библия, но читать между строк приходится самому. Возьмем, к примеру, маркировку. Все ищут на теле фланца клеймо с номинальным давлением (Class), размером и материалом. Но для глухого фланца критично еще и состояние торцевой поверхности — та самая зона контакта, которая обеспечивает герметичность. По стандарту там должна быть определенная шероховатость, но на практике при приемке часто смотрят лишь на наличие рисок от обработки, а не замеряют Ra. Это может вылезти позже, особенно при использовании с мягкими прокладками типа спирально-навитых.
Еще один момент — толщина. Для фланцев класса 150 и 300 толщина глухого фланца по стандарту больше, чем у соответствующих присоединительных фланцев того же диаметра. Это логично, ведь он воспринимает давление на всю площадь, а не только по окружности отверстий. Но я видел случаи, когда в проекте по ошибке или для 'экономии' указывали толщину как у обычного фланца. В итоге на гидроиспытаниях такой 'ослабленный' глухой фланец начинал заметно 'пузориться' в центре. Рисковать так нельзя.
И материал. Стандарт предписывает группы материалов, но выбор конкретной марки — за инженером. Для коррозионных сред часто берут нержавеющую сталь, например, A182 F316. Но здесь важно понимать, что сам по себе фланец из нержавейки — это не панацея. Если болтовое соединение собрано на углеродистых шпильках, возникает риск гальванической коррозии. Поэтому комплектовать нужно правильно.
Основное назначение — изоляция участка трубопровода, заглушка на будущее ответвление или закрытие конца линии. Казалось бы, поставил и забыл. Но основная проблема, с которой сталкивался лично — это затяжка. Поскольку у глухого фланца нет внутреннего давления среды, которое бы 'помогало' прижимать прокладку в рабочем состоянии, вся надежда на правильную первоначальную затяжку.
Частая ошибка монтажников — затягивать шпильки по кругу, как на обычном фланцевом соединении. Для глухого это неоптимально. Я всегда рекомендую схему 'звезда', начиная с диаметрально противоположных шпилек и двигаясь крест-накрест, да еще и в несколько проходов, постепенно увеличивая момент. Иначе фланец может перекоситься, и герметичность будет только по части периметра. Утечка, особенно если за фланцем находится, условно, карман с агрессивной средой, проявится не сразу, но будет гарантирована.
Был у меня случай на объекте по переработке: на линии конденсата поставили глухой фланец ASME B16.5 Class 150 из углеродистой стали. Среда — горячая вода. Через полгода на плановом осмотре обнаружили тонкую струйку течи. При вскрытии увидели, что прокладка (была паронитовая) 'просела' и 'прикипела' неравномерно. Причина — недоворот при монтаже и, как позже выяснилось, небольшая деформация самого фланца. Фланец был от неизвестного производителя, с едва заметным дисбалансом по толщине. Пришлось менять весь узел.
Качество изготовления — это основа. Хороший глухой фланец должен быть не просто вырезан из плиты. Важна ковка или штамповка заготовки для получения правильной волокнистой структуры металла, которая обеспечивает прочность. Потом — точная механическая обработка: торцевая поверхность, внешний контур, фаски, отверстия под шпильки.
Особое внимание — кольцевое уплотнение (Raised Face). Его высота и шероховатость должны строго соответствовать стандарту. Я сталкивался с продукцией, где это кольцо было либо слишком низким (прокладка недожималась), либо с грубой обработкой (рвало мягкую прокладку). И то, и другое — брак. Контроль должен быть на каждом этапе: ультразвуковой контроль заготовки, проверка твердости, макро- и микрошлифы для ответственных применений.
Здесь стоит упомянуть производителей, которые специализируются на подобной продукции. Например, ООО Чжэцзян ЧжиЦзюй Трубы (сайт: https://www.zhiju-steel.ru). Эта компания, как профессиональный производитель, специализирующийся на продукции из нержавеющей стали, часто поставляет фланцы, в том числе и глухие, для проектов, где важна коррозионная стойкость. В их случае ключевое — это контроль химического состава стали и последующей термообработки, чтобы материал соответствовал не только стандарту ASTM, но и сохранял свои свойства после всех операций механической обработки. Работая с такими поставщиками, важно запрашивать не только сертификат соответствия, но и отчеты об испытаниях, особенно на ударную вязкость для низких температур.
Как я уже касался, материал — это не просто 'нержавейка'. Для глухого фланца по ASME B16.5 выбор зависит от среды, температуры и давления. A105 — для общих случаев, A182 F304/F316 — для коррозионных сред. Но есть нюансы.
Для сред с содержанием хлоридов, даже при умеренных температурах, стандартная AISI 316 может оказаться подвержена точечной коррозии или коррозионному растрескиванию под напряжением. В таких случаях иногда приходится смотреть в сторону более стойких сплавов, например, дуплексных сталей типа A182 F51, но это уже существенно дороже и должно быть строго обосновано технологом.
Еще один момент — температура. При высоких температурах прочность нержавеющей стали падает. Поэтому для паровых линий высокого давления иногда выгоднее и надежнее использовать фланцы из легированных хромомолибденовых сталей (например, A182 F11/F22), которые сохраняют прочность при нагреве. Но здесь уже встает вопрос сварки и термообработки сварных соединений, если фланец приваривается.
Личный опыт: на одной установке для горячего масла (температура около 300°C) по проекту стояли глухие фланцы из A105. Через год работы на нескольких из них появились микротрещины в зоне перехода от толщины к кольцевому уплотнению. Анализ показал, что виной ползучесть материала. Заменили на фланцы из A182 F11 с соответствующей термообработкой — проблема ушла.
Поставил фланец — и забыл? Нет, так не работает. Даже глухой фланец требует внимания. Он, по сути, является точкой потенциального ослабления конструкции, так как является плоской преградой в потоке усилий.
При плановых остановках на ремонт нужно обязательно проверять момент затяжки критических глухих фланцев, особенно на вибрирующих линиях. Болтовое соединение может 'ослабнуть'. Также необходим визуальный осмотр на предмет коррозии, особенно под прокладкой и в районе отверстий под шпильки.
Если фланец стоит на линии, которая находится в режиме 'старт-стоп' с большими перепадами температур, нужно помнить о разности коэффициентов теплового расширения материала фланца, шпилек и прокладки. Это может потребовать периодической подтяжки. Я всегда советую для таких условий использовать шпильки из материала, близкого по коэффициенту расширения к материалу фланца, и прокладки, способные к упругому восстановлению.
В итоге, что хочу сказать? Глухой фланец по стандарту ASME B16.5 — это не расходник и не простая железка. Это полноценный, ответственный элемент трубопроводной арматуры, к выбору, изготовлению и монтажу которого нужно подходить с тем же вниманием, что и к задвижке или клапану. Экономия или невнимательность здесь может стоить дороже, чем сам фланец. Всегда смотрите на него как на систему: материал + геометрия + качество изготовления + правильный монтаж + условия эксплуатации. Только тогда он отработает свой срок без сюрпризов.
