Вот этот самый фланец стальной плоский приварной на давление 40 кгс/см2 — казалось бы, простейшая штамповка, но сколько с ним нюансов возникает на практике. Многие, особенно на старте, думают: ?Ду 40, квадрат четыре отверстия, берем по ГОСТ 12820-80 и все?. А потом на монтаже выясняется, что прокладка не садится, или болты со стандартной длиной не позволяют нормально затянуть узел из-за толщины изоляции. Или, что чаще, материал фланца оказывается Ст3 вместо требуемой 20 или 09Г2С для низких температур, и приемка встает. Это не просто диск с дырками, это интерфейс между двумя системами, и его неправильный выбор — гарантия будущих проблем, от капели до серьезных инцидентов.
Самый частый косяк — путаница в маркировке. Когда говорят ?фланец 40?, могут иметь в виду и условный проход (Ду 40), и то самое рабочее давление (Ру 40). В заявке обязательно нужно указывать и то, и другое: ?Фланец плоский приварной Ду 40 Ру 40?. И сразу уточнять исполнение — их по тому же ГОСТ 12820 несколько. Первое исполнение — с соединительным выступом, второе — без. Для плоского приварного чаще используют второе исполнение, но если стыкуетесь с арматурой или оборудованием, у которого выступ есть, то нужно первое, иначе герметичность не обеспечить. Видел, как на ТЭЦ привезли партию вторым исполнением на замену, а на старых задвижках — выступ. В итоге неделя простоя, пока искали переходные кольца.
Материал — отдельная история. Для Ру 40 обычно идет сталь 20 или 09Г2С. Ст3сп5, которую часто предлагают как ?эконом-вариант?, для сварных конструкций на ответственных линиях — не лучший выбор, особенно при динамических нагрузках. У 20-й стали лучше свариваемость и пластичность. Мы как-то закупили партию из Ст3 для неответственной водопроводной обвязки, так после сварки на нескольких швах пошли микротрещины. Переделали. Сейчас стараемся работать с проверенными поставщиками, которые дают полный пакет сертификатов, вроде ООО Чжэцзян ЧжиЦзюй Трубы. У них в ассортименте как раз есть эти позиции из качественных марок стали, что видно по описанию продукции на их сайте https://www.zhiju-steel.ru. Компания позиционирует себя как профессиональный производитель продукции из нержавеющей и углеродистой стали, и для фланцев это критически важно — знать происхождение заготовки.
Еще момент — геометрия отверстий под шпильки. По ГОСТу для Ру 40 и Ду 40 должно быть 4 отверстия диаметром 18 мм. Но бывают ?оптимизированные? версии от некоторых производителей, где диаметр могут уменьшить до 16 мм, экономя металл. На первый взгляд разница невелика, но если использовать стандартные шпильки М16, зазор для центровки становится минимальным, сложно выставить фланцы при сборке длинного трубопровода. Всегда просите контрольные фото или чертеж перед поставкой крупной партии.
Казалось бы, приварил — и дело сделано. Но именно на сварке плоского приварного фланца случаются основные дефекты. Его нужно насаживать на торец трубы, а не прихватывать сбоку. Зазор между внутренним отверстием фланца и наружной поверхностью трубы должен быть минимальным, иначе провар шва по внутреннему диаметру будет некачественным, появится карман, где начнется коррозия или скапливаться среда. Особенно важно для агрессивных сред. Частая ошибка монтажников — не выдержать соосность. Прихватили фланец криво, потом пытаются выровнять кувалдой — приводит к внутренним напряжениям. При гидроиспытаниях такое соединение может и держать, но через полгода эксплуатации на теплосетях, например, по шву часто идет течь.
Толщина фланца по ГОСТ — 18 мм для Ду 40 Ру 40. Но если труба, к которой варится фланец, имеет усиленную стенку (например, для более высокого давления), то стандартный фланец может стать ?слабым звеном? в системе. В таких случаях иногда идут на использование фланцев с более высоким условным давлением (например, Ру 64), но это уже другая геометрия и цена. Нужен расчет на прочность узла в целом. Помню проект, где по спецификации шла труба с толстой стенкой, а фланцы заказали стандартные Ру 40. Инженер надзора при приемке заставил пересчитать все узлы — в итоге заменили половину фланцев.
После сварки обязательна зачистка шва и, желательно, контроль УЗК или капиллярной дефектоскопией. Особенно для паропроводов или химических линий. Многие этим пренебрегают, считая фланцевое соединение второстепенным. Но именно оно чаще всего является точкой обслуживания (например, для замены задвижки), и его надежность определяет скорость и безопасность дальнейших работ на линии. Неочищенный брызгами металла торец фланца не позволит плотно прилегать прокладке.
Фланец — это только половина системы. Второе — правильная прокладка. Для Ру 40 и среды, скажем, горячей воды до 150°C, часто идут паронитовые прокладки. Но если среда — масло или нефтепродукты, паронит может разбухнуть и потерять герметичность. Нужна фторопластовая или металлическая окантованная. А вот здесь ключевой размер — внутренний диаметр прокладки. Он должен точно соответствовать условному проходу, иначе будет либо перекрытие сечения, либо свищ. Для Ду 40 внутренний диаметр прокладки обычно 45 мм, но нужно сверяться с чертежом конкретного фланца, так как размер полости под прокладку может немного варьироваться в зависимости от исполнения.
Затяжка болтов — целая наука. Диаметр шпилек — М16. Затягивать нужно крест-накрест, не по кругу, и в несколько приемов, с постепенным увеличением момента. Идеально — динамометрическим ключом. Частая практика ?дожать газовым ключом, когда потекло? приводит к перекосу и повреждению прокладки, а в худшем случае — к срыву резьбы или даже трещине в теле фланца в районе отверстия. Особенно это касается фланцев, которые много раз монтировались-демонтировались. Металл ?устает?.
Для систем, работающих с перепадами температур (отопление, пар), важно делать повторную подтяжку после первого цикла нагрева-остывания. Прокладка может слегка просесть, да и сами фланцы. Если этого не сделать, через пару циклов может начаться течь. На одной из котельных забыли это сделать на обвязке котлов. Через месяц эксплуатации в отопительном сезоне пришлось стягивать целые узлы под давлением, что, конечно, рискованно и дорого.
Приемка фланцев на склад — не формальность. Первое — визуальный осмотр на отсутствие раковин, заусенцев в отверстиях, кривизны плоскости. Можно приложить два фланца из партии друг к другу рабочими поверхностями — они должны прилегать плотно, без просвета. Второе — проверка геометрии штангенциркулем: толщина, диаметры, разболтовка. Особенно важно для импортных поставок, которые могут быть сделаны по ANSI или DIN, но продаваться как ?аналоги ГОСТ?. У них может не совпадать диаметр окружности отверстий, и собрать узел с арматурой отечественного производства станет невозможно.
Маркировка. На каждом фланце должен быть отштампован или нанесен несмываемой краской тип (например, ?Фланец 1-40-40?), марка стали, клеймо производителя. Отсутствие маркировки — повод насторожиться. Это может быть кустарное производство с непонятными механическими свойствами. Крупные производители, такие как ООО Чжэцзян ЧжиЦзюй Трубы, всегда наносят четкую маркировку, что видно по образцам в их каталогах. Их специализация на трубной продукции и металлоизделиях предполагает соблюдение таких базовых стандартов качества.
Хранение. Фланцы, даже стальные, нужно хранить в сухом помещении. Если они будут валяться под открытым небом, в местах прилегания прокладки (уплотнительной поверхности) может появиться точечная коррозия, которая потом помешает герметичности. Лучше — на стеллажах, разложенные по типоразмерам. И обязательно сохранять сертификаты на партию — они понадобятся и для монтажной документации, и для сдачи объекта надзорным органам.
Итак, фланец стальной плоский приварной 40 — это типовое, но отнюдь не примитивное изделие. Его правильный выбор (Ду, Ру, исполнение, материал), качественный монтаж (сварка, центровка, затяжка) и грамотная эксплуатация (подтяжка, осмотр) — залог долговечности любого трубопроводного узла. Экономия в пару сотен рублей на одном фланце может вылиться в тысячи на внеплановом ремонте и простое.
Работая с такими элементами, всегда стоит запрашивать документацию у поставщика и, по возможности, выбирать производителей, которые специализируются именно на металлоизделиях для инженерных систем. Как та же ООО Чжэцзян ЧжиЦзюй Трубы, чей профиль — производство из нержавеющей и углеродистой стали. Это обычно гарантирует и стабильное качество химического состава металла, и соблюдение геометрии, что в итоге снижает риски на объекте.
В конце концов, надежность трубопровода — это цепь, и фланцы — ее важные звенья. Относитесь к их выбору и установке с тем же вниманием, что и к выбору насоса или задвижки. Тогда и сдача объекта пройдет гладко, и эксплуатационники потом не будут вас вспоминать нехорошими словами. Проверено на практике не раз.
