Свободные на приварном кольце фланцы

Конструкция и принцип работы свободных фланцев на приварном кольце

Свободный фланец на приварном кольце — это разъемное соединение, состоящее из двух независимых частей: непосредственно фланца (свободно надеваемого на трубу) и приварного кольца (бурта), который фиксируется на торце трубопровода сварным швом. Такая компоновка принципиально отличается от цельных типов: фланец не приваривается к трубе, а удерживается кольцом при стягивании болтами. Это обеспечивает возможность вращения фланца относительно оси, что существенно упрощает монтаж при несовпадении ответных отверстий.

Материалы и марки стали

Выбор металла для обоих элементов регламентируется условиями эксплуатации. На производстве применяются следующие категории материалов:

• Углеродистые стали: марки Ст20, Ст25. Используются для рабочих сред с температурой от -40°C до +425°C. Обеспечивают достаточную прочность при стандартных давлениях (PN 6–25).
• Низколегированные стали: 09Г2С, 15Х5М. Рекомендуются для агрессивных сред и повышенных температур (до +600°C для 15Х5М). Обладают повышенной стойкостью к коррозии и окалинообразованию.
• Коррозионно-стойкие (нержавеющие) стали: 12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т, AISI 304/316. Применяются для химической, пищевой промышленности и систем с агрессивными жидкостями.

Приварное кольцо изготавливается из того же материала, что и трубопровод, чтобы избежать гальванической коррозии в зоне сварного шва. Сам свободный фланец может быть выполнен из менее легированной стали (например, Ст20 для кольца из нержавейки), что снижает общую стоимость изделия без потери герметичности стыка.

Технические параметры и стандарты (ГОСТ 33259)

Производство ведется согласно ГОСТ 33259-2015 (актуализированная редакция). Основные нормируемые характеристики:

• Условный проход (DN): от 10 до 1400 мм. Наиболее ходовые позиции — DN 50, 100, 200, 300.
• Условное давление (PN): от 2.5 до 100 кгс/см². Для свободных конструкций на кольце типичны значения PN 6, 10, 16, 25, реже — 40.
• Тип уплотнительной поверхности: исполнение 1 (гладкая, «шип-паз»), исполнение 2 (выступ-впадина), исполнение 3 (линзовая прокладка).
• Геометрия кольца: наружный диаметр бурта строго соответствует контактной поверхности фланца; допуск на высоту кольца — ±0.5 мм.

Отклонения по толщине стенок и диаметрам отверстий регламентируются классом точности (А или В). Для ответственных узлов применяется класс А с допусками по 8-му квалитету.

Отличия от альтернативных типов фланцев

Свободные фланцы на приварном кольце часто сравнивают с воротниковыми и плоскими. Ключевые различия:

1. Свободные на кольце vs воротниковые (воротник-фланец): Воротниковый фланец имеет конический переход, который приваривается к трубе и воспринимает изгибающие нагрузки. Свободный фланец не фиксируется сваркой, что делает его незаменимым для труб из хрупких или трудносвариваемых материалов (цветные металлы, пластик, стекло).
2. Свободные на кольце vs плоские приварные: Плоский фланец приваривается к трубе двумя швами и не требует кольца. Однако при высоких давлениях (PN > 16) плоские изделия уступают свободным по стойкости к отрыву — кольцо работает как дополнительный армирующий пояс.
3. Свободные на кольце vs резьбовые: Резьбовые соединения (с внутренней резьбой) используются на трубах малого диаметра (до DN 150). Для больших проходов резьба становится нетехнологичной — здесь преимущество свободного фланца на кольце с гладким контактом.

Основная сфера применения — трубопроводы, требующие частой разборки для обслуживания, а также участки с ограниченным доступом для поворота фланца (вращение кольца позволяет подогнать отверстия без демонтажа всей арматуры).

Производственный процесс и контроль качества

Изготовление включает несколько этапов, каждый из которых проходит верификацию:

1. Заготовка металла

Листовой прокат или поковки (для фланцев) и круглый прокат (для колец) проходят входной контроль химического состава с помощью спектрометра. Подтверждение марки стали обязательно — исключается использование некондиционной продукции.

2. Механическая обработка

Фланцы вырезаются методом плазменной резки с последующей токарной обработкой (чистовое точение уплотнительной поверхности). Приварные кольца штампуются или вытачиваются на токарных станках с ЧПУ. Допуски на диаметры выдерживаются в пределах 0.1–0.3 мм в зависимости от DN.

3. Сварка кольца

Кольцо приваривается к трубе ручной дуговой или полуавтоматической сваркой. Перед операцией зачищается зона шва от окалины и масла. После сварки проводится контроль: визуальный (отсутствие трещин, пор, подрезов), капиллярный или ультразвуковой (выявление несплошностей).

4. Испытания

Готовые узлы (фланец + кольцо) испытываются гидравлическим давлением, превышающим номинальное в 1.5–1.6 раз (например, для PN 16 — давление 24 кгс/см²). Утечки не допускаются. Дополнительно проверяется твердость материала (по методу Бринелля или Роквелла).

Каждое изделие маркируется: клеймом указывается условный проход (DN), давление (PN), марка стали, партия и клеймо ОТК. По запросу предоставляются сертификаты соответствия с указанием результатов испытаний.

Заключение: выбор и заказ

Свободные фланцы на приварном кольце — оптимальное решение для трубопроводов из нержавеющих сталей, алюминия, полимеров, а также для линий с частыми разборками. При заказе уточняйте: DN, PN, материал кольца и фланца (возможна комбинация разных марок стали), тип уплотнительной поверхности, класс точности (А или В). Наличие готовых позиций на складе — для DN 15–300 из Ст20 и 09Г2С — уточняется в отделе продаж. Изготовление нестандартных размеров (свыше DN 400, давление PN 40 и выше) — под заказ сроками от 15 рабочих дней.

Добавлено: 24.04.2026