
Тот самый случай, когда цифры в маркировке значат больше, чем кажется. Если брать фланец ду50 – половина проблем монтажников начинается с непонимания, почему старый ГОСТ 12820-80 до сих пор кочует по спецификациям, а новый гост упорно игнорируют. На деле разница не в 'бумажке', а в толщине стенки под давление 10 МПа – у нового стандарта привалочная поверхность выдерживает перекосы, которые старый просто не компенсирует.
В 2017 году на ТЭЦ-9 в Красноярске пришлось экстренно менять партию фланцев после тестов на циклическую нагрузку. Старые образцы дали трещины по периметру отверстий под шпильки – как раз там, где гост 33259 требует усиления зоны перехода от ступицы к диску. Металлографка показала: в старом ГОСТе не учтена усталостная прочность при вибрациях от насосного оборудования.
Коллеги с 'Уралмаша' как-то поделились казусом: закупили фланцы по ТУ вместо ГОСТа для буровых установок. Через месяц эксплуатации в условиях Арктики болтовые соединения разболтались – оказалось, в технических условиях допуск параллельности поверхностей был увеличен 'для удешевления'. При -50°C прокладки из паронита просто выдавило.
Сейчас мы в ООО ЛАЗУРНОЕ МОРЕ всегда требуем от производителей протоколы испытаний именно по п.4.2.3 ГОСТ 33259 – там проверка на стойкость к знакопеременным нагрузкам. Для горнодобывающих конвейеров это критично: ленточные транспортеры в шахтах создают переменные крутящие моменты.
Казалось бы, самый ходовой типоразмер. Но именно на ду50 чаще всего экономят, занижая высоту ступицы на 2-3 мм. В прошлом году для угольного разреза в Кемерово пришлось возвращать партию – при сборке трубопроводов для гидротранспорта ступица не обеспечивала достаточного плеча для затяжки.
Еще один момент – радиус закругления перехода от ступицы к диску. В вибронагруженных системах (например, компрессорные станции) слишком острый переход становится концентратором напряжений. Мы в таких случаях заказываем фланцы с увеличенным радиусом R12 вместо стандартных R8 – но это уже индивидуальное производство.
На сайте azure-sea.ru мы специально разместили сравнительные таблицы по разным исполнениям – чтобы инженеры видели не только цену, но и запас прочности. Для энергетиков особенно важно исполнение 3 с шипом-пазом – там герметичность при тепловых расширениях в разы выше.
Идеальный фланец может дать течь, если болты не соответствуют нагрузке. Для фланец ду50 гост 33259 мы рекомендуем класс прочности 8.8 – но многие продолжают ставить 5.6, экономя копейки. Результат – постоянные подтяжки соединений на трубопроводах горячей воды.
С прокладками еще интереснее: для химических производств стандартные паронитовые не подходят – нужны тефлоновые или графитовые. Но их толщина уже требует пересчета затяжки болтов. Как-то раз на объекте в Тобольске пришлось экстренно искать динамометрические ключи – потому что монтажники затянули соединение с тефлоновой прокладкой как с паронитовой.
В нашей компании для таких случаев формируют комплекты – фланец + болты + прокладка + моменты затяжки. Особенно для ответственных объектов типа компрессорных станций Газпрома.
Настоящий гост должен иметь не только штамп с типоразмером, но и клеймо термической обработки. В прошлом месяце вернули поставщику партию – на фланцах не было отметки о нормализации. При проверке твердомером выяснилось: вместо требуемых 140-160 HB некоторые образцы едва дотягивали до 120.
Еще один признак – качество поверхности в зоне под прокладку. После механической обработки должны быть видны следы обработки с направлением, перпендикулярным уплотнению. Если поверхность полированная – вероятно, снят упрочненный слой.
Мы сейчас работаем только с заводами, которые предоставляют акты испытаний по всем пунктам ГОСТа. Как показала практика, экономия в 10-15% при покупке 'аналогичных' фланцев оборачивается затратами на ремонт втрое дороже.
Для горнодобывающей промышленности важна стойкость к абразивному износу – особенно для пульпопроводов. Стандартные фланцы из Ст20 быстро изнашиваются, приходится использовать с наплавкой из твердых сплавов. Но здесь важно соблюсти баланс – слишком твердый наплавленный слой приводит к трещинам при ударных нагрузках.
В энергетике другой нюанс – работа в режиме термоциклирования. Для фланец ду50 на паропроводах мы рекомендуем сталь 09Г2С – у нее лучше сопротивление ползучести при длительном нагреве. Особенно для блоков СКД – там температуры до 540°С.
Строительная отрасль чаще всего сталкивается с проблемами при монтаже – особенно когда фланцы используются в узлах крепления бетононасосов. Вибрация от поршневой группы быстро разбалтывает соединение, если не предусмотреть дополнительные стопорные пластины. Мы для таких случаев разработали модификацию с шестью отверстиями вместо стандартных четырех.
Первое – никогда не затягивайте болты по кругу. Правильная схема – крест-накрест, в три приема: сначала 30% момента, потом 70%, затем полный. И обязательно повторная подтяжка после 24 часов работы – многие этим пренебрегают, а потом удивляются течам.
Второе – всегда проверяйте соосность перед соединением. Максимальное смещение не должно превышать 0,5 мм для ду50. Лучше потратить лишний час на юстировку, чем потом переделывать всю линию.
И третье – не используйте смазку на резьбе без расчета момента затяжки. Смазанные болты создают на 15-20% большее усилие при том же моменте ключа. Как-то на нефтепроводе в ХМАО сорвали шпильки именно по этой причине.
Сейчас многие переходят на приварные встык соединения – но для ремонтных работ фланцы остаются незаменимы. Хотя в Европе уже активно внедряют системы типа VAT с металлическими самозатирающимися прокладками – но у нас такие решения пока дороги для массового применения.
Из интересного – начинают появляться фланцы с датчиками контроля затяжки. Встраиваемые пьезоэлементы показывают остаточное усилие в болтах. Для ответственных объектов типа АЭС это может стать стандартом в ближайшие годы.
Мы в ООО ЛАЗУРНОЕ МОРЕ сейчас тестируем фланцы с покрытием из наноструктурированного нитрида титана – для агрессивных сред в химической промышленности. Первые результаты на производстве аммиака в Тольятти показали увеличение срока службы в 1,8 раза.