Фланец плоский: когда простота обманчива 

Вот скажу сразу — многие думают, что плоский фланец, он и в Африке фланец. Бери любой, главное, чтобы отверстия совпали и давление по паспорту подходило. А потом удивляются, почему на холодной воде стоит годами, а на паре в котельной через полгода пошли течи по плоскости. Тут вся соль не в названии, а в деталях, которые в глаза не бросаются. И опыт, за который иногда приходится платить — в прямом смысле.

Основное заблуждение: ?Плоский — значит, простой?

Самая частая ошибка — считать, что раз фланец плоский приварной (тот самый ГОСТ 12820-80 или его современные аналоги), то и монтаж его примитивен. Приварил к трубе встык — и всё. Но здесь ключевой момент — эта самая приварка. Если варить ?как получится?, без зазора или с перегревом, внутренние напряжения деформируют ту самую рабочую плоскость. Она перестанет быть плоской, появится микропрогиб.

Визуально на глаз не видно, щупом 0.05 мм не всегда поймаешь. Но когда ставишь второй ответный фланец, болты затягиваешь — кажется, всё нормально. А под давлением, особенно при тепловых расширениях, эта микронная неплотность даёт о себе знать. Уплотнение (паронит, фторопласт) начинает тереть, изнашиваться неравномерно. У нас на одном объекте по замене таких фланцев на паропроводе низкого давления пришлось выезжать дважды, пока не допёрли, что дело не в прокладках, а в геометрии самого фланца после сварки.

Отсюда вывод, который теперь кажется очевидным: плоский фланец требует к себе не меньше, а иногда и больше внимания при монтаже, чем, скажем, воротниковый. Потому что у воротникового (ГОСТ 12821-80) есть эта самая юбка, которая отводит сварочные напряжения от зоны уплотнения. А у плоского — вся нагрузка от сварки ложится прямо на тело, на ту самую рабочую поверхность.

Материал: не только сталь 3

Второй момент — материал. Все привыкли к ст3, 09г2с. Это хлеб насущный. Но вот, например, для агрессивных сред, тех же щелочных растворов на химводоочистке, или для пищевых производств, где нужна стойкость к частым мойкам — тут уже нержавейка. И здесь есть нюанс с фланец плоский из нержавеющей стали.

Если взять обычную 12х18н10т (аи-321), то при сварке с углеродистой трубой (что часто бывает) возникает проблема разнородных металлов. Тепловое расширение разное, могут пойти трещины по шву. Нужны переходные элементы или сразу фланец из комбинированного материала — стальная основа с наплавленным нержавеющим слоем на уплотнительной поверхности. Но это уже совсем другая цена. Мы как-то пытались сэкономить, поставив цельнометаллические нержавеющие фланцы на углеродистые трубопроводы с горячей водой — через год по швам пошла коррозия. Сэкономили копейки, потеряли тысячи на переделке.

Кстати, о поставщиках. Когда нужен не просто кусок металла с дырками, а гарантированное качество по химсоставу и механике, ищешь проверенных. Вот, например, у ООО Баотоу Синцин Материалы (zhutiedaquan.ru) в ассортименте, как я смотрел, не только трубы и фитинги из ковкого чугуна, но и стальной трубопроводный сортамент. Для крупного опта, когда нужно укомплектовать объект однородным материалом от одного поставщика — это хороший вариант. Важно, чтобы были все сертификаты, особенно на ответственные узлы. Потому что фланец плоский — это не просто крепёж, это элемент безопасности.

Прокладка и момент затяжки

Самое интересное начинается после того, как фланцы приварены правильно. Подбор прокладки. Многие до сих пор режут паронит по старинке, ?на глазок?, оставляя неровные края. А это готовый путь к протечке. Паронит должен быть вырезан точно по размеру, без заусенцев, лучше — готовое фабричное изделие. Для высоких давлений — спирально-навитые прокладки или линзовые.

Но даже с идеальной прокладкой можно всё испортить затяжкой. Затягивать болты крест-накрест — это азбука. Но с каким моментом? Если недотянуть — потечёт. Если перетянуть — можно сорвать шпильку или, что хуже, ?повести? сам фланец, создать те самые внутренние напряжения, которые позже разорвут шов. У нас был случай на дымовой трубе — фланцевое соединение на отводе. Монтажники затянули динамометрическими ключами, но по старой таблице моментов, не учитывая температурный режим работы (выхлопные газы ~250°C). При прогреве металл расширился, затяжка ослабла, но неравномерно. В итоге прокладку вырвало. Хорошо, что заметили быстро.

Теперь всегда инсистирую на том, чтобы момент затяжки считали именно под рабочие условия, а не под монтажные. И чтобы был контрольный проход после первых пуско-наладочных циклов — подтяжка ?по горячему?. Это часто спасает ситуацию.

Когда плоский фланец — не лучший выбор

Есть ситуации, где от плоского фланца лучше отказаться сразу, чтобы не мучиться. Высокие давления (условное давление Ру 100 и выше) и температуры — это явная зона для воротниковых фланцев. Вибрационные линии — например, от насосов. Плоское соединение под вибрацией быстрее ?расслабляется?, нужны либо контргайки, либо стопорение, что усложняет конструкцию.

Ещё один момент — частый демонтаж/монтаж. Если узел нужно разбирать для чистки, ревизии (скажем, на фильтрах), каждый раз при откручивании есть риск повредить приварной шов плоского фланца. Здесь иногда лучше рассмотреть свободный фланец на приварном кольце (ГОСТ 12822-80). Да, дороже, но для ремонтопригодности — идеально. Кольцо приваривается к трубе один раз, а сам фланец остаётся свободным. Менял уплотнение, затянул — и всё.

Мы однажды на линии рециркуляции сделали всё на плоских фланцах для экономии. Агрегат требовал ежеквартальной промывки. Через два года половину соединений пришлось переваривать — швы пошли трещинами от постоянных циклов затяжки-разтяжки. Сэкономили на железе, потратились на работе.

Вместо заключения: взгляд на склад

Заканчивая эти заметки, смотрю на складскую спецификацию. Вижу строку: ?Фланец плоский 15-100 Ру16 ст20?. И уже автоматически в голове раскладываю: для воды — подойдёт, для пара до 6 атм — с осторожностью, нужен контроль сварки, для щелочи — нет, нужна нержавейка. Вижу ?ковкий чугун? — думаю о фитингах для внутрицеховых сетей, где нет вибрации. Это уже опыт, который не в ГОСТах прописан, а в конкретных ситуациях, иногда неудачных.

Главное, что понял за годы — нет неважных деталей. Даже такой простой, на первый взгляд, элемент как плоский приварной фланец, — это узел ответственности. От его правильного выбора, монтажа и обслуживания зависит, будет ли система работать или станет головной болью для эксплуатации. И когда выбираешь поставщика, будь то для крупного проекта или для текущих нужд, как та же компания ООО Баотоу Синцин Материалы, важно понимать, что ты покупаешь не просто ?железку?, а гарантию того, что этот узел свою функцию выполнит. Без сюрпризов. А в нашей работе сюрпризы — это обычно лишние затраты и авралы.