Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Прокладка фланцевого соединения — уплотнительный элемент, обеспечивающий герметичность стыка между двумя фланцами в трубопроводной арматуре и трубопроводах. От правильного выбора материала и типа прокладки зависит работоспособность всей системы при заданных параметрах температуры, давления и транспортируемой среды. Ошибка при подборе ведёт к утечкам, разрушению уплотнения и аварийным ситуациям.
Прокладка фланцевая — это деталь кольцеобразной формы, размещаемая между уплотнительными поверхностями двух фланцев и обжимаемая болтовым соединением. Под нагрузкой затяжки материал прокладки деформируется, заполняя микронеровности поверхностей, и создаёт непроницаемый барьер для транспортируемой среды.
Требования к плоским эластичным прокладкам из паронита, резины и фторопласта для фланцев арматуры и трубопроводов регламентированы в России действующим стандартом ГОСТ 15180-86 «Прокладки плоские эластичные. Основные параметры и размеры». Материал прокладок из паронита регулируется ГОСТ 481-80. Размеры и типы присоединительных фланцев определяются стандартами ГОСТ 33259-2015 и ГОСТ 12815-80. На международном уровне применяются EN 1514-1 (для плоских неметаллических прокладок к фланцам серии PN по EN 1092-1) и ASME B16.20 (для металлических прокладок к фланцам по ASME B16.5).
Ключевые параметры при выборе прокладки: номинальный диаметр DN, номинальное давление PN, температура среды, химический состав среды и тип уплотнительной поверхности фланца (плоская, «шип-паз», «выступ-впадина», кольцевая канавка RTJ).
Классификация прокладок выстраивается по конструктивному исполнению и применяемому материалу. Каждый тип рассчитан на определённый диапазон рабочих параметров.
Изготавливаются из листового уплотнительного материала методом вырубки или вырезки. Устанавливаются в соединениях с плоской уплотнительной поверхностью или поверхностью типа «выступ-впадина», «шип-паз». Шероховатость уплотнительных поверхностей фланца для мягких прокладок должна составлять Ra от 5 до 10 мкм в соответствии с примечанием к ГОСТ 15180-86 — концентрические риски от токарной обработки фиксируют материал и препятствуют его радиальному выдавливанию. Поверхности с Ra менее 5 мкм не рекомендуются: паронит и ТРГ не удерживаются на полированном фланце.
Конструкция представляет собой металлическую V-образную ленту толщиной 0,15–0,23 мм и мягкий наполнитель (терморасширенный графит или ПТФЭ), навитые поочерёдно в спираль. Наружное центрирующее кольцо и внутреннее ограничительное кольцо из углеродистой или нержавеющей стали обеспечивают центровку и контролируемое обжатие. Рабочая температура — от криогенной до +650 °C с графитовым наполнителем; рабочее давление — до 42 МПа и выше в зависимости от конструкции. Регламентированы стандартами EN 1514-2, ASME B16.20 и российским ГОСТ Р 52376-2005. Применяются в энергетике, нефтехимии, паровых системах высокого давления.
Прокладки овального или восьмиугольного поперечного сечения из мягкого металла (мягкая сталь, нержавеющая сталь 316, сплав Inconel). Устанавливаются в кольцевую канавку фланца. Уплотнение достигается за счёт пластической деформации металла прокладки, более мягкого по Бринеллю, чем материал фланца: разность твёрдости должна быть не менее 50 единиц HB. Рабочие параметры: для фланцев ASME B16.5 Class 900–2500 — давление до ~42 МПа (Class 2500, Group 1.1 при 38 °C); для устьевых фланцев высокого давления по API 6A / ISO 10423 — до 103 МПа (15 000 psi). Температура — до +650 °C для нержавеющих сталей, до +700 °C для сплавов на основе никеля (Inconel). Стандарт размеров: ASME B16.20. Используются в нефтегазовой промышленности и на паровых установках высокого давления.
Подбор уплотнения начинают с определения трёх ключевых параметров: химического состава транспортируемой среды, максимальной рабочей температуры и номинального давления PN по ГОСТ 33259-2015 или класса давления по ASME B16.5.
При выборе прокладки для фланцев с уплотнительной поверхностью типа «шип-паз» или «выступ-впадина» допускается применение более мягких материалов с меньшим удельным давлением обжатия. Для плоских фланцев исполнения 1 по ГОСТ 12815-80 и ASME B16.5 (Raised Face) используют материалы с повышенным коэффициентом m — коэффициентом обжатия прокладки в рабочих условиях.
Герметичность фланцевого соединения обеспечивается удельным давлением обжатия прокладки, которое создаётся осевым усилием болтов. Недостаточный момент затяжки приводит к утечкам; избыточный — к раздавливанию мягкой прокладки или повреждению уплотнительной поверхности фланца.
Момент затяжки одного болта определяется по формуле:
M = k × d × F
где: M — момент затяжки, Н·м; k — коэффициент закручивания (для резьбы, смазанной графитово-масляной пастой — 0,13–0,15; для сухой незащищённой резьбы — 0,17–0,20); d — номинальный диаметр болта (шпильки), м; F — осевое усилие на один болт, Н.
Суммарное осевое усилие болтовой группы определяется из двух условий: обеспечения минимального удельного давления обжатия прокладки qmin при монтаже и сохранения герметичности в рабочих условиях с учётом давления среды на прокладку. Нормативные значения коэффициентов прокладки m и qmin приведены в ГОСТ Р 52857.4-2007 (расчёт фланцевых соединений по ГОСТ), а также в EN 13445-3 Annex G (метод EN) и ASME Boiler and Pressure Vessel Code, Section VIII Div.1, Appendix 2 (метод ASME).
Для паронита ПОН-Б толщиной 2 мм в соединении типа «шип-паз» (исполнение В по ГОСТ 15180-86) при DN 100 PN 16 наружный диаметр прокладки составляет 128 мм, внутренний — 108 мм, площадь контакта — около 37 см². Минимальное удельное давление обжатия qmin = 20 МПа. Суммарное осевое усилие затяжки — не менее 74 кН. На 8 шпилек М20 (k = 0,15, графитово-масляная паста) усилие на одну шпильку F = 74 000 / 8 = 9 250 Н; момент затяжки:
M = 0,15 × 0,020 × 9 250 = 27,8 Н·м ≈ 28 Н·м
Точный расчёт выполняется в соответствии с ГОСТ Р 52857.4-2007 или EN 13445-3 Annex G с учётом дополнительного усилия от внутреннего давления среды в рабочих условиях.
Правильная идентификация применимого стандарта обязательна для обеспечения взаимозаменяемости и безопасности соединения.
Важно: стандарты EN и ASME имеют различные размерные ряды. Прокладка по EN 1514-1 не является взаимозаменяемой с прокладкой по ASME B16.20 для фланцев того же номинального диаметра — наружный и внутренний диаметры прокладок различаются. Применение прокладки не того стандарта ведёт к неполному перекрытию уплотнительной поверхности или выдавливанию в проходное сечение.
Прокладка фланцевого соединения — критически важный элемент, от которого зависит герметичность и безопасность трубопроводной системы. Основные критерии выбора: температура, давление и химический состав среды. Паронит ПОН-Б (ГОСТ 481-80) остаётся универсальным решением при давлении до 6,4 МПа для пара и воды; ТРГ и спирально-навитые прокладки незаменимы в высокотемпературных и высоконагруженных системах; ПТФЭ применяется в агрессивных химических средах при температуре до +260 °C; кольцевые прокладки RTJ обеспечивают герметичность при высоких давлениях по ASME B16.5 и API 6A. Размеры и исполнение прокладок должны строго соответствовать применяемому фланцевому стандарту: ГОСТ 15180-86, EN 1514 или ASME B16.20. Расчёт момента затяжки по ГОСТ Р 52857.4-2007 или EN 13445-3 Annex G завершает обеспечение надёжного уплотнения на весь срок службы соединения.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.