Есть аксиома: надежность системы определяется надежностью самого слабого ее звена. Применительно к трубопроводам это означает, что их стабильность и долговечность напрямую зависят от качества соединения отдельных сегментов. Современный способ герметичной стыковки труб — фланцы из криогенной стали от ООО «НПК «ОборонМетХим».
Фланец — металлическая деталь в форме квадрата или кольца с равноудаленными друг от друга сквозными отверстиями для шпилек или болтов. Фланцевое соединение — самый популярный способ монтажа стальных промышленных трубопроводов. В качестве материала производители обычно используют нержавеющую, низкоуглеродистую, легированную сталь, ковкий и серый чугун, реже — латунь, бронзу, титан, алюминий и полипропилен. Для оснащения магистралей и устройств, предназначенных для работы с агрессивными средами, изготовляют фланцы из криогенной стали.
Больше материалов о металле, сырье и оборудовании
Просьба поставить отметку «Нравится» и подписаться на канал ООО «НПК «ОборонМетХим». Стараясь интересно рассказать о собственном производстве и поставках, мы всегда рады вашим оценкам и обратной связи!
Преимущества фланцев из криогенной стали
Транспортировка большей части газов и жидкостей не требует от труб особой устойчивости к низким температурам. К примеру, холодная вода, поступающая к нам в дома, и в лютый мороз не остывает ниже +2–5 °C, а почва на уровне трёх метров под поверхностью — ниже +5-7 °C. Но если речь идет о перекачивании действительно ледяных субстанций (допустим, жидкого азота), трубы и соединительные элементы обязаны выдерживать -196 °C. Такие металлоконструкции делают из криогенных сталей, рассчитанных на эксплуатацию при температуре от -183 °C (точка кипения кислорода) до -269 °C (жидкий гелий). Эти сплавы успешно сопротивляются хрупкому разрушению в экстремальных температурных условиях, сохраняя вязкость и пластичность. Интересно, что их износостойкость и прочность, достаточные при нормальных показаниях термометра, по мере охлаждения только возрастают.
Из криогенных сталей изготовляют цистерны для хранения сжиженных газов, установки для их получения, технологическую оснастку криогенной техники, трубопроводы для жидких углеводородов (нефтегазоконденсатные смеси, пропан, изобутан, этилен, пропилен, углекислый газ). Наконец, это популярный материал под устройства для управления потоками среды и соединительные детали — например, фланцы и фланцевые заглушки AISI 316L. Сюда же относят запорно-регулирующую, смесительную, предохранительную арматуру, задвижки, вентили. С помощью фланцев соединяют прямые участки трубопроводов, запорные элементы и фитинги; этим же способом транспортировочные сети подключают к насосам, емкостям и промышленному оборудованию.
Конструкции фланца из криогенной нержавейки
НЕМНОГО ИСТОРИИ: над созданием первого в мире фланца трудился один-единственный человек — немецкий инженер Энгельберт Хавле. Мир сотрясала Вторая мировая война, а изобретатель упорно трудился в своей маленькой мастерской. Наконец, в 1948-м промышленность Германии обогатилась новым соединительным элементом для труб — «самоуплотняющимся фланцем» из серого чугуна. А через два десятилетия компания Hawle стала крупным производителем трубопроводной арматуры, задвижек и фитингов, фланцев и фланцевых заглушек.
По способу монтажа различают фланцы из криогенной стали свободные, воротниковые и плоские приварные. Свободный фланец состоит из двух элементов — это диск с центральным отверстием для потока рабочей среды и равномерно распределенными по окружности отверстиями для крепежа, плюс приварное кольцо. Диск надевают на трубу и фиксируют с помощью шпилек или болтов, а кольцо присоединяют к нему газо- или электросваркой. Диаметр свободных фланцев — от 10 до 500 мм, они рассчитаны на оснащение трубопроводов с давлением от 0,1 до 2,5 мПа. Отсутствие контакта с содержимым гарантирует долговечность изделий и санитарно-биологическую безопасность, а легкость монтажа дает возможность проводить регулярные проверки и профилактические работы.
Воротниковый фланец имеет юбку (воротник) — конусную втулку вокруг осевого отверстия: такая «одежка» позволяет устанавливать деталь на магистрали с рабочим давлением от 0,1 до 20 мПа и температурой в интервале от -253 до 600 °C. Диаметр «юбочных» фланцев — от 15 до 1200 мм. Они спокойно выдерживают вибрацию транспорта и оборудования благодаря равномерному распределению нагрузки, нейтрализующему концентрацию напряжений, могут быть демонтированы и установлены снова.
Плоский фланец из криогенной стали — самый простой тип, это стальное кольцо с крепежными отверстиями. Он предназначен для соединения труб и сосудов диаметром до 4000 мм, рабочее давление — до 2,5 мПа, температура от -70 до +300 °C. Диск чуть большего, чем труба, диаметра, надевают внахлест и фиксируют двойным сварным швом. Приварные фланцы хороши компактными размерами и тем, что с их помощью можно соединять не только отрезки труб, но и фитинги, а также детали на труднодоступных участках. Все виды фланцев, поставляемые ООО «НПК «ОборонМетХим», соответствуют актуальному ГОСТ 33259-2015.
Состав и классификация криогенных сталей для фланцев и фланцевых задвижек
Чаще всего в состав криогенных сталей входит аустенит — твердый раствор углерода (до 2,14 %) и легирующих элементов (никель, азот, хром, марганец, молибден). Аустенитный сплав характеризуется высокой коррозионной стойкостью в разных средах, пластичностью, хорошей свариваемостью, податливостью жесткому деформированию.
Прелюдией к созданию аустенитной стали было открытие залежей хрома, которое совершил французский химик Луи Николя Воклен в 1797 году. Изучая полезные ископаемые Сибири, он обнаружил новый металл и в ходе экспериментов установил, что при положительной температуре он абсолютно влагостоек, а в охлажденном виде выдерживает даже контакт с азотной кислотой и царской водкой. Больше века прошло до того, как британский металлург Гарри Брирли догадался вводить хром в стальной сплав; это случилось в 1915-м. Одновременно с ним германские ученые Эдуард Маурер и Бенно Штраус разработали рецепт кислотостойкой аустенитной стали, обогащенной 18 % хрома, 8 % никеля и 2 % молибдена.
Космическая гонка мировых держав, стартовавшая в начале 1950-х, потребовала новых материалов для постройки спутников и кораблей, способных выдержать экстремальное охлаждение, инертных к агрессивным веществам и неподверженных намагничиванию. Так появилась криогенная сталь.
Аустенитные криогенные стали — самые востребованные для фланцев и фланцевых заглушек — делят на три класса. Хромоникелевые — 2Х18Н10Т, 08Х18Н10Т, их модификации и зарубежные аналоги — применяются на производстве мощных крупногабаритных установок для синтеза сжиженных газов. Еще один важный класс по химическому составу — хромомарганцевые. Сюда относятся 03X20H16АГ6 (изготовление емкостей и резервуаров большой вместимости для хранения субстанций с температурой от +20 до -269 °C ), 07Х21Г7АН5 (для шпинделей, подвесок, легко свинчиваемых резьбовых соединений и фланцев), 10X14Г14H4Т (для сварного оборудования, печной арматуры, криогенной техники), 012X13AГ14Д (холодильники, баки стиральных машин, медицинское оборудование ). Также выделяют сложнолегированные сплавы повышенной прочности (07X21Г7AН5 и 03X20Н16AГ6) — для крупных толстостенных резервуаров и штампосварных изделий, в том числе фланцев.
Область применения фланцев из криогенной коррозионно-стойкой стали:
- создание ледостойких сооружений (мосты, пирсы, причалы на побережье северных рек и заполярных морей);
- судостроение (ввиду химической инертности детали из криогенной стали долго сохраняют исходную структуру не только в пресной, но и в соленой воде);
- энергетика — для соединения магистралей и резервуаров, предназначенных для жидких газов (кислорода, азота, фтора, метана, водорода, аргона и других);
- пищевая промышленность — изготовление трубопроводов и агрегатов для перекачки и хранения уксусной, лимонной, яблочной, винной кислоты, молочных продуктов, соков);
- фармацевтика;
- аэрокосмическая отрасль (оснащение систем летательных аппаратов и стартовых площадок для запуска кораблей);
- фундаментальная и прикладная наука — производство криогенных емкостей, суперпроводящих магнитов и другого лабораторного оборудования.
Где заказать фланцы из криогенной стали по выгодной цене
Приобрести криогенные фланцы и фланцевые заглушки, а также стальные регуляторы давления, индикаторы коррозии, рукавные соединения и прочую трубопроводную арматуру оптом можно в компании ООО «НПК «ОборонМетХим». Все детали оборачиваются в воздушно-пупырчатую пленку и пакуются в жесткие ящики, что гарантирует стопроцентную сохранность при перевозке даже из Екатеринбурга в Находку. Всегда рады ответить на ваши вопросы и принять заказ.
Поздравляем с наступающим 2024-м годом! Пусть вам сопутствует удача в любом деле, желаем крепкого здоровья, самых приятных сюрпризов и радостных впечатлений!