Стандарт ASME B16.47 регламентирует фланцы большого диаметра (26" до 60") для трубопроводов с высокими давлениями и температурами. Фланцы представлены двумя сериями: Series A и Series B, не являющимися взаимозаменяемыми из-за значительных отличий.
Разберем, в чем разница между фланцами Series A и Series B, для каких условий предназначен каждый из них и типичные ошибки при выборе.
Что собой представляют фланцы ASME B16.47
ASME B16.47 – это стандартная спецификация, которая охватывает фланцы большого диаметра для промышленных трубопроводов, выполненных из литой или кованой стали и предназначенных для работы под давлением от Class 75 до Class 900 в нефтегазовой, нефтехимической промышленности и энергетике, где от компонентой соединений требуется надежность и долговечность в условиях высоких давлений и температур.
Большеразмерные стальные фланцы представлены в двух вариантах исполнения:
- воротниковый;
- глухой (заглушка).
Ограниченный выбор объясняется тем, что фланцы других типов не способны обеспечить достаточную прочность соединений больших диаметров под высокой нагрузкой.
Фланцы ASME B16.47 Series A
Особенности
Фланцы Series A отличаются массивной конструкцией за счет увеличенной толщины, которая обеспечивает:
- повышенную стойкость к изгибающим, циклическим, вибрационным нагрузкам;
- стойкость к давлениям до 2850 psi (≈196 бар) и температурам до 593°C (для материалов группы 2.1, например, ASTM A694 F60);
- способность к распределению напряжений (воротниковые) благодаря благодаря конусовидной горловине.
Ограничения:
- высокая стоимость в силу большой металлоемкости;
- сложный монтаж из-за габаритов и требований к точности сварки встык (для воротниковых);
- большой вес – может потребоваться усиленная опора трубопровода.
Применение
Большеразмерные фланцы серии A используются для строительства магистральных нефтепроводов, паропроводов, линий подачи рабочих сред высоких температур и давлений в химической промышленности, трубопроводов тепловых и атомных электростанций.
При транспортировке среды температуры 300 °C под давлением 200 бар фланцы Series A – безальтернативное решение, поскольку фланец Series B не обладает достаточной стойкостью к деформации и растрескиванию в таких условиях.
Фланцы ASME B16.47 Series B
Особенности
Стальной фланец Series B, в отличие от Series A:
- имеет компактную конструкцию и уменьшенный диаметр отверстий под крепеж;
- рассчитан на давление до 740 psi (≈51 бар) и температуры до 538 °C (для углеродистых сталей, например, ASTM A105).
- легче на 15–20%;
- дешевле стоит и проще монтируется;
- имеет больше вариантов исполнения соединительной поверхности (FF, RF, RTJ).
Ограничения:
- не рассчитан на использование в высоконапорных магистралях и работу с высокотемпературными и агрессивными средами;
- в большей степени подвержен деформации при термоциклических нагрузках;
- менее устойчивы к изгибающему моменту.
Применение
Стальные фланцы B ASME B16.47 Подходят для систем водо- и теплоснабжения, общепромышленных трубопроводов, вспомогательных линий с умеренным давлением в нефтегазовой промышленности, вакуумных систем и линий подачи неагрессивных сред в химической промышленности.
Большеразмерный фланец серии B оптимален для проектов, где не требуется повышенная прочность, стойкость к гидроударам и экстремальным нагрузкам: системы с рабочим давлением 6–10 бар и температурой до 100 °C. Однако при риске гидравлических ударов или вибрационных нагрузок рекомендуется дополнительный просчет фланцев Series B на прочность.
Как выбрать фланцы по ASME B16.47
1. Рабочее давление:
- для трубопроводов с давлением до 40 бар вполне подойдут фланцы Series B;
- для более высоких давлений (от 40 бар и выше) нужны фланцы Series A, так как они обеспечат необходимую прочность и долговечность.
2. Температура:
- при температурах до 200 °C можно использовать фланцы Series B, если другие условия не требуют повышенной прочности;
- для температур выше 200 °C и условий высокой термической нагрузки выбирайте Series A.
3. Тип среды:
- в менее агрессивных средах, таких как вода или воздух, фланцы Series B подойдут для большинства проектов;
- для агрессивных химических сред, таких как сероводород (H₂S), углекислота (CO₂), нужно использовать Series A из коррозионностойкой стали.
Типичные ошибки выбора между Series A и Series B
Использование фланцев Series B для высоконагруженных систем. Применение фланцев Series B при строительстве магистральных трубопроводов, работающих под давлением выше 40 бар или температуре более 200 °C, приведет к преждевременному разрушению. И наоборот, применение фланцев Series A для строительства линий с умеренными нагрузками, скажем, водопроводов, где траты на дорогостоящие компоненты нецелесообразны.
Неправильный подбор марки стали. Например, экономия на материале для агрессивных химических сред (использование углеродистой стали вместо нержавеющей), что приведет к ускоренной потере герметичности и разрушению фланцевого соединения.
Европейская металлургическая компания поставляет в Россию все типы импортных фланцев напрямую с заводов-изготовителей. В нашем каталоге представлены фланцы больших размеров ASME B16.47 обеих серий. Напишите нам – специалисты ЕМК быстро помогут с подбором большеразмерных фланцев под конкретные рабочие условия.
Узнайте из следующей статьи, как без рисков и дополнительных затрат выбрать фланец ASME B16.47 номинального диаметра от DN600.