Фланцы стальные — основной соединительный элемент трубопроводов, предназначенный для герметичного соединения отдельных частей трубопровода разного давления. Способность обеспечивать высокую степень герметизации соединения, незначительный вес, простота изготовления и монтажа, при одновременно невысокой цене готового изделия позволяют фланцевому типу соединения оставаться наиболее распространенным и основным элементом сборки, монтажа трубопроводов и присоединения трубопроводной арматуры.
По конструктивному исполнению стандартный фланец представляет собой плоский стальной диск или кольцо с равноудаленными друг от друга одинаковыми по диаметру отверстиями для шпилек или болтов.
Технология изготовления стальных фланцев определяется их потребным типоразмером, серийностью заказа, имеющимся оборудованием и уровнем специализации производства. Фланцы, полученные процессами горячей обработки давлением на специальных металлорежущих станках: ковкой, штамповкой и прокаткой, составляют основную массу представленных на рынке изделий и в наибольшей мере могут отвечать требованиям эксплуатационной надежности.
Кованая заготовка, применяемая для производства фланцев, изготавливается из сортового металлопроката обычных «черных» марок стали или сложнолегированных нержавеющих методом горячей штамповки на кузнечном оборудовании. Также фланцы стальные могут быть изготовлены из круга или стального листа.
Различия в геометрической форме готового изделия и способ присоединения к трубопроводу были положены в основу классификации и разделения всего производимого сортамента на три вида:
- фланцы стальные плоские приварные — ГОСТ 12820-80
- фланцы воротниковые — ГОСТ 12821-80;
- фланцы свободные на кольце, закрепленном методом сварки — ГОСТ 12822-80.
Фланцы первого вида используются в качестве соединительного элемента для стыковки трубопровода с запорной арматурой, деталей трубопровода с оборудованием, а также для соединения различных участков трубопровода между собой. Способ крепления к трубе выбирается в зависимости от условий эксплуатации и может быть выполнен в виде резьбового или сварного соединения. В последнем случае фланец «надевается» на трубу и приваривается двумя сварными швами по её окружности. Такие фланцы способны выдерживать давление от 0,1 до 2,5 МПа и температурные режимы от −75 до +450°C.
Фланцы воротниковые предназначены для надежного присоединения трубопроводов высокого давления к запорной арматуре, соединительным частям машин, приборов, патрубков, аппаратов и резервуаров, рассчитанных на условное давление от 0,1 до 20,0 МПа и температуру среды от −253°С до +600°С. Основу преимущественных отличий данного вида фланцев от плоских составил способ крепления встык, обеспечивающий достижение требуемых показателей прочности и герметичности при одном соединительном шве, что является наиболее удобным и экономически выгодным.
Приварные плоские и «воротниковые» фланцы являются одними наиболее часто используемых деталей в конструкциях трубопроводов, арматуры, аппаратов, резервуаров и машин нефтегазового и водораспределительного машиностроения.
Наиболее характерным отличием стального свободного фланца на приварном кольце является двусоставная конструкция, состоящая из фланца и кольца равного условного диаметра. Такие фланцы отличаются по сравнению с вышеперечисленными удобством монтажа, так как к трубе приваривается только кольцо, а сам фланец остается свободным, что обеспечивает легкую стыковку болтовых отверстий свободного фланца с болтовыми отверстиями фланца арматуры или оборудования без поворота трубы.