Фланцы с кольцевой канавкой — это высоконапорные фланцы, обеспечивающие герметизацию за счет кольцевой канавки. Их уплотняющая поверхность имеет форму кольцевой выемки и используется с металлическими кольцевыми прокладками (например, восьмиугольными или эллиптическими). Они подходят для работы в жестких условиях, таких как высокие температуры, высокое давление, а также легковоспламеняющиеся и взрывоопасные среды. Ниже приводится описание конструкции, характеристик и областей применения фланцев с кольцевой канавкой:

Конструктивные особенности и принцип герметизации

1. Конструкция уплотняющей поверхности

Кольцевая канавка: на уплотняющей поверхности фланца выполняется кольцевая канавка трапециевидного сечения (поверхность RJ). Глубина канавки обычно составляет 6-12 мм, а ширина регулируется в зависимости от уровня давления и диаметра (например, для DN100, Class 900 ширина канавки составляет около 16 мм).

Подбор прокладки: используются металлические восьмиугольные или эллиптические прокладки (из низкоуглеродистой стали, нержавеющей стали, сплава Монель и т. д.). При установке прокладка зажимается болтами, в результате чего она вдавливается в канавку и деформируется, образуя металлический контакт и обеспечивая герметизацию. Давление уплотнения может достигать более 100 МПа.

2. Конструкция фланца

Обычно сочетается с приварными фланцами с воротником (WNRF) или цельными фланцами (IF). Конструкция воротника достаточно толстая, чтобы выдерживать изгибающие и осевые нагрузки при высоком давлении, предотвращая деформацию фланца и, как следствие, нарушение герметичности.

Основные материалы и технология производства

1. Используемые материалы

Корпус фланца:

Углеродистая сталь: A105, WCB (для Class 150-Class 600, температура ≤425℃);

Легированная сталь: F11, F22 (высокотемпературная и высоконапорная, для паропроводов, установок гидрогенизации, температура ≤540℃);

Нержавеющая сталь: 316L, 347 (коррозионностойкая, для химической промышленности, морской воды);

Специальные сплавы: сплав Хастеллой C-276, титановый сплав (высококоррозионностойкие, для концентрированной азотной кислоты, влажного хлора и т. д.).

Материал прокладки: должен быть совместим со средой, обычно используется нержавеющая сталь 304, 316 или мягкая сталь (для некоррозионных сред).

2. Технология производства

В основном используется ковка (DN≤600) для обеспечения плотности материала; для больших диаметров (DN＞600) может использоваться литье из стали + механическая обработка. Поверхность канавки должна обрабатываться на станках с ЧПУ или расточных станках с шероховатостью Ra≤3,2 мкм для обеспечения плотного прилегания прокладки.

Преимущества

Высокая герметичность: конструкция с жестким металлическим уплотнением подходит для высоких давлений (до Class 2500, около 42 МПа), вакуумных систем или агрессивных сред (например, фосген, жидкий аммиак) с очень низким уровнем утечки.

Устойчивость к неблагоприятным условиям: выдерживает высокие температуры (до 650℃), вибрации (например, трубопроводы на входе и выходе компрессора). Прокладки не подвержены старению (в отличие от резиновых прокладок), что обеспечивает длительный срок службы.

Многоразовое использование: в некоторых условиях (например, при небольших колебаниях давления) металлические прокладки могут использоваться повторно, но необходимо проверить состояние поверхности канавки и прокладки на наличие повреждений.

Области применения

Ветроэнергетика	Судостроение	Машиностроение
Атомная энергетика	Нефтегазовая промышленность	Химическая промышленность