Технические статьи

ГлавнаяТехнические статьиФланцыМеталловедение → Фланцы нержавеющие. Причины и преимущества применения нержавеющих фланцев. Стойкость нержавеющих фланцев к коррозии.

Фланцы нержавеющие. Причины и преимущества применения нержавеющих фланцев. Стойкость нержавеющих фланцев к коррозии.

Нержавеющие фланцы ASME B16.5 различных типов (Stainless steel flanges).

Нержавеющие фланцы ASME B16.5 различных типов (Stainless steel flanges).

Фланцы нержавеющие - эталон качества в соединении узлов трубопроводов. Обладая множеством превосходных характеристик, нержавеющие фланцы великолепно окупаются своей надёжностью.

Дата публикации: 3 июня 2011

Автор: Дроздов М.В., ООО «Инженерный Союз»

Разместите статью о трубопроводах в данном каталоге
Ваша информация на каталоге технических статей

Опасность коррозии - причина применения нержавеющих фланцев

С середины XX века в промышленно развитых странах всё более активно исследовалась проблема сокращения потерь металла от коррозии. Например ещё в 1970-х годах ежегодный убыток от коррозии в Великобритании составлял 1365 миллионов фунтов стерлингов. Убытки от коррозии в промышленно-развитых странах составляют 5…10% от национального дохода.

Активное изучение процессов коррозии и борьбы с ними вылилось в становление новой научной дисциплины с одноимённым названием. Специалисты в области новой дисциплины стали именоваться коррозионистами.

Фланцы разной степени коррозии. Причина применения нержавеющих фланцев.

Рисунок 1. Различные степени коррозии
фланцев - причина применения
фланцев нержавеющих

По оценке Ростехнадзора, основной причиной аварий на трубопроводах в России являются незаконные врезки. Второй по значимости бедой названо коррозионное разрушение труб и соединительных деталей трубопроводов.

В апреле 2011 года Валерий Саркисов, зам. начальника  начальника управления Ростехнадзора, заявил, что в настоящее время износ магистральных трубопроводов составляет более 50%, а срок их эксплуатации — 30…50 лет и более.

Таким образом, уже давно стоит вопрос модернизации трубопроводов и их соединительных элементов с целью уменьшения экономических потерь от коррозии трубопроводов. В этом состоит основная причина применения нержавеющих фланцев.

В начало

Фланцы нержавеющие в свете определений коррозии

Отечественная формулировка коррозии и фланцы нержавеющие

В системе общероссийской стандартизации коррозия металлов определена как разрушение металлов вследствие химического и электрохимического их взаимодействия с коррозионной средой. Поэтому нержавеющий фланец в отечественной терминологии может быть определён как фланец, не подверженный значительному электрохимическому воздействию агрессивной среды.

В начало

Международное определение коррозии и фланцы нержавеющие

В системе международной стандартизации (ISO) понятие коррозии определяется более широко.

Коррозия, согласно ISO, — физико-химическое взаимодействие металла со средой, результате которого изменяются свойства металла с ухудшением его функциональных характеристик, свойства среды или включающей их технической системы.

Такой взгляд на определение фланцев нержавеющих является более обширным, так как принимает во внимание не только характеристики нержавеющего фланца, но и соединяемого с его помощью оборудования или трубы.

В начало

Сопротивление нержавеющих фланцев коррозионному воздействию

Явление коррозии стальных фланцев, с химической точки зрения, является окислительной реакцией для металла. Кинетика процессов окисления материала фланца зависит от свойств среды, содержащей окислитель, и определяет характер процесса коррозии:

  • электрохимический характер процесса — в электролитах;
  • химический — в жидких диэлектриках или в сухих газах при высокой температуре.

По представлениям современной науки, принципиальное различие в том, как должны нержавеющие фланцы сопротивляться химической и электрохимической коррозии, стирается. Фактически оба механизма коррозии фланцев протекают в результате миграции электронов металла. Более того, обнаружено, что электролитическая коррозия не является чисто электрохимическим процессом, её сопровождают химические реакции комплексообразования.

В начало

Применение нержавеющих фланцев

Фланец нержавеющий большого диаметра Ду, приваренный к трубе

Рисунок 2. Фланец
нержавеющий
большого диаметра Ду,
приваренный к трубе.

Нержавеющие фланцы активно эксплуатируются в соединениях отдельных нержавеющих элементов трубопроводов, аппаратуры, резервуаров и другого оборудования, оснащённого ответными нержавеющими фланцами.

Соединительной деталью ответственного трубопровода, работающего с агрессивными внешними и рабочими средами, являются фланцы из нержавейки, которые применяются для монтажа отдельных частей и присоединения различного оборудования к самому трубопроводу. Нержавеющие фланцы выдерживают агрессивные воздействия окружающей среды: перепады температур, повышенную влажность и соленость и т. д.

Традиционно активно эксплуатируются нержавеющие фланцы в нефтегазовой промышленности. Это говорит об обеспечении нержавеющими фланцами строго требуемой в этой отрасли надёжности. Основными достоинствами фланцевых соединений являются, как известно, герметичность и разборность соединения. Нержавеющие фланцы удовлетворяют, кроме того, ещё и дополнительным условиям на химическую стойкость, механические характеристики и теплоустойчивость.

В начало

Стали для нержавеющих фланцев

Чтобы правильно выбрать марку стали для фланцев с учетом применения изделий на определенную рабочую температуру, транспортируемую среду в трубопроводе и условное давление.

Для изготовления коррозионно-стойких фланцев применяется нержавеющая сталь марок, перечисленных ниже.

В начало

Фланцы нержавеющие из хромоникелевых сталей

Фланцы из коррозионно-стойких аустенитных хромоникелевых жаропрочных и теплоустойчивых сталей обладают высокими служебными характеристиками. Эти нержавеющие фланцы наделены хорошими прочностью, пластичностью, великолепной коррозионной стойкостью и хорошей технологичностью:

  • фланцы 08Х18Н10 и титансодержащие 08Х18Н10Т — фланцы нержавеющие жаропрочные
    • зарубежные аналоги сталей 08Х18Н10 и 08Х18Н10Т: AISI 304, AISI 304H, AISI 321, UNS S32100, DIN EN 1.4878, 1.4541, X6CrNiTi18-10, X12CrNiTi18-9, X10CrNiTi18-9 Flanges) ;
  • фланцы  10Х17Н13М2Т — сталь коррозионно-стойкая обыкновенная аустенитного класса, идеально подходящая для приварных фланцев, работающих в средах повышенной агрессивности, предназначенных для длительных сроков службы при 600 °C;
    • фланцы жаропрочные нержавеющие могут изготавливаться из зарубежных аналогов стали 10Х17Н13М2Т: Flanges UNS S31635, AISI 318, 316H, 316Ti, DIN EN X10CrNiMoNb18-12, 1.4583, 1.4571, X10CrNiMoTi18-12, X10CrNiMoTi18-10, X6CrNiMoTi17-12-2;
  • фланцы ст. 10Х17Н13М3Т — теплоустойчивые кислотостойкие нержавеющие фланцы;
    • могут изготавливаться из зарубежных аналогов стали 10Х17Н13М3Т  (UNS S31635, DIN X10CrNiMoTi18-12, 1.4573, GX3CrNiMoCuN24-6-5, AISI 316Ti);
  • фланцы 12Х18Н10Т криогенные для эксплуатации в разбавленных растворах уксусной, фосфорной, азотной кислот, растворах солей и щелочей при температуре от -196 до +600 °С под давлением, фланцы с неограниченной свариваемостью. В агрессивных средах такие кислотостойкие фланцы могут эксплуатироваться до 350 °С. Сталь 12Х18Н10Т является, кроме того, пищевой.
    • зарубежный аналог фланцев 12Х18Н10Т — AISI 321 Flanges;
  • фланцы 06ХН28МДТ являются стойкими против кислот, обладают превосходной свариваемостью;
    • фланцы нержавеющие из кислотостойкого коррозионно-стойкого сплава 06ХН28МДТ могут быть изготовлены также из зарубежных аналогов стали DIN 1.4563, UNS N08028.

Хромоникелевые нержавеющие стали мартенсито-ферритного класса:

  • фланцы 14Х17Н2 (ЭИ268) (мартенсито-ферритного класса), заменитель 20Х17Н2 (мартенситного класса), используется для изготовления фланцев, устойчивых к нитрозным газам и пониженным температурам;

    • зарубежные аналоги фланцев 14Х17Н2 производятся из сталей AISI 431, DIN X20CrNi72, X22CrNi17.

В начало

Нержавеющие фланцы из хромистых сталей

Фланцы из коррозионно-стойких жаропрочных хромистых сталей обладают высокими механическими свойствами и применяются для слабоагрессивных сред и при высоких долгосрочных нагрузках:

  • фланцы 20Х13 мартенситного класса (заменитель 12Х13 мартенсито - ферритного класса) предназначены для жаропрочных фланцев объектов энергетики;

    • зарубежные аналоги фланцев 20Х13: AISI 420, ASTM A 580 420, A 276 420 Flanges.

Как видно из перечисления марок сталей, фланцы нержавеющие изготавливают с легирующей добавкой хрома. Например, стандартная нержавеющая сталь включает около 12…20% хрома. Также в некоторые стали в качестве легирующих элементов для придания нержавеющим фланцам особых характеристик добавляют никель, марганец, титан, ниобий, кобальт, молибден.

В начало

Фланцы нержавеющие — «сплав» преимуществ

Нержавеющие фланцы - залог надежности соединений трубопровода

Рисунок 3. Нержавеющие фланцы —
залог надежности соединений трубопровода

В начало

Популярность нержавеющих фланцев

Благодаря простоте изготовления и столь богатому спектру применения нержавеющая сталь является популярной. Нержавеющие фланцевые заготовки, особенно из стали аустенитного класса, прекрасно подвергаются как обработке давлением, так и обработке резанием. Кроме того, нержавеющие фланцы, особенно из сталей мартенситного и мертенсито-ферритного классов, обладают замечательными механическими свойствами.

Стоимость нержавеющих фланцев и других соединительных деталей трубопроводов выше, чем фланцев из углеродистых сталей, но эта разница в стоимости окупается долговечностью и надёжностью соединений нержавеющими фланцами.

В начало

Низкая металлоёмкость нержавеющих фланцев

Описанные преимущества нержавеющих фланцев обеспечивают низкую металлоёмкость: обладают сложным набором ценных свойств, но при этом не проигрывают в механических свойствах. Это обстоятельство позволяет изготавливать более фланцы небольшого веса без с сохранением запаса прочности.

В начало

Другие преимущества фланцев нержавеющих

Отсутствие коррозии позволяет при необходимости переплавлять нержавеющие фланцы. Это позволяет 1) избежать указанных в начале статьи огромных потерях дорого металла и 2) заботиться об экологии.

В начало

Фланцы нержавеющие — достойные инвестиции в надёжность

OOO «Инженерный Союз» изготавливает и поставляет на российский и зарубежный рынок нержавеющие фланцы высочайшего качества всех основных стандартов и типов. Наша продукция успешно прошла гидроиспытания, испытания механических свойств, а также контроль геометрических размеров, что позволяет нам гарантировать надёжность изделий. На нашем предприятии тщательно осуществляется контроль качества геометрии, химического состава, механических свойств стали, макро- и микроструктуры, проводятся гидравлические испытания.

Таким образом, применение нержавеющих фланцев приносит обширный набор преимуществ, от химической стойкости до рачительного отношения к экологии. Нет никаких сомнений, что «инвестиции» в нержавеющие фланцы принесут свои щедрые «дивиденды» надёжности.

В начало

Список литературы

  1. Свойства сплавов в экстремальном состоянии / Драпкин Б.М., Кононенко В.К., Безъязычный В.Ф... – М.: Машиностроение, 2004. – 256 c. – ISBN 5-217-03240-5.
  2. Технология металлов / П. И. Полухин, Б. Г. Гринберг, В. Т. Жадан, С. К. Кантеник, Д. И. Васильев. – 2-е изд., перераб. и доп.. – М. : Высшая школа, 1966. – 439 c.
  3. Коррозия : Справочник / Под ред. Л. Л. Шрайера; пер. с англ... – М. : Металлургия, 1981. – 632 c.
  4. Фетисов Г. П. Материаловедение и технология металлов / Г.П. Фетисов, М.Г. Карпман, В.М. Матюнин, В.С. Гаврилюк, В.С. Соколов, Н.Х. Соколова, Л.В. Тутатчикова, И.П. Спирихин, В.А. Гольцов.. – М. : Высшая школа, 2001. – 639 c. – ISBN 5-06-003616-2.
  5. Стрижевский И. В. Подземная коррозия и методы защиты.. – М. : Металлургия, 1986. – 112 c.

Получив доступ к данной странице, Вы автоматически принимаете Пользовательское соглашение.

Рейтинг@Mail.ru
Rambler's Top100