Фланцы SAE Code 61 и Code 62 (3000 / 6000 psi): различия, выбор и монтаж

Фланцы SAE заменяют резьбовые фитинги в гидролиниях большого диаметра с высоким расходом. Они часто встречаются на выходах насосов, клапанных блоках, линиях питания гидроцилиндров и в гидростанциях. Если для затяжки резьбового соединения большого диаметра нужны огромные ключи и много места для поворота, то фланцевое соединение надёжно затягивается четырьмя болтами даже в стеснённых условиях и легко разбирается. Однако существуют две разные серии, и выбор не той серии — самая частая ошибка с фланцами на практике.

Две серии, два стандарта

Фланцы SAE определены стандартом SAE J518 и его международным аналогом ISO 6162:

• Code 61 (ISO 6162-1): Обычно называется «серией 3000 PSI». Применяется в напорных линиях среднего давления, сливных линиях и всасывающих линиях большого диаметра.
• Code 62 (ISO 6162-2): Называется «серией 6000 PSI». Предназначена для напорных линий высокого давления, прессов, тяжёлой техники и гидростанций.

Это название обозначает серию, а не рабочее давление, действительное для каждого размера. Допустимое рабочее давление зависит от номинального размера; в Code 61 на больших диаметрах оно снижается. Разные редакции стандарта и таблицы производителей могут давать разные значения. При выборе нужно ориентироваться на табличное значение давления для конкретного размера и учитывать пиковые давления (гидроудары) в системе.

Почему они не взаимозаменяемы?

При одинаковом номинальном размере детали Code 61 и Code 62 на первый взгляд похожи, но их геометрия различается:

• Расстояние между отверстиями под болты: У Code 62 расстояние между осями болтов больше. Фланец Code 61 не совпадает с отверстиями под болты порта Code 62.
• Диаметр болтов: Чтобы воспринимать более высокую нагрузку, в Code 62 в большинстве размеров применяются болты большего диаметра.
• Фланцевый наконечник: Фланцевый наконечник Code 62 толще и шире; полуфланцы рассчитаны именно под этот буртик.
• Полуфланец и хомут: Полуфланец одной серии неправильно охватывает фланцевый наконечник другой серии.

Даже если болты удаётся вставить с усилием, фланцевый наконечник прижимается к поверхности порта неравномерно; кольцо O-ring сминается или выдавливается из канавки, и соединение под давлением начинает течь. При высоком давлении это серьёзная угроза безопасности.

Как определить серию на месте

Чтобы определить серию, измерьте наружный диаметр и толщину фланцевого наконечника, а также расстояния между отверстиями под болты в обоих направлениях; проверьте и то, дюймовая (UNC) или метрическая резьба у болтов. ISO 6162 охватывает варианты портов как под дюймовые, так и под метрические болты. Этих данных обычно достаточно, чтобы определить серию порта и подобрать правильный фланец.

Сравнительная таблица

Компоненты системы

• Фланцевый наконечник: Конец трубы или рукава с буртиком, который стыкуется с портом; на его торце выполнена канавка под кольцо O-ring.
• Полуфланец: Хомут из двух частей, охватывающий фланцевый наконечник; облегчает монтаж в стеснённых условиях.
• Цельный фланец: Охватывает фланцевый наконечник единым корпусом; такой фланец необходимо надеть на трубу или рукав до монтажа.
• Ответный фланец и фланцевый блок: Применяются, чтобы организовать фланцевое соединение там, где нет порта, изменить направление линии или перейти на резьбовой порт.

Кольцо O-ring: маленькая деталь, критичная задача

Во фланцевом соединении SAE уплотнение обеспечивают не металлические поверхности, а кольцо O-ring, установленное в канавку на торце фланцевого наконечника. Поэтому:

• Размер кольца O-ring нужно подбирать по серии и номинальному размеру, а не брать «примерно подходящее» на глаз.
• Материал должен соответствовать рабочей среде и температуре: для минерального масла распространён NBR, при высоких температурах предпочтителен FKM; для других рабочих сред совместимость проверяется отдельно.
• Канавка и поверхность порта должны быть без царапин, заусенцев и остатков краски.
• Перед монтажом кольцо O-ring слегка смазывают рабочей жидкостью системы и укладывают в канавку без перекручивания.
• При разборке соединения кольцо O-ring повторно не используют.

Монтаж и порядок затяжки крест-накрест

1. Очистите поверхности порта и фланцевого наконечника, уложите кольцо O-ring в канавку.
2. Установите фланцевый наконечник перпендикулярно порту; установите полуфланцы или цельный фланец.
3. Наживите все четыре болта вручную на одинаковую глубину. Фланец должен располагаться параллельно поверхности порта.
4. Затягивайте болты крест-накрест в несколько этапов: сначала посадите все болты с небольшим моментом, затем постепенно доведите до окончательного момента затяжки.
5. Окончательный момент затяжки берите из таблицы производителя для данного размера и класса прочности болта; не используйте приблизительные значения.
6. После затяжки убедитесь, что зазор между фланцем и портом одинаков во всех четырёх углах.

Если затянуть один болт до конца и только потом переходить к следующему, фланец сядет с перекосом: с одной стороны кольцо O-ring будет смято, а с другой — сжато недостаточно. Это самая распространённая причина утечек во фланцевых соединениях, вызванных ошибками монтажа.

Применение нержавеющих болтов

В коррозионной среде вместе с нержавеющим фланцевым наконечником стремятся применять и нержавеющие болты. Однако прочностные характеристики нержавеющих болтов класса A4 отличаются от характеристик высокопрочных болтов из углеродистой стали, которые обычно предусматриваются стандартами на фланцы. Особенно в соединениях Code 62 материал и класс прочности болтов следует определять с учётом давления и нагрузки на болты и по инженерному согласованию. Чтобы предотвратить задиры на нержавеющих болтах, рекомендуется применять подходящую монтажную пасту.

Частые ошибки с фланцами на практике

• Слишком длинный болт: Болт упирается в дно резьбового отверстия порта; динамометрический ключ показывает нужный момент, но фланец прижат к порту недостаточно. Длину болта следует выбирать с учётом толщины фланца и глубины резьбы в порту.
• Путаница дюймовых и метрических болтов: Метрический болт близкого диаметра может на несколько оборотов войти в порт с резьбой UNC; резьба порта при этом безвозвратно повреждается.
• Неподходящее кольцо O-ring: Кольцо O-ring от другой серии или другого размера неправильно садится в канавку: оно либо сминается, либо сжимается недостаточно.
• Окрашенная или поцарапанная поверхность: Краска на торце фланцевого наконечника или на поверхности порта, а также царапины, полученные при монтаже, открывают путь для утечки.
• Рукав тянет фланец: Если рукав или труба, присоединённые к фланцевому наконечнику, не закреплены опорами, их вес и вибрация со временем ослабляют соединение.

Итоги

• Code 61 и Code 62 не взаимозаменяемы даже при одинаковом номинальном размере.
• «3000 PSI» и «6000 PSI» — названия серий; рабочее давление проверяйте по таблице для конкретного размера.
• Серию определяйте по расстоянию между болтами, резьбе болтов, диаметру и толщине фланцевого наконечника.
• Размер и материал кольца O-ring должны соответствовать серии и рабочей среде.
• Болты следует затягивать крест-накрест, поэтапно и с табличным моментом затяжки.

GÜNEYSS поставляет фланцевые блоки SAE, полуфланцы, ответные фланцы и соединительные детали из AISI 316/316L, а нестандартные блоки и переходники изготавливает по чертежу.