Фланец AISI 304

Содержание

1. Расшифровка
2. Особенности фланцевых соединений
3. Характеристики нержавеющей стали AISI 304
4. Область применения

Разработан фланец  нержавеющий AISI 304 для эксплуатации в агрессивных средах с низким содержанием абразива. Конструкционный материал легко обрабатывается, не имеет ограничений по свариваемости, поэтому может быть использован для производства всех типов фланцев – приварной встык, с кольцом, под приварку, воротниковый, заглушка, ответный – с любыми уплотнительными поверхностями – гладкий, шип-паз, выступ-впадина, с овальными или линзовыми кольцами.

Расшифровка

В стандарте (спецификации) США, разработанного институтом сплавов/сталей AISI обозначение из трех цифр имеют исключительно нержавеющие стали. 304 сталь считается базовой, не только для трехсотой, но и для остальных серий AISI. Из нее получают следующие сплавы путем добавления разных химических элементов:

·         Хром + Никель – 309, 310, 314 и 330;

·         Титан + Ниобий – 347;

·         Титан – 321;

·         Сера и Селен – 303, 303Se;

·         Алюминий + Титан + Медь – упрочненная нержавейка;

·         Азот + Марганец вместо никеля – 201, 202;

·         Снижение хрома без никеля – 403, 410, 420;

·         Молибден – 316;

·         Снижение углерода – 304L, 316L, 317L.

Сплав 304 считается универсальным, так как в нем низкое содержание углерода, и рациональное сочетание Cr + Ni. То есть, сталь сохраняет мелкозернистую аустенитную структуру, обеспечивается высокая прочность ко всем типам коррозии, отсутствуют ограничения по свариваемости. Согласно регламенту AISI сталь 304 имеет следующий химический состав:

·         около 0,08% углерода;

·         66,3 – 74% железа;

·         менее 2% марганца;

·         максимум 0,03% серы;

·         максимум 0,045% фосфора;

·         менее 1% меди;

·         18 – 20% хрома;

·         8 – 10,5% никеля.

Содержание азота и кремния американским стандартом не лимитируется. Ближайшим аналогов в российском ГОСТ для этой стали является марка 08Х18Н10 со следующим химическим составом:

·         0,08% С;

·         66 – 72% Fe;

·         0,015% S;

·         0,2% P;

·         0,5% Ti;

·         0,8% Si;

·         2% Mn;

·         0,3% Cu;

·         17 – 19 Cr;

·         9 – 11 Ni.

То есть, отечественная аустенитная сталь улучшена более дорогими химическими элементами, но в минимальном объеме. В отличие от AISI 304 сталь 08Х18Н10 считается только коррозионно-стойкой и жаропрочной нержавейкой без жаростойких свойств.

В американском стандарте ASTM A403-WP304 фланец AISI 304 допускается использовать в высокотемпературных дымоходах печей на жидком и газообразном топливе, где присутствует большое количество выделившихся кислот.

Особенности фланцевых соединений

Обычно фланец AISI 304 DN 25 PN 100 выпускается по американским же стандартам национального института ANSI или некоммерческого инженерно-механического общества ASME. Особенностями изделий в этом случае являются:

·         несовпадение размеров уплотнительных поверхностей с фланцами российских стандартов;

·         особая конструкция некоторых фланцев;

·         разное оборудование и оснастка при изготовлении фланцев;

·         несовпадение единиц измерения.

Внешне фланцы по спецификациям ASME B16.5 и ANSI B16.5 схожи с русскими образцами продукции. Используются одинаковые технологии изготовления заготовок – центробежное литье, ковка, штамповка, сварка из полосы, и производства самих фланцев.

Сложности начинаются при расчете рабочего давления и номинального диаметра. В США используется дюймовая, а в РФ метрическая система измерения диаметров. Давление рабочей среды в Америке измеряется в барах, а в России в МПа или кгс/см². Поэтому чаще применяются фланцевые соединения, фитинги и трубы, выполненные по стандартам (спецификациям) DIN с аналогичными для РФ системами измерений.

Минимально возможная в данных условиях на фланцы AISI 304 цена обеспечивается только отечественными производителями. При наличии спроса многие из них, в том числе, и наше предприятие, выпускает фланцы из нержавейки по стандартам DIN, ASME, ANSI, ASTM под ответные фланцы импортной трубопроводной арматуры сосудов, аппаратов.

С учетом механических, физических, технологических свойств коррозионно-стойкой аустенитной хромоникелевой окалиностойкой криогенной стали AISI 304 возможно серийное производство приварных плоских, воротниковых под сварку встык, приварных на кольце и прочих разновидностей фланцев.

Плоский приварной фланец вначале надевается на трубу/катушку, затем приваривается к ней с обеих сторон. Воротниковый фланец приставляется к торцу трубы встык и приваривается к ней с одной стороны. Приварное кольцо обеспечивает подвижность и ремонтопригодность фланца на всех этапах эксплуатации.

Характеристики нержавеющей стали AISI 304

Марка стали AISI 304 по умолчанию обладает следующими характеристиками и физическими свойствами:

·         аустенитный класс, характеризующийся низким содержанием углерода в твердом растворе железа;

·         18% хрома обеспечивает толстый слой пленки оксида на поверхности металла;

·         8% никеля делают структуру стали устойчивой к воздействию химически активных веществ;

·         ферромагнитные свйства металла заблокированы;

·         структура мелкозернистая, сохраняющаяся, даже, при комнатной температуре;

·         температурный диапазон эксплуатации +900°С (краткосрочный), +750°С (долговременный);

·         инертность к органическим, неорганическим кислотам, сернокислым средам;

·         высокая обрабатываемость;

·         свариваемость без подогрева кромки, термической обработки сварных швов и прочих ограничений;

·         твердость 70, 123, 129 и 138 единиц по шкале Роквелла, Бринелля, Викксерса и Кнупа, соответственно;

·         температура плавления от +1400°С (Солидус) до +1455°С (Ликвидус);

·         теплопроводность 16,2 Вт/мК;

·         теплоемкость 0,5 кДж/кгК;

·         коэффициент линейного расширения 17 мкм/мК;

·         магнитопроницаемость 1,008 единиц;

·         модуль упругости 200 ГПа;

·         пластичность 70%;

·         предел текучести 215 МПа;

·         предел прочности 505 МПа.

Не подверженные коррозии фланцы AISI не нуждаются в дополнительной защите. То есть их не нужно красить, напылять специальные составы.

Область применения

Если фланцы нержавеющие стали AISI 304 выполнены по стандарту ГОСТ, то используются они в следующих случаях:

·         рабочая среда со средней, высокой степенью агрессивности;

·         пищевое производство с присутствием органических кислот;

·         химическая, нефтедобывающая и перерабатывающая отрасль;

·         дымоходы, строительные и архитектурные конструкции, МАФ, столбы освещения;

·         молниеотводы, ретрансляторы, прочие технологические металлоконструкции.

Если фланцы из стали 08Х18Н10 изготовлены по стандартам DIN, EN, ANSI, ASTM, ASME, это означает, что они необходимы для присоединения к трубопроводам на территории РФ импортной арматуры, на которой такие же фланцы установлены по умолчанию западными производителями.