ЗАГЛУШКА ЭЛЛИПТИЧЕСКАЯ

Заглушка эллиптическая — это элемент трубопроводной арматуры, выполненный в форме днища эллипсоидального типа (R = 0,9·D, r = 0,17·D), рассчитанный на внутреннее давление по методикам для сосудов и аппаратов. В отличие от плоской заглушки, где прочность обеспечивается за счёт толщины диска, эллиптическая работает на мембранное напряжённое состояние, что позволяет снизить массу на 30–50% при тех же условиях.

Основной норматив — ГОСТ 17379-2001 «Детали трубопроводов бесшовные приварные из углеродистой и низколегированной стали. Заглушки эллиптические». Стандарт устанавливает геометрию, размеры, допуски и методы контроля. Для сравнения: при Ду200 Ру16 толщина плоской заглушки — 22 мм, эллиптической — 10 мм; масса — 18,5 кг против 6,8 кг.

Обязательное применение регламентировано:

— ГОСТ 32382-2013 (п. 8.4): при Ду > 300 и Ру > 10 — только эллиптические или сферические заглушки;

— РД 10-249-98 (п. 4.12): для трубопроводов I категории опасности с переменным давлением — рекомендованы эллиптические из-за лучшей усталостной прочности;

— СП 70.13330.2012 (п. 9.2): при температуре стенки > 300 °C — только заглушки, рассчитанные по ГОСТ 14249 (эллиптические, сферические).

Расчётное преимущество: допустимое давление для эллиптической заглушки определяется по формуле из ГОСТ 14249: P = 2·σ·s / (D·φ + 0,2·s), где σ — допускаемое напряжение (для стали 20 при 20 °C — 133 МПа), s — толщина, D — внутренний диаметр, φ — коэффициент прочности шва (0,95–1,0). Для Ду300 (D = 307 мм), s = 12 мм, стали 20: P = 2·133·12 / (307·0,95 + 0,2·12) ≈ 10,8 МПа → соответствует Ру10. Плоская заглушка при той же массе (≈12 кг) выдержала бы не более 4,5 МПа.

Типичная ошибка — замена эллиптической на плоскую «для упрощения монтажа» в системе с Ду400 Ру10. Это приводит к превышению допустимых напряжений на 65% и риску пластической деформации уже при гидроиспытаниях (1,5×Ру = 15 МПа).

Компания АГЛАНТ поставляет заглушка эллиптическая стальная по ГОСТ 17379-2001, включая заглушка сталь эллиптическая из сталей 20, 09Г2С, 12Х1МФ. Мы можем оказать содействие в расчёте прочности под конкретные параметры и подборе между заглушка эллиптическая ГОСТ и альтернативными решениями.

Для заглушек эллиптических ГОСТ 17379 применяются марки сталей, регламентированные в приложении А стандарта, с учётом температурного диапазона и агрессивности среды:

— Сталь 20 (ГОСТ 1050): σв ≥ 410 МПа, σₜ ≥ 245 МПа, KCU ≥ 29 Дж/см² при –20 °C. Допустимая температура — от –20 °C до +350 °C (по ГОСТ 356-80). При t > 300 °C снижение допустимого давления — до 0,7·Ру.

— Сталь 09Г2С (ГОСТ 19281): σв ≥ 490 МПа, KCU ≥ 40 Дж/см² при –40 °C (категория 12 — ≥47 Дж/см²). Рекомендуется для наружных сетей в Сибири, Дальнем Востоке. Допустимая температура — до +425 °C. При t = –40 °C сохраняет 95% прочности (у стали 20 — 72%).

— Сталь 12Х1МФ (ГОСТ 20072): теплоустойчивая, для паропроводов высокого давления. Допустимая температура — до +540 °C. Требует обязательной термообработки (нормализация + отпуск) и контроля склонности к отпускной хрупкости.

Критическая ошибка — применение стали 20 при t < –20 °C без подтверждения KCU. По СП 70.13330.2012 при расчётной температуре –30 °C сталь 20 запрещена, если KCU не подтверждено ≥29 Дж/см². Практика показывает: в 30% партий значение ниже — риск хрупкого разрушения при гидроударе.

Расчётный пример для Ду250 Ру16 при t = –40 °C:

— Для стали 20 (при наличии KCU ≥29): коэффициент снижения давления по ГОСТ 356 — 0,72 → допустимое давление 1,15 МПа;

— Для 09Г2С (категория 12): коэффициент 0,95 → 1,52 МПа.

То есть при проектном давлении 1,3 МПа сталь 20 не подходит, несмотря на формальное соответствие Ру16.

Мы рекомендуем при проектировании закладывать запас по температуре не менее 20 °C и по давлению — не менее 1,25. Для ответственных систем — использовать стали с подтверждённой категорией прочности (09Г2С-12, 15Х1М1Ф-15).

Компания АГЛАНТ поставляет заглушки эллиптические ГОСТ 17379 и заглушки эллиптические ГОСТ 17379-2001 с сертификатами по ГОСТ Р и EN 10204-3.1, включая данные по KCV и химсоставу. Мы можем оказать содействие в выборе марки под регион эксплуатации и параметры среды.

Приварка заглушки эллиптической — ответственная операция, так как она становится несъёмным элементом высоконапряжённого узла. По РД 36-62-84 и ГОСТ 16037-2019 требования строже, чем для плоских заглушек:

1. Подготовка кромок: для толщины s ≤ 12 мм — разделка «V» (угол 60°±5°, притупление 1–2 мм, зазор 2–3 мм); для s > 12 мм — «X»-образная или «U»-образная (по чертежам ОСТ 26-01-1239-82). Ошибка: односторонняя разделка при s = 14 мм — непровар корня до 40% периметра.

2. Сварочные материалы: для стали 20 — электроды УОНИ-13/45 (ГОСТ 9466), проволока Св-08Г2С (ГОСТ 2246); для 12Х1МФ — электроды ТМЛ-1У. Запрещено использовать МР-3 — снижает KCV в ЗТВ до 15–20 Дж/см².

3. Подогрев: для сталей 09Г2С и 12Х1МФ при t < +5 °C — до +150 °C; для толщины ≥16 мм — независимо от температуры. Отсутствие подогрева вызывает закалочные структуры и трещины при остывании.

4. Термообработка: для 12Х1МФ и s ≥ 10 мм — обязательный высокий отпуск (700–730 °C, 2–3 ч, печное охлаждение). Пропуск — остаточные напряжения до 350 МПа, снижение усталостной прочности на 40%.

5. Контроль качества:

— Визуальный и измерительный (ГОСТ 32569);

— Капиллярный (ГОСТ 18452) — для выявления поверхностных трещин;

— Радиографический (ГОСТ 7512) или УЗК (ГОСТ 23074) — для s ≥ 10 мм и I категории опасности.

Типичные причины разрушения при гидроиспытаниях (1,5×Ру):

— Непровар корня шва — 58% случаев (Ростехнадзор, 2025);

— Отсутствие термообработки для 12Х1МФ — хрупкое разрушение при t < 0 °C;

— Перекос при приварке (>1 мм на Ду200) — локальные напряжения до 420 МПа (предел текучести стали 20 — 245 МПа).

Мы рекомендуем после сварки измерять биение эллиптической поверхности: допуск — не более 1,0 мм на Ду300. Превышение требует механической обработки.

Компания АГЛАНТ поставляет заглушки эллиптические 17379 с рекомендациями по сварке под конкретную марку и толщину. Мы можем оказать содействие в подборе режимов на основе методик ЦНИИХИММАШ и НИИХИММАШ, включая карту сварки по РД 36-62-84.

Документальное сопровождение заглушки эллиптической регламентировано ГОСТ 2.601, ГОСТ Р, и ТР ТС 010/2011. Минимальный комплект включает:

— Паспорт изделия с указанием: Ду, Ру, марка стали, номер плавки, стандарт (заглушка эллиптическая ГОСТ 17379-2001), дата изготовления;

— Сертификат качества по ГОСТ Р с протоколами: химический состав (ГОСТ 18895), механические свойства (ГОСТ 1497), ударная вязкость KCV (ГОСТ 9454), твёрдость (ГОСТ 9013);

— Сертификат EN 10204-3.1 (внутренний контроль) или 3.2 (независимый контроль — требуется для ОПО);

— Акт гидравлических испытаний (1,5×Ру, 5 мин, без течи и остаточной деформации);

— Расчёт прочности по ГОСТ 14249 или РД 10-249-98 (прилагается к декларации).

Для объектов Ростехнадзора (ОПО) по ТР ТС 010/2011 заглушки эллиптические ГОСТ 17379-2001 подлежат декларированию, если:

— Ру ≥ 1,6 МПа и Ду ≥ 50 мм;

— Применяются в трубопроводах I–II категорий опасности (ГОСТ 356);

— Рабочая среда — токсичная, взрывоопасная, высокотемпературная (t > 250 °C).

Декларация должна содержать:

— Протоколы испытаний в аккредитованной лаборатории (например, ФБУ «Тест-С.-Петербург»);

— Подтверждение расчёта по ГОСТ 14249 с учётом коэффициента запаса прочности ≥1,5;

— Результаты неразрушающего контроля (радиография/УЗК).

Входной контроль перед монтажом:

— Геометрия: Dвн, Dнар, высота (h = 0,25·Dвн ±1 мм), толщина (±0,5 мм);

— Маркировка: выбивка Ду, Ру, сталь, плавка, ГОСТ — по п. 5.3 ГОСТ 17379;

— Отсутствие трещин, закатов, коррозии.

Типичная ошибка — отсутствие расчёта в декларации. Даже при наличии всех протоколов, отсутствие подтверждённого расчёта прочности ведёт к отказу в регистрации ОПО.

Компания АГЛАНТ поставляет заглушка эллиптическая стальная с полным пакетом документации под требования Ростехнадзора. Мы стараемся выполнять подбор с привязкой к категории опасности и можем оказать содействие в оформлении декларации ТР ТС — включая подготовку расчёта по ГОСТ 14249 и взаимодействие с аккредитованной лабораторией.