Фланцевый ТЭН для баков, ёмкостей и технологических ванн

Чем фланцевое крепление отличается от резьбового блока

У блока ТЭН два разных способа встать на бак: резьба и фланец. Резьбовой блок (ТЭНБ) вкручивается в бобышку стандартным размером G1¼" или G2" и подходит, когда в стенке ёмкости уже есть резьбовой штуцер подходящего диаметра. Фланцевое крепление ставят, когда нужно посадить сразу несколько трубок в один большой вырез: фланец приваривают к оболочке ТЭН или крепят болтами через проставку, и весь узел садится на ответный фланец бака через прокладку. Подробнее про разницу резьбы и фланца как конструкции блока смотрите в карточке блок ТЭН.

Мощность одного фланцевого блока набирается от 1 до 135 кВт в зависимости от количества трубок на плите. Для трёхфазных блоков количество нагревателей берут кратным трём: ТЭН на 220 В собирают алюминиевыми шинами в схему звезда, на 380 В в схему треугольник, чтобы нагрузка по фазам шла равномерно.

Материал оболочки и рабочее давление

Для фланцевого блока на технологической ёмкости чаще берут два материала: сталь 08КП (углеродистая, «чёрная») или нержавеющую сталь 08Х18Н10Т. Это не формальность: от материала зависит допустимое рабочее давление узла. Исполнение из 08КП держит 4,5 атм, из 08Х18Н10Т, то есть нержавейки близкой к марке 12Х18Н10Т/AISI 321, до 6 атм. Если бак герметичный и стоит под давлением, сообщайте это сразу: по образцу старого фланца давление угадать нельзя, его нужно знать точно.

Нержавеющая сталь держит воду и пар до температуры порядка 600°C и универсальна почти для любой технологической ванны. Углеродистая сталь дешевле и подходит для масел, щелочных растворов с pH 7-9 и газовых смесей, но боится кислой и минерализованной среды: там оболочка начинает корродировать изнутри, и трубка быстрее теряет герметичность.

Какие формы трубки встречаются в фланцевом блоке и как не ошибиться при замене

На одном фланце встречаются трубки разной формы: прямые, U-образные (гнутые), на шпильке с болтовым креплением. Сам фланец тоже бывает двух видов: приварной, когда оболочку каждого ТЭН варят к общей плите с проставками, и резьбовой, когда отдельные трубки вкручены в общий фланец через резьбовые втулки. Форма трубки и тип фланца никак не связаны между собой: один и тот же приварной фланец может нести и прямые, и гнутые элементы.

При замене блока геометрия должна совпасть полностью: развёрнутая длина трубки (у ТЭН по ГОСТ 13268-88 она лежит в диапазоне от 250 до 6300 мм), диаметр оболочки, количество трубок и расположение контактных стержней на коробке выводов. Присылайте фото всего фланца сверху и сбоку, а не одной вынутой трубки: по одной трубке не видно, как она стояла относительно соседних, и в собранном блоке элементы могут упираться друг в друга или в стенку бака. Контактная группа и выводы собираются отдельно, подробности про узел подключения смотрите в карточке контактная группа, штуцеры и крепёж ТЭН.

Монтаж на бак: прокладка, погружение и почему нельзя включать насухо

Между фланцем ТЭН и стенкой бака или ванны ставится прокладка, паронитовая, силиконовая или из резины EPDM. Она держит герметичность соединения и считается расходником: при плановом обслуживании её меняют, а не ставят обратно старую. После первой протопки соединение проверяют на утечку и, если нужно, подтягивают крепёж.

Перед включением бак или ванна должны быть заполнены средой так, чтобы над активной частью блока оставался запас жидкости: для взрывозащищённых технологических блоков это не менее 30 мм выше корпуса, для бытовых закрытых водонагревателей с фланцевым ТЭН производитель отдельно требует не включать нагреватель, пока бак не заполнен. Сухой ход повреждает нагреватель почти сразу: нить накала рассчитана на отвод тепла в жидкость, а не в воздух, и перегорает за минуты. Если на дне бака скапливается шлам или осадок, его убирают регулярно: оболочка, касающаяся осадка, греется в этом месте сильнее расчётного и прогорает первой.

Где применяют фланцевый ТЭН и что проверяем перед отправкой

Фланцевые блоки ставят в закрытые водонагреватели и накопительные баки (типовой пример: нагреватель на фланце Ø180 мм, 3-12 кВт, подключение 3~400 В), во взрывозащищённые технологические блоки для подогрева масла и нефтепродуктов мощностью 4-50 кВт, в реакторы и ванны, где нужно посадить несколько трубок сразу в один большой вырез в стенке. Для питьевой воды рабочую температуру ограничивают примерно 60°C: выше этого порога заметно растёт накипь, а она же и главная причина локального перегрева оболочки.

Перед отправкой партии замеряем сопротивление изоляции между спиралью и фланцем тераомметром: в эксплуатации оно должно быть не ниже 0,5 МОм, при приёмо-сдаточных испытаниях не ниже 50 МОм по ГОСТ 13268-88. Блок с результатом ниже нормы на прогрев не ставим, а досушиваем или переделываем контактный узел.