Фланцы стальные воротниковые, регламентируемые национальным стандартом ГОСТ 33259-2015, являются ключевыми элементами для соединения трубопроводной арматуры, оборудования и участков труб в ответственных технологических системах. Данный стандарт гармонизирован с европейским EN 1092-1 и устанавливает технические требования к фланцам, изготавливаемым методом ковки, штамповки, резки из листа или кольцевого проката с последующей механической обработкой. Они предназначены для работы в широком диапазоне давлений и температур и характеризуются наличием конической втулки (воротника), обеспечивающей плавный переход и повышенную прочность в зоне соединения с трубой.
Фланцы по ГОСТ 33259-2015 применяются в трубопроводных системах атомных и тепловых электростанций, нефтегазовой, химической и нефтехимической промышленности, где предъявляются высокие требования к надежности и герметичности. Они используются для соединения труб между собой, присоединения труб к сосудам, аппаратам, насосам, компрессорам и запорно-регулирующей арматуре.
Классификация фланцев осуществляется по нескольким ключевым параметрам:
Конструкция воротникового фланца включает ступицу (воротник) с коническим переходом к тарелке фланца. Конический переход (обычно под углом от 15° до 30°) обеспечивает оптимальное распределение механических напряжений, что значительно повышает усталостную прочность соединения по сравнению с плоскими фланцами. Фланец приваривается к трубе одним сварным швом: стыковым швом встык по торцу воротника и торцу трубы. Это обеспечивает высокую прочность и надежность соединения, а также позволяет проводить неразрушающий контроль сварного шва.
Основные геометрические параметры, строго регламентируемые стандартом, включают:
Материальная группа: 1.4 (Сталь 20, 25).
| DN | D, мм | K, мм | Кол-во отверстий | d, мм (исп. B) | C, мм | H, мм |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 100 | 235 | 190 | 8 | 148 | 24 | 62 |
ГОСТ 33259-2015 устанавливает соответствие между группами материалов стандарта и марками сталей. Выбор группы материала определяется проектом исходя из расчетных условий.
| Группа материала по ГОСТ 33259-2015 | Марка стали (аналогично EN 1092-1) | Основные области применения |
|---|---|---|
| 1.0, 1.1 | S235JR, P265GH | Общего назначения, неагрессивные среды, вода, пар низкого давления. |
| 1.2 | P280GH | Трубопроводы общего назначения с повышенными параметрами. |
| 1.4 | 20, 25 (C22.8, C25.8) | Широко применяются в энергетике для трубопроводов пара и горячей воды. |
| 2.1 | 16ГС, 17Г1С | Трубопроводы магистральные и повышенной прочности. |
| 6.1, 6.2 | 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т (AISI 321, 316Ti) | Коррозионно-активные и высокотемпературные среды. |
Изготовление фланцев должно соответствовать жестким требованиям стандарта:
Качество монтажа фланцевого соединения критически важно для его герметичности и долговечности. Порядок работ включает:
Преимущества:
Недостатки:
Ключевое отличие – в конструкции и способе сварки. Плоский фланец наваривается двумя угловыми швами (с внутренней и внешней стороны), что создает концентрацию напряжений и менее надежно при изгибающих моментах. Воротниковый фланец имеет конический переход и приваривается одним стыковым швом, что обеспечивает лучшую распределенную нагрузку и повышенную стойкость к усталости. Воротниковые фланцы рекомендуются для более ответственных применений.
Да, в большинстве случаев это возможно, так как ГОСТ 33259-2015 гармонизирован с EN и сохраняет преемственность по основным присоединительным размерам (диаметр D, диаметр K, количество и диаметр отверстий) с ГОСТ 12815-80 для соответствующих рядов давления. Однако необходимо проверить соответствие исполнений уплотнительных поверхностей и условных давлений. Для критичных систем рекомендуется использовать комплектные соединения по одному стандарту.
Для всех фланцев обязателен визуальный и измерительный контроль (ВИК) на отсутствие трещин, подрезов, наплывов и соответствие геометрическим размерам. Для фланцев из групп материалов 1.8, 2.1-2.4, 3.3, 6.1-6.5, а также для фланцев с DN ≥ 300 и PN ≥ 100, или работающих под вакуумом, или при температуре ниже -40°C, стандарт предписывает обязательный неразрушающий контроль (как правило, ультразвуковой – УЗК) зоны перехода воротника в тарелку. Требования конкретного проекта всегда имеют приоритет.
Затяжка должна быть равномерной, чтобы избежать перекоса фланца. Используется схема «крест-накрест». Рекомендуется многоступенчатая затяжка: сначала все гайки затягиваются с усилием 30% от конечного, затем 70%, и finally 100%. Конечное усилие затяжки рассчитывается исходя из параметров среды, типа прокладки и материала шпилек. Обязательно использование калиброванного динамометрического инструмента.
Фланцы стальные воротниковые ГОСТ 33259-2015 представляют собой современный, стандартизированный и надежный тип соединения для ответственных трубопроводных систем в энергетике и промышленности. Их правильный выбор, основанный на анализе рабочих параметров (PN, DN, среда, температура), материала изготовления и типа уплотнения, в сочетании с квалифицированным монтажом и контролем качества, является залогом долговечной и безопасной эксплуатации технологических объектов. Соблюдение требований стандарта и проектной документации при закупке и установке данных изделий минимизирует риски аварийных ситуаций и обеспечивает бесперебойность производственных циклов.