Фланцы стальные плоские приварные Ду 50
Фланцы стальные плоские приварные Ду 50: технические характеристики, стандарты и применение
Фланец стальной плоский приварной Ду 50 (DN 50) представляет собой стандартизированный соединительный элемент трубопроводной арматуры, резервуаров, аппаратов и оборудования. Его основное назначение – создание разъемного герметичного соединения труб, монтаж запорной, регулирующей и предохранительной арматуры, а также организация ревизионных узлов. Конструкция плоского приварного фланца характеризуется отсутствием выступающей юбки. Фланец надевается на торец трубы и приваривается двумя угловыми швами: по периметру ступицы (воротника) и по внутреннему диаметру в зоне соединения с трубой. Условный проход (Ду, DN) 50 мм соответствует внутреннему диаметру присоединяемой трубы и является одним из наиболее востребованных размеров в технологических и инженерных системах.
Нормативная база и стандартизация
Производство и технические параметры фланцев стальных плоских приварных регламентируются рядом межгосударственных и национальных стандартов. Выбор стандарта определяет геометрию, допуски, материалы и условия применения фланца.
- ГОСТ 12820-80: Фланцы стальные плоские приварные на Ру от 0,1 до 2,5 МПа (от 1 до 25 кгс/см²). Это основной стандарт для данного типа фланцев. Он устанавливает конструктивные размеры, типы исполнений уплотнительных поверхностей и технические требования.
- ГОСТ 33259-2015 (на основе EN 1092-1): Фланцы стальные плоские приварные с соединительными размерами по EN серии. Стандарт актуален для оборудования, поставляемого или эксплуатируемого на международном рынке.
- ОСТ 26-426-79: Стандарт для фланцев, применяемых в сосудах и аппаратах, работающих под давлением.
- ASME/ANSI B16.5: Американский стандарт, широко используемый в нефтегазовой и химической промышленности. Соответствующий типоразмер – 2″ Class 150, 300 и т.д.
- Исполнение 1: С соединительным выступом. Наиболее распространенный тип. Выступ создает концентрированное давление на прокладку (чаще всего спирально-навитую), обеспечивая высокую герметичность.
- Исполнение 2: С выступом и впадиной. Предназначено для соединения с фланцем, имеющим соответствующий выступ (шип-паз). Применяется для сред с высокой опасностью утечек.
- Исполнение 3: С шипом и пазом. Аналогично исполнению 2, но с раздельными элементами на парных фланцах.
- Исполнение 4: С пазом для линзовой прокладки. Используется в высокотемпературных и высокодавленных системах.
- Исполнение 5: Под прокладку овального сечения. Применяется в условиях особо высоких давлений.
- Исполнение 6, 7, 8, 9: С шипом, пазом, фрезерованной поверхностью или под прокладку на приваренном кольце для фланцевых соединений арматуры и оборудования.
- Ст20, Ст3сп: Углеродистые стали общего назначения. Применяются для неагрессивных сред (вода, пар, инертные газы) при температурах от -40 до +475°С.
- 09Г2С: Низколегированная конструкционная сталь. Обладает повышенной прочностью и стойкостью к низким температурам (до -70°С). Широко используется в энергетике и северном исполнении.
- 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т: Коррозионно-стойкие (нержавеющие) аустенитные стали. Применяются для работы с агрессивными средами (кислоты, щелочи, растворы), в пищевой и химической промышленности, при высоких температурах.
- 15Х5М (ЭИ5): Жаропроственная хромомолибденовая сталь. Предназначена для работы в средах с температурой до +600…+650°С (например, в трубопроводах перегретого пара).
- Теплоэнергетика: Соединения трубопроводов питательной воды, пара низкого и среднего давления, конденсатопроводов, дренажных и продувочных линий котельных установок и тепловых сетей.
- Химическая и нефтехимическая промышленность: Монтаж технологических линий, обвязка насосов, теплообменников и емкостей, работающих с неагрессивными и умеренно агрессивными средами.
- Водоснабжение и водоотведение: Сборка напорных трубопроводов, установка задвижек, клапанов и фильтров на линиях Ду 50.
- Общее машиностроение: Подключение гидравлических и пневматических систем оборудования, создание разъемных соединений для ремонта и обслуживания.
- Подготовка: Проверка геометрии фланца и трубы, зачистка кромок от окалины, ржавчины и загрязнений.
- Центровка и прихватка: Фланец надевается на трубу с соблюдением соосности. Выполняется 2-3 прихваточных шва для фиксации.
- Сварка: Выполняется два непрерывных угловых сварных шва. Первый – по периметру ступицы с внешней стороны. Второй – изнутри, в месте стыка фланца и трубы. Для ответственных соединений применяется аргонодуговая сварка (TIG) для корневого шва.
- Контроль: Визуальный и измерительный контроль швов, при необходимости – неразрушающий контроль (ультразвуковой, капиллярный).
- Сборка соединения: Установка прокладки (паронитовой, фторопластовой, спирально-навитой), совмещение фланцев, установка крепежа. Затяжка болтов/шпилек производится крест-накрест динамометрическим ключом для обеспечения равномерного давления на прокладку.
- Рабочее давление и температуру среды.
- Химический состав транспортируемой среды (для выбора материала).
- Требуемое исполнение уплотнительной поверхности (по чертежу или паспорту арматуры).
- Соответствие стандарту (ГОСТ, ОСТ, ASME).
- Наличие сертификата соответствия и паспорта изделия, включая результаты ультразвукового контроля (УЗК), данные о химическом составе и механических свойствах металла.
- Маркировку на поверхности фланца: товарный знак производителя, условный проход (Ду), условное давление (Ру), марку стали, номер плавки.
- Для исполнения 1: Спирально-навитые прокладки (СНП) общего назначения или графитовые.
- Для неагрессивных сред (вода, воздух): Паронитовые прокладки ПОН или ПМБ.
- Для агрессивных сред: Прокладки из фторопласта-4 (ФУМ), терморасширенного графита.
- Для исполнений 2 и 3: Фторопластовые или металлические прокладки овального или восьмиугольного сечения.
Конструктивные особенности и исполнения уплотнительной поверхности
Согласно ГОСТ 12820-80, фланцы Ду 50 различаются по исполнению поверхности под уплотнение. От выбора исполнения зависит тип прокладки и герметичность соединения.
Основные геометрические параметры и размеры (по ГОСТ 12820-80)
Для фланца Ду 50 ключевыми размерами являются наружный диаметр (D), диаметр окружности расположения болтов (D₁), диаметр болтовой окружности (D₂), количество и диаметр отверстий под крепеж, а также толщина (h). Размеры варьируются в зависимости от условного давления (Ру).
| Условное давление, Ру (МПа) | Наружный диаметр фланца, D (мм) | Диаметр окружности расположения болтов, D₁ (мм) | Количество отверстий, n | Диаметр отверстий под болт, d (мм) | Толщина фланца, h (мм) | Диаметр болта/шпильки |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0.1; 0.25 | 160 | 125 | 4 | 18 | 16 | М16 |
| 0.6 | 160 | 125 | 4 | 18 | 18 | М16 |
| 1.0 | 160 | 125 | 4 | 18 | 18 | М16 |
| 1.6 | 165 | 130 | 4 | 18 | 20 | М16 |
| 2.5 | 165 | 130 | 8 | 18 | 22 | М16 |
Материалы изготовления и марки стали
Выбор марки стали для фланца Ду 50 определяется рабочими параметрами среды (давление, температура), ее агрессивностью и требованиями нормативной документации.
Области применения в энергетике и промышленности
Фланцы Ду 50 являются критически важными элементами в следующих системах:
Технология монтажа и сварки
Качество фланцевого соединения напрямую зависит от правильности монтажа. Процесс включает несколько этапов:
Критерии выбора и контроль качества
При выборе фланца стального плоского приварного Ду 50 необходимо учитывать:
>
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем плоский приварной фланец отличается от воротникового (приварного встык)?
Плоский фланец приваривается к трубе двумя угловыми швами и располагается свободно на трубе. Воротниковый фланец (ГОСТ 12821-80) имеет коническую юбку и приваривается одним стыковым швом, что создает более прочное и жесткое соединение, лучше распределяющее механические нагрузки. Воротниковые фланцы применяются при более высоких давлениях и температурах, а также в условиях знакопеременных нагрузок и вибрации.
Как перевести Ду 50 в дюймы?
Условный проход Ду 50 приблизительно соответствует 2 дюймам (2″). Однако это именно условный, а не точный размер. Наружный диаметр трубы, на которую предназначен фланец Ду 50, может различаться в зависимости от толщины стенки (например, для трубы 57х3.5 мм или 57х4.5 мм).
Какое максимальное давление выдерживает фланец Ду 50 из стали 09Г2С?
Максимальное допустимое рабочее давление определяется не только материалом, но и конструктивным рядом. Для плоского приварного фланца по ГОСТ 12820-80 из стали 09Г2С при температуре +20°С максимальное условное давление составляет 2.5 МПа (25 кгс/см²). При повышении температуры допустимое давление снижается в соответствии с таблицами ГОСТ или расчетами на прочность.
Какие прокладки рекомендуется использовать с фланцами Ду 50?
Выбор прокладки зависит от исполнения фланца и параметров среды:
Как правильно затягивать болты на фланцевом соединении Ду 50?
Затяжку необходимо производить динамометрическим ключом в определенной последовательности (крест-накрест) для равномерного обжатия прокладки. Момент затяжки рассчитывается исходя из типа прокладки, давления и размера крепежа. Например, для болтов М16 при использовании спирально-навитой прокладки момент затяжки может составлять 80-100 Н·м. Запрещается затягивать болты последовательно по кругу.
Требуется ли термообработка фланцев после сварки?
Требование к термообработке (отпуску) сварных соединений фланцев регламентируется нормами технологического проектирования (например, РД 153-34.1-003-01). Для фланцев из углеродистых сталей (Ст20) при толщине стенки трубы более 20 мм, а также для фланцев из легированных сталей (09Г2С, 15Х5М) после сварки, как правило, требуется местный или общий высокий отпуск для снятия сварочных напряжений.