Фланцы стальные Ду 125: технические характеристики, стандарты и применение
Фланец стальной условным проходом Ду 125 представляет собой стандартизированный соединительный элемент трубопроводной арматуры, резервуаров, аппаратов и оборудования. Его основное назначение – создание разъемных соединений участков труб, обеспечивающих герметичность, прочность и возможность монтажа, демонтажа и обслуживания системы. Ду 125 указывает на номинальный диаметр, соответствующий внутреннему диаметру присоединяемого трубопровода, и составляет 125 мм. Внешние геометрические параметры, количество и диаметр крепежных отверстий строго регламентированы государственными стандартами (ГОСТ) и международными нормами.
Ключевые стандарты и типы фланцев Ду 125
В российской и постсоветской практике основными нормативными документами для стальных фланцев являются ГОСТы. Выбор конкретного типа зависит от рабочего давления в системе, температуры и агрессивности транспортируемой среды.
Фланцы стальные плоские приварные ГОСТ 12820-80
Данный тип фланцев монтируется путем насадки на трубу с последующей приваркой двумя угловыми швами по периметру трубы. Конструктивно не имеют выступающей юбки. Применяются в системах с условным давлением Ру от 0.1 до 2.5 МПа (от 1 до 25 кгс/см²). Для Ду 125 наиболее распространены исполнения 1 и 2 (с соединительным выступом и с выступом).
Основные параметры для фланца Ду 125 по ГОСТ 12820-80 (исполнение 1, Ру 1.6 МПа):
- Условный проход (Ду): 125 мм
- Наружный диаметр фланца (D): 280 мм
- Диаметр окружности расположения болтов (D1): 240 мм
- Диаметр болтовой окружности (Dб): 210 мм
- Количество отверстий под крепеж: 8 шт.
- Диаметр крепежных отверстий (d): 18 мм
- Диаметр болтов/шпилек: М16
- Толщина фланца (h): 22 мм
- Условный проход (Ду): 125 мм
- Наружный диаметр фланца (D): 280 мм
- Диаметр окружности расположения болтов (D1): 240 мм
- Диаметр болтовой окружности (Dб): 210 мм
- Количество отверстий под крепеж: 8 шт.
- Диаметр крепежных отверстий (d): 18 мм
- Диаметр болтов/шпилек: М16
- Высота воротника (H): 56 мм
- Толщина фланца (h): 22 мм
- Исполнение 1 (выступ-впадина): Один фланец имеет кольцевой выступ, второй – соответствующую впадину. Прокладка размещается во впадине, что предотвращает ее выдавливание. Применяется для средних и высоких давлений.
- Исполнение 2 (шип-паз): Аналогично исполнению 1, но с более выраженными элементами. Обеспечивает лучшую фиксацию мягких прокладок.
- Исполнение 3 (под линзовую прокладку): Используется с металлическими линзовыми прокладками для высоких давлений и температур.
- Исполнение 4 (под прокладку овального сечения): Для особо ответственных соединений на высоких параметрах.
- Исполнение 5 (гладкая): Плоская поверхность. Наиболее распространена для низких и средних давлений с использованием неметаллических прокладок (паронит, фторопласт, резина).
- Исполнение 6 (под фторопластовую прокладку): Имеет фаску для установки прокладки из фторопласта-4.
- Исполнение 7 (с шипом) и 8 (с пазом): Для соединения с арматурой по стандартам ASME/ANSI.
- Исполнение 9 (под металлическую прокладку): С конической канавкой для прокладок овального или восьмигранного сечения.
- Теплоэнергетика: Трубопроводы питательной воды, пара низкого и среднего давления, конденсатопроводы, системы технического водоснабжения ТЭЦ и котельных.
- Нефтегазовая промышленность: Технологические линии с умеренным давлением, вспомогательные трубопроводы, системы пожаротушения.
- Химическая промышленность: Магистрали для транспортировки химических реагентов (с выбором соответствующего материала исполнения, например, 12Х18Н10Т).
- Водоснабжение и водоотведение: Магистральные и распределительные сети, насосные станции, очистные сооружения.
- Общепромышленное применение: Вентиляционные системы высокого давления, пневмотранспорт, системы сжатого воздуха.
- Неравномерная затяжка крепежных элементов (перекос).
- Некорректный подбор или разрушение прокладочного материала под воздействием температуры или среды.
- Механические повреждения уплотнительной поверхности (царапины, вмятины).
- Ослабление затяжки болтов/шпилек вследствие вибраций или температурных деформаций (требует периодической подтяжки).
- Превышение рабочих параметров системы (давления, температуры).
Фланцы стальные приварные встык (воротниковые) ГОСТ 12821-80
Фланцы этого типа имеют коническую переходную часть (воротник), которая приваривается встык к торцу трубы. Такая конструкция обеспечивает более высокую прочность и жесткость соединения по сравнению с плоскими фланцами, особенно при переменных нагрузках и вибрациях. Применяются в широком диапазоне давлений от 0.1 до 20.0 МПа (от 1 до 200 кгс/см²).
Основные параметры для фланца Ду 125 по ГОСТ 12821-80 (Ру 1.6 МПа):
Фланцы стальные свободные на приварном кольце ГОСТ 12822-80
Конструкция состоит из двух элементов: фланца и приварного кольца. Кольцо приваривается к трубе, а свободный фланец, имеющий такой же геометрический профиль, что и ответный фланец на оборудовании, остается незакрепленным. Это позволяет легко совмещать отверстия под болты при монтаже, особенно на сложных участках или при частой разборке соединения. Применяются для Ру от 0.1 до 2.5 МПа.
Материалы изготовления и марки сталей
Выбор марки стали для фланцев Ду 125 определяется параметрами рабочей среды (давление, температура, химический состав) и регламентируется стандартами ГОСТ 12816-80 (Фланцы арматуры, соединительных частей и трубопроводов) и ГОСТ 33259-2015 (Фланцы арматуры и соединительных частей трубопроводов на номинальное давление до PN 250).
| Марка стали | Обозначение по ГОСТ | Область применения | Рабочая температура, °C |
|---|---|---|---|
| Ст3сп, Ст3пс | 20 | Водяные, паровые, газовые системы общего назначения при неагрессивных средах. | От -40 до +425 |
| 09Г2С | 09Г2С | Системы, работающие при низких температурах (ниже -40°C). | До -70 |
| 12Х18Н10Т | 12Х18Н10Т | Агрессивные среды (кислоты, щелочи), высокие температуры, пищевая промышленность. | От -196 до +600 |
| 10Х17Н13М2Т | 10Х17Н13М2Т | Особо агрессивные среды, содержащие хлориды. | До +600 |
| 15Х5М | 15Х5М | Трубопроводы и оборудование, работающие в средах с высокой температурой (перегретый пар). | До +600 |
Конструкция уплотнительной поверхности
Герметичность фланцевого соединения обеспечивается за счет сжатия прокладочного материала между уплотнительными поверхностями фланцев. Для Ду 125 применяются несколько типов исполнений уплотнительных поверхностей по ГОСТ 12815-80:
Расчет и подбор крепежа для фланцевого соединения Ду 125
Для создания необходимого усилия обжатия прокладки применяются шпильки, гайки и шайбы. Крепеж подбирается в соответствии с рабочим давлением, температурой и материалом фланцев. Для фланцев Ду 125 на Ру 1.6 МПа, как правило, используются 8 шпилек М16. Материал крепежа должен соответствовать материалу фланцев и условиям эксплуатации. Для сталей Ст3/20 применяют шпильки из стали 35, для легированных и нержавеющих сталей – из стали 20Х13 или 12Х18Н10Т. Критически важным является правильный момент затяжки, обеспечивающий равномерное обжатие прокладки без перекоса и повреждения фланцев.
Области применения в энергетике и промышленности
Фланцы Ду 125 широко используются в следующих системах:
Монтаж и контроль фланцевых соединений Ду 125
Порядок монтажа включает: проверку состояния уплотнительных поверхностей (отсутствие забоин, рисок), установку прокладки, совмещение фланцев, установку крепежа и его равномерную затяжку крест-накрест. Контроль качества соединения осуществляется визуально, а также методами неразрушающего контроля (например, капиллярная дефектоскопия сварных швов). Для ответственных соединений применяется динамометрический ключ для контроля момента затяжки.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается фланец Ду 125 от фланца DN 125?
Ничем не отличается. Ду – это условное обозначение условного прохода на постсоветском пространстве (от рус. «Духовой»). DN – международное обозначение (Diameter Nominal). Цифровые значения для одного типоразмера совпадают. Таким образом, фланец Ду 125 и фланец DN 125 – это одно и то же.
Как правильно подобрать прокладку для фланца Ду 125 на Ру 16?
Выбор прокладки зависит от исполнения уплотнительной поверхности фланца, параметров среды и температуры. Для гладких поверхностей (исп. 5) при температуре до 100°C и неагрессивных средах часто используют паронитовые прокладки ПОН (общего назначения). Для исполнений 1 и 2 – соответствующие прокладки «впадина-выступ». Для агрессивных сред применяют фторопластовые (ФУМ) или металлические прокладки (для исполнений 3, 4, 9). Необходимо руководствоваться ГОСТ 15180-86 и ГОСТ Р 53561-2009 (ASME B16.20).
Можно ли соединить фланец ГОСТ с фланцем ANSI (ASME) того же диаметра 125 мм?
Прямое соединение, как правило, невозможно из-за различий в геометрических параметрах: диаметрах окружностей расположения болтов (D1, Dб), количестве и диаметре крепежных отверстий, а также типах уплотнительных поверхностей. Фланец DN 125 (5″) по ANSI B16.5 Class 150 имеет 8 отверстий под болты диаметром ¾» (19 мм) на окружности 200 мм, в то время как у фланца ГОСТ 12821-80 Ду 125 на Ру 1.6 (аналог Class 150) 8 отверстий под М16 (18 мм) на окружности 210 мм. Для соединения таких фланцев необходимо использовать переходные (адаптерные) элементы.
Как маркируется фланец Ду 125 из стали 09Г2С?
Пример условного обозначения фланца приварного встык Ду 125 на Ру 1.6 МПа (16 кгс/см²), исполнения 1, из стали 09Г2С: Фланец 1-125-16 09Г2С ГОСТ 12821-80. Для плоского приварного фланца: Фланец 1-125-16 09Г2С ГОСТ 12820-80.
Каковы основные причины разгерметизации фланцевых соединений Ду 125?
Существуют ли фланцы Ду 125 из нержавеющей стали для пищевой промышленности?
Да, для таких применений используются фланцы, изготовленные из коррозионно-стойких сталей марок 12Х18Н10Т (аналог AISI 321), 08Х18Н10 (AISI 304) или 10Х17Н13М2Т (AISI 316). Их поверхность часто подвергается дополнительной обработке – шлифовке или электрополировке для снижения адгезии и облегчения санитарной обработки.
Заключение
Фланец стальной Ду 125 является критически важным стандартизированным элементом трубопроводных систем в энергетике и промышленности. Его корректный подбор, учитывающий тип (плоский, воротниковый, свободный), материал (Ст3, 09Г2С, 12Х18Н10Т), исполнение уплотнительной поверхности и условное давление, определяет надежность и долговечность всего соединения. Строгое соблюдение стандартов при изготовлении, правильная установка с применением соответствующего крепежа и прокладок, а также регулярный технический контроль являются обязательными условиями для безаварийной эксплуатации магистралей, транспортирующих различные технологические среды.