Фланцы стальные плоские приварные Ду 80

Фланцы стальные плоские приварные Ду 80: технические характеристики, стандарты и применение

Фланец стальной плоский приварной Ду 80 представляет собой кольцевую деталь с равномерно расположенными отверстиями для болтов или шпилек, предназначенную для герметичного соединения участков трубопроводов, присоединения к ним арматуры, оборудования и приборов. Условный проход (Ду) 80 мм соответствует наружному диаметру трубы 89 мм по ГОСТ 33259-2015 (трубы ВГП) или 88.9 мм (трубы бесшовные). Данный типоразмер широко распространен в технологических трубопроводах среднего давления, системах водоснабжения, тепловых сетях, нефтегазовой и химической промышленности.

Конструктивные особенности и способ монтажа

Плоский приварной фланец (тип 01 по ГОСТ 33259-2015, ранее тип 1 по ГОСТ 12820-80) характеризуется плоской посадочной поверхностью. Конструктивно он представляет собой плоское кольцо, которое в процессе монтажа надевается на торец трубы и приваривается двумя угловыми швами: по периметру трубы (в торец) и по внутреннему диаметру фланца. Этот тип отличается простотой изготовления, но имеет ограничения по применению в условиях высоких давлений, циклических нагрузок и в системах с хрупкой арматурой, где предпочтительны фланцы воротниковые (тип 11).

Основные стандарты и технические требования

В Российской Федерации и странах СНГ основным нормативным документом, регламентирующим параметры плоских приварных фланцев, является межгосударственный стандарт ГОСТ 33259-2015 «Фланцы арматуры, соединительных частей и трубопроводов на номинальное давление до PN 250. Конструкция, размеры и общие технические требования». Он гармонизирован с европейскими стандартами серии EN 1092-1. Для фланцев, изготовленных по устаревшим, но еще действующим чертежам, может применяться ГОСТ 12820-80 «Фланцы стальные плоские приварные на Ру от 0,1 до 2,5 МПа». Ключевые параметры фланца Ду 80 определяются рядом номинальных давлений (PN).

Геометрические размеры и масса фланцев Ду 80 по ГОСТ 33259-2015 (PN6, PN10, PN16, PN25, PN40)

В таблице приведены сводные данные для наиболее распространенных рядов давления. Размеры указаны в миллиметрах.

Материалы изготовления и выбор марки стали

Материал фланца выбирается исходя из параметров рабочей среды (давление, температура, агрессивность) и должен соответствовать материалу соединяемых элементов трубопровода. Основные марки сталей регламентированы ГОСТ 33259-2015.

• Ст20, Ст20пс – углеродистые стали общего назначения. Применяются для трубопроводов с неагрессивными средами (вода, пар, воздух, азот) при температуре от -40 до +425°C.
• 09Г2С – низколегированная сталь. Используется для работы в условиях низких температур (до -70°C) и повышенных нагрузок.
• 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т, 08Х18Н10Т – коррозионно-стойкие аустенитные стали. Применяются для агрессивных сред в химической, нефтехимической и пищевой промышленности.
• 13ХФА, 15ХМ – легированные стали для работы при повышенных температурах (до 550-590°C) в энергетике (тепловые сети, пар).

Механические свойства материала (предел текучести, временное сопротивление, ударная вязкость) должны подтверждаться сертификатами производителя.

Типы уплотнительных поверхностей

Герметичность фланцевого соединения обеспечивается прокладкой, размещаемой между уплотнительными поверхностями фланцев. Для плоских приварных фланцев Ду 80 применяются следующие основные типы исполнений:

• Исполнение 1 (А): Гладкая уплотнительная поверхность. Применяется с мягкими прокладками (паронит, резина, фторопласт) в системах низкого и среднего давления (обычно до PN 16).
• Исполнение 2 (В): Выступ-впадина (шип-паз). Обеспечивает точную фиксацию прокладки, предотвращает ее выдувание. Используется с металлическими зубчатыми или овальными прокладками в условиях высоких давлений и температур (PN 25, PN 40).
• Исполнение 3 (D): Шип-паз с фаской. Аналогично исполнению 2, но с облегченной конструкцией шипа.
• Исполнение 4 (F): Под линзовую прокладку. Специализированное исполнение для высокотемпературных и высоконапорных соединений в энергетике.
• Исполнение 5 (E): Под прокладку овального сечения. Для критически важных соединений в нефтегазовой отрасли.

Комплектация фланцевого соединения Ду 80

Для сборки узла необходимы:

• Два фланца с идентичными параметрами (PN, Dy, исполнение уплотнения).
• Крепежные изделия: болты, шпильки, гайки, шайбы. Класс прочности крепежа должен соответствовать рабочему давлению. Для PN 16 и выше обычно применяется крепеж класса прочности 5.6, 8.8. Диаметр и длина болтов/шпилек выбираются по таблицам ГОСТ.
• Уплотнительная прокладка. Материал прокладки (резина, паронит, металлографит, фторопласт, сталь) выбирается в зависимости от среды и температуры.

Области применения и ограничения

Фланцы стальные плоские приварные Ду 80 нашли широкое применение в следующих отраслях:

• ЖКХ и строительство: Магистральные и внутриквартальные сети холодного и горячего водоснабжения, тепловые пункты, системы отопления.
• Промышленность: Технологические трубопроводы с неагрессивными средами (сжатый воздух, пар низкого давления, техническая вода).
• Нефтегазовый комплекс: Вспомогательные трубопроводы низкого давления, системы пожаротушения, обвязка резервуаров.
• Энергетика: Обвязка вспомогательного оборудования котельных, трубопроводы питательной и конденсатной воды средних параметров.

Ограничения: Не рекомендуется применять плоские приварные фланцы на трубопроводах с высокими циклическими нагрузками (вибрация, пульсация), в системах с частыми монтажно-демонтажными работами, а также при температуре ниже -70°C и выше +450-500°C (в зависимости от марки стали), где требуются более надежные фланцы с шейкой (воротниковые).

Контроль качества и маркировка

Каждый фланец должен иметь четкую маркировку, включающую:

• Товарный знак или наименование производителя.
• Условный проход (Ду 80).
• Номинальное давление (PN).
• Условное обозначение материала (например, Ст20).
• Исполнение уплотнительной поверхности.
• Знак Ростехнадзора (для продукции, подлежащей сертификации для опасных объектов).

Контролю подлежат геометрические размеры (особенно толщина, диаметры и разметка отверстий), качество поверхности (отсутствие раковин, трещин), механические свойства материала, качество сварных швов (для сварных фланцевых узлов).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается фланец Ду 80 от фланца DN 80?

Ничем не отличается. DN (Diameter Nominal) – это международное обозначение номинального диаметра, а Ду (Диаметр условный) – российское. Для данного размера они численно равны (80).

Как правильно подобрать крепеж для фланцевого соединения Ду 80 PN 16?

Для фланца Ду 80 PN 16 по ГОСТ 33259-2015 требуется 8 шпилек или болтов М16. Длина резьбовой части зависит от толщины фланцев и выбранной прокладки. Стандартная длина шпильки для данного узла обычно составляет 110-120 мм. Класс прочности крепежа – не ниже 5.6 для систем с неагрессивными средами, для ответственных узлов рекомендуется 8.8.

Можно ли приваривать фланец Ду 80 PN 40 к трубе Ду 80 PN 16?

Нет, это недопустимо. Все элементы фланцевого соединения (фланцы, прокладки, крепеж) должны иметь одинаковое номинальное давление (PN). Фланец PN 40 имеет большую толщину, иные геометрические параметры и рассчитан на более высокие нагрузки. Использование разнорядных элементов приведет к неправильному распределению нагрузки, протечкам и аварии.

Какой тип прокладки рекомендуется для фланцев Ду 80 на паре с температурой 200°C и давлением 1.3 МПа (13 бар)?

Для таких параметров (PN 16 по давлению) оптимальным выбором будет паронитовая прокладка общего назначения (ПОН) или терморасширенный графит на стальной окантовке. Резиновые прокладки в данном случае не применяются из-за высокой температуры.

В чем ключевое отличие плоского приварного фланца от фланца воротникового?

Плоский фланец приваривается по торцу трубы и внутреннему диаметру, создавая два угловых шва. Воротниковый (с шейкой) фланец имеет коническую шейку, которая приваривается встык одним сварным швом к торцу трубы. Это обеспечивает лучшую компенсацию механических напряжений, особенно при изгибающих нагрузках и перепадах температур, поэтому воротниковые фланцы применяются на более ответственных трубопроводах высокого давления и температуры.

Существуют ли оцинкованные фланцы Ду 80?

Да, для защиты от коррозии в неагрессивных средах фланцы из углеродистой стали (Ст20) часто подвергают горячему цинкованию или гальваническому цинкованию. Важно помнить, что цинковое покрытие может повреждаться в зоне сварки, и его не рекомендуется применять для сред с температурой выше 200°C, а также в системах с питьевой водой без специальных разрешений.

Как проверить качество фланца при получении на склад?

Необходимо выполнить визуальный и измерительный контроль: проверить наличие и четкость маркировки, отсутствие литейных раковин, трещин, заусенцев. Штангенциркулем или шаблоном проконтролировать ключевые размеры – толщину, наружный диаметр, диаметр окружности отверстий и самих отверстий, их количество и равномерность разметки. Для ответственных объектов запросить у поставщика сертификаты соответствия и паспорта качества на материал.