Фланцы стальные плоские Ду 50: конструкция, стандарты, применение и монтаж

Фланец стальной плоский Ду 50 представляет собой кольцевую или дисковую деталь с равномерно расположенными отверстиями для болтов или шпилек, предназначенную для герметичного соединения трубопроводной арматуры, присоединения труб к аппаратам, резервуарам или машинам, а также для монтажа ответвлений. Условный проход (Ду) 50 мм соответствует наружному диаметру присоединяемой трубы приблизительно 57 мм (для стальных труб по ГОСТ 10704-91). Данный типоразмер является одним из наиболее востребованных в технологических и магистральных трубопроводах среднего и низкого давления в энергетике, ЖКХ, нефтегазовой и химической промышленности.

Конструктивные особенности и геометрические параметры

Плоский фланец отличается от фланца стального приварного встык (воротникового) отсутствием конической шейки для приварки встык. Он монтируется путем насадки на трубу и приварки двумя сварными швами: по периметру трубы (с торца) и по внутреннему диаметру фланца (со стороны внутреннего отверстия). Это определяет его основные сферы применения – системы с умеренными нагрузками.

Ключевые геометрические параметры фланца плоского Ду 50 регламентируются стандартами. Основным в РФ и странах СНГ является ГОСТ 33259-2015 (на замену устаревшему ГОСТ 12820-80), который гармонизирован с европейскими нормами EN 1092-1. Для систем, работающих под давлением, также применяется ГОСТ 33259-2015 (фланцы стальные плоские приварные).

Таблица 1. Основные размеры фланца плоского Ду 50 по ГОСТ 33259-2015 (тип 01, исполнение 1)

Условный проход, Ду (мм)	Наружный диаметр фланца, D (мм)	Диаметр окружности болтов, D1 (мм)	Количество отверстий, n	Диаметр отверстий под болты, d (мм)	Толщина, b (мм)	Диаметр уплотнительной поверхности, D2 (мм)
50	165	125	4	18	18	110

Примечание: Исполнение 1 предполагает уплотнительную поверхность с соединительным выступом. Исполнение 2 – с выступом, исполнение 3 – с впадиной, исполнение 4 – под линзовую прокладку, исполнение 5 – под прокладку овального сечения. Наиболее распространено исполнение 1.

Технические характеристики и материалы изготовления

Рабочие параметры фланца определяются двумя ключевыми показателями: условным давлением (Ру) и материалом изготовления.

• Условное давление (Ру): Для плоских фланцев Ду 50 стандартный ряд давлений включает 0.1; 0.25; 0.6; 1.0; 1.6; 2.5 МПа (или до 25 кгс/см²). Максимально допустимое рабочее давление снижается с ростом температуры транспортируемой среды. Выбор давления зависит от параметров технологического процесса.
• Материалы изготовления: Выбор марки стали регламентирован ГОСТ 33259-2015 и зависит от рабочих условий (давление, температура, агрессивность среды).

Таблица 2. Наиболее распространенные марки сталей для фланцев Ду 50

Марка стали	Аналог по EN	Область применения	Рабочая температура, °C
Ст20, Ст3сп	P235GH	Водяные, паровые, воздушные системы низкого давления (до Ру 2.5 МПа), неагрессивные среды.	-30 до +400
09Г2С	P355GH	Трубопроводы высокого давления, работающие при низких температурах (до -70°С), ответственные узлы в энергетике.	-70 до +450
12Х18Н10Т	X6CrNiTi18-10	Агрессивные среды (кислоты, щелочи), пищевая и химическая промышленность, системы с высокими требованиями к коррозионной стойкости.	-196 до +600
15Х5М	12CrMo9-10	Трубопроводы и оборудование, работающие в условиях высоких температур (перегретый пар), установки нефтепереработки.	-40 до +600

Области применения в энергетике и смежных отраслях

Фланцы плоские Ду 50 находят широкое применение в следующих системах:

• Теплоэнергетика: Вспомогательные трубопроводы насыщенного пара низкого давления, системы водоподготовки, дренажные и продувочные линии, трубопроводы технической воды.
• Водоснабжение и водоотведение: Магистральные и распределительные сети холодного и горячего водоснабжения, напорная канализация, обвязка насосных станций и фильтровальных установок.
• Нефтегазовая промышленность: Технологические линии с неагрессивными продуктами (масла, конденсат) на участках с давлением до 2.5 МПа, обвязка резервуаров.
• Химическая промышленность: При использовании из соответствующих коррозионно-стойких марок стали – линии транспортировки химических реагентов.
• Общепромышленное применение: Пневматические системы, системы вентиляции и кондиционирования, обвязка теплообменного оборудования.

Монтаж и требования к сварным соединениям

Качество монтажа фланцевого соединения напрямую влияет на его герметичность и долговечность. Порядок монтажа плоского фланца Ду 50:

1. Подготовка: Проверка геометрии фланца и состояния уплотнительных поверхностей (отсутствие задиров, раковин). Торец трубы должен быть обрезан строго перпендикулярно оси и зачищен.
2. Насадка фланца: Фланец надевается на трубу уплотнительной поверхностью от торца трубы (для удобства последующей установки прокладки).
3. Приварка: Выполняется два сварных шва. Первый – угловой шов, соединяющий торец фланца с наружной поверхностью трубы. Второй – внутренний кольцевой шов, соединяющий внутреннюю кромку фланца с торцом трубы. Требуется обеспечить соосность отверстий под крепеж с другими фланцами соединения.
4. Сборка соединения: Между уплотнительными поверхностями устанавливается прокладка (паронитовая, фторопластовая, металлическая в зависимости от среды). Болты или шпильки затягиваются крест-накрест динамометрическим ключом для обеспечения равномерного давления на прокладку.

Важно: Запрещается приваривать фланец к трубе, уже установленной в конструкции, если это приводит к попаданию брызг расплавленного металла на уплотнительную поверхность соседнего фланца или оборудования.

Преимущества и недостатки плоских фланцев по сравнению с другими типами

Преимущества:

• Более низкая стоимость по сравнению с фланцами встык из-за простоты конструкции и меньшего расхода металла.
• Упрощенный монтаж, не требующий торцовки трубы под сварной шов встык.
• Широкий ряд типоразмеров и доступность на рынке.

Недостатки:

• Меньшая прочность соединения, особенно при циклических нагрузках (вибрация, пульсация давления).
• Наличие двух сварных швов увеличивает зону термического влияния и время монтажа.
• Не рекомендуется для применения в системах с высоким давлением (как правило, выше 2.5 МПа при температуре до 300°C) и в условиях знакопеременных температур или сильных вибраций, где предпочтительны фланцы встык.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между фланцем плоским (ПФ) и фланцем приварным встык (ФП)?

Фланец приварной встык (воротниковый) имеет коническую шейку для приварки встык к торцу трубы, что обеспечивает более равномерное распределение механических напряжений и позволяет применять его в системах высокого давления, при переменных нагрузках и низких температурах. Плоский фланец проще и дешевле, но рассчитан на менее ответственные узлы.

Как правильно подобрать прокладку для фланцевого соединения Ду 50?

Выбор прокладки зависит от рабочей среды, температуры и давления. Для воды и пара до 120°C часто используют паронитовые ПОН. Для агрессивных сред – фторопластовые (тефлоновые). Для высоких параметров (пар, нефтепродукты) – металлические зубчатые или овальные прокладки. Наружный и внутренний диаметр прокладки должны соответствовать диаметрам уплотнительных поверхностей фланцев.

Каким нормативным документом регламентируется затяжка болтов фланцевого соединения?

Рекомендуемый момент затяжки указывается в проектной документации. В общем случае руководствуются данными производителя крепежа или стандартами, например, РД 153-34.1-003-01. Затяжка всегда производится динамометрическим ключом в несколько проходов по крестообразной схеме для исключения перекоса.

Допускается ли повторное использование плоских фланцев после демонтажа трубопровода?

Да, при условии, что при визуальном и инструментальном контроле не выявлено деформаций, повреждений резьбы в отверстиях, задиров и коррозии на уплотнительной поверхности. Прокладки всегда подлежат замене.

Как маркируется фланец плоский Ду 50?

Пример маркировки по ГОСТ 33259-2015: Фланец 1-50-1.6 ст. 09Г2С ГОСТ 33259-2015. Расшифровка: Исполнение 1, Ду 50 мм, Ру 1.6 МПа, из стали 09Г2С.

Заключение

Фланец стальной плоский Ду 50 является стандартизированным, экономичным и надежным решением для монтажа разъемных соединений в трубопроводных системах низкого и среднего давления. Корректный подбор по параметрам Ру, материалу и исполнению уплотнительной поверхности в соответствии с требованиями технологического процесса, а также соблюдение норм монтажа и затяжки – ключевые условия для обеспечения долговечной и герметичной работы фланцевого соединения на объектах энергетики и промышленности.