Фланец Ду 200 представляет собой соединительный элемент трубопроводной арматуры, резервуаров, аппаратов и оборудования, предназначенный для создания разъемных соединений. Условный диаметр (Ду, DN) 200 мм указывает на номинальный внутренний диаметр присоединяемого трубопровода и составляет приблизительно 200 мм, при этом наружные диаметры и геометрические параметры фланца строго стандартизированы. Данный типоразмер широко распространен в магистральных трубопроводах, системах водоснабжения и теплоснабжения, нефтегазовой, химической и энергетической отраслях.
Ключевыми параметрами фланцев являются условный диаметр (Ду), условное давление (Ру/PN), тип исполнения уплотнительной поверхности и материал изготовления. Для Ду 200 эти параметры регламентируются следующими основными стандартами:
Соответствие условного диаметра Ду (DN) и американского размера NPS (Nominal Pipe Size) для данного типоразмера: Ду 200 соответствует NPS 8. Важно помнить, что наружный диаметр трубы по ASME не равен 200 мм, а составляет 219.1 мм (8.625 дюйма) для стандартной трубы Schedule 40.
Выбор типа фланца определяется условиями эксплуатации, давлением, температурой, монтажными требованиями и частотой демонтажа соединения.
Конструктивно представляет собой плоское кольцо с отверстиями под шпильки/болты. Монтаж осуществляется путем насадки фланца на трубу и приварки двумя угловыми швами с внешней и внутренней стороны. Применяется на трубопроводах низкого и среднего давления (как правило, до Ру 25 кгс/см² / PN 25), где температура не превышает 300-450°C в зависимости от марки стали. Основное преимущество — низкая стоимость и простота изготовления. Недостаток — концентрация напряжений в зоне сварки и невозможность применения при высоких циклических нагрузках.
Имеет коническую горловину (воротник), которая приваривается встык к торцу трубы одним сварным швом. Это обеспечивает равномерное распределение механических напряжений, повышенную прочность и гибкость соединения. Рекомендован для работы в условиях высоких давлений (вплоть до Ру 200/PN 200), температурных перепадов, вибрационных и ударных нагрузок. Является основным типом для критических магистралей в энергетике и нефтехимии.
Состоит из двух элементов: собственно фланца (свободная часть) и приварного кольца. Кольцо приваривается к трубе, а свободный фланец остается незакрепленным, что позволяет легко совмещать отверстия под болты при монтаже и демонтаже, особенно в стесненных условиях или при частой ревизии арматуры. Применяется с рубашками, в химических установках, для футерованных труб. Экономически выгоден при использовании фланцев из дорогих коррозионно-стойких сталей, так как кольцо может быть из более дешевого материала.
Имеет внутреннюю резьбу для навинчивания на трубу с соответствующей наружной резьбой. Применяется редко для Ду 200 из-за сложности нарезания резьбы на трубах большого диаметра и недостаточной прочности соединения при высоких давлениях. Может использоваться в низконапорных системах, для монтажа в труднодоступных местах без сварки.
Тип поверхности определяет вид и эффективность прокладочного материала.
Выбор материала определяется агрессивностью среды, давлением и температурой.
| Марка стали (ГОСТ, EN) | Область применения | Рабочая температура, °C |
|---|---|---|
| Ст20, Ст3сп (S235JR) | Водяные, паровые, воздушные неагрессивные среды низкого давления. | -30 до +400 |
| 09Г2С (P355GH) | Магистральные трубопроводы, тепловые сети. Повышенная прочность при низких температурах. | -70 до +450 |
| 12Х18Н10Т (AISI 321), 10Х17Н13М2Т (AISI 316Ti) | Агрессивные среды: кислоты, щелочи, продукты нефтепереработки. Коррозионно-стойкие стали. | -196 до +600 |
| 15Х5М (AISI 501), 13CrMo4-5 | Трубопроводы высоких температур (перегретый пар, нефтепродукты). Жаропрочные стали. | до +600-650 |
Основные размеры для фланца Ду 200 (NPS 8) класса давления Ру 16 (PN 16):
Примечание: Точные размеры необходимо сверять по актуальным таблицам стандартов в зависимости от типа, давления и исполнения.
Качество соединения зависит от правильности монтажа. Последовательность операций:
Фланцы подлежат входному контролю: проверка сертификатов, визуальный осмотр, измерение геометрии (штангенциркулем, шаблонами), ультразвуковой или магнитопорошковый контроль для выявления внутренних дефектов (трещин, расслоений). Распространенные дефекты: отклонения в размерах, несоосность отверстий, повреждение уплотнительной поверхности, маркировки.
Ничем. DN (Diameter Nominal) — это международное обозначение условного диаметра, эквивалентное российскому Ду (Условный диаметр). Оба обозначения для данного случая означают номинальный диаметр 200 мм.
Прямое соединение, как правило, невозможно из-за различий в геометрических параметрах: наружный диаметр фланца (D), диаметр болтовой окружности (D1), количество и размер крепежных отверстий, типы уплотнительных поверхностей. Для соединения таких фланцев необходимо использовать переходные (адаптерные) фланцы или специальные переходные плиты.
Выбор зависит от среды и температуры. Для воды/пара до +120°C часто используют паронитовые прокладки ПОН (общего назначения). Для более высоких температур, агрессивных сред или повышенных требований к герметичности применяют спирально-навитые прокладки (СНП) с заполнителем из фторопласта или графита и внешним ограничительным кольцом. Для исполнения «шип-паз» или «выступ-впадина» прокладка должна соответствовать его геометрии.
Для Ру 16 (PN 16) обычно применяются шпильки (предпочтительнее, так как исключают проворачивание болта при затяжке) или болты с шестигранной головкой. Размер крепежа: для Ду 200 Ру 16 — М24. Класс прочности не ниже 8.8 для стандартных применений, для ответственных узлов — 10.9. Обязательно использование упругих шайб (гровер) и смазки резьбы для обеспечения равномерной затяжки.
Эта маркировка расшифровывается следующим образом: Условный диаметр (Ду) 200 мм, условное давление (Ру) 16 кгс/см², материал — сталь марки 20, изготовлен в соответствии с ГОСТ 33259-81 (ныне заменен на ГОСТ 33259-2015).
Фланцы Ду 200 являются критически важными элементами трубопроводных систем большого диаметра. Их корректный подбор, учитывающий тип, исполнение уплотнительной поверхности, материал, стандарт и рабочие параметры среды, определяет надежность и безопасность всей технологической линии. Строгое соблюдение регламентов монтажа, в особенности процедуры многоходовой затяжки с контролем момента, а также проведение регулярного технического обслуживания и диагностики (подтяжка соединений, замена прокладок) являются обязательными условиями для обеспечения долговечной и безаварийной эксплуатации фланцевых соединений в энергетике и промышленности.