Фланцы Ду 200 Ру 16

Фланцы Ду 200 Ру 16: технические характеристики, стандарты и применение

Фланец Ду 200 Ру 16 представляет собой стандартизированный соединительный элемент трубопроводной арматуры, резервуаров, аппаратов и оборудования. Обозначение расшифровывается следующим образом: Ду 200 – условный проход, соответствующий номинальному внутреннему диаметру присоединяемого трубопровода (200 мм), Ру 16 – условное давление, на которое рассчитано соединение (16 кгс/см² или ~1,6 МПа). Данный типоразмер широко распространен в магистральных и технологических трубопроводах среднего давления в нефтегазовой, химической, энергетической и коммунальной отраслях.

Стандарты и конструктивные исполнения

Производство фланцев Ду 200 Ру 16 регламентируется рядом межгосударственных и отраслевых стандартов, определяющих их геометрию, технические требования и материалы. Выбор стандарта обусловлен проектными требованиями и условиями эксплуатации.

• ГОСТ 33259-2015 (на замену ГОСТ 12820-80): Фланцы стальные приварные встык (воротниковые). Наиболее распространенный тип для ответственных трубопроводов. Конструкция с конической ступицей (воротником) обеспечивает плавное перераспределение механических напряжений и оптимальна для работы при переменных нагрузках и температурах. Применяются для трубопроводов с условным давлением от Ру 1,0 до Ру 25,0.
• ГОСТ 33259-2015 (на замену ГОСТ 12821-80): Фланцы стальные приварные плоские. Устанавливаются путем насадки на трубу и приварки двумя швами по периметру. Используются в системах с более низкими нагрузками по сравнению с воротниковыми. Требуют точной обрезки трубы в торец. Часто применяются для монтажа на готовые трубные заготовки.
• ГОСТ 33259-2015 (на замену ГОСТ 12822-80): Фланцы стальные свободные на приварном кольце. Конструкция состоит из фланца и кольца, выполненных из разных марок стали (фланец – часто более дешевой). Кольцо приваривается к трубе, а свободный фланец остается незакрепленным, что облегчает монтаж и стыковку болтовых отверстий. Эффективны при частых разборках, изоляции и в труднодоступных местах.
• АСМЕ/ANSI B16.5 (американский стандарт): Соответствующий типоразмер – Class 150 (для рабочих условий, сопоставимых с Ру 16). Имеют отличия в габаритных размерах, количестве и диаметре болтовых отверстий. Применяются на объектах, построенных по американским нормам, или с импортным оборудованием.
• EN 1092-1 (европейский стандарт): Соответствующие обозначения – PN 16 и DN 200. Типы исполнений: Type 11 (свободные с приварным кольцом), Type 01 (приварные встык), Type 02 (плоские приварные). Имеют свои ряды по диаметрам болтов и количеству отверстий.

Основные геометрические параметры и материалы

Геометрия фланца Ду 200 Ру 16 по ГОСТ 33259-2015 (для воротникового типа) включает следующие ключевые параметры:

• Наружный диаметр фланца (D): 335 мм.
• Диаметр окружности расположения болтовых отверстий (D1): 295 мм.
• Количество и диаметр болтовых отверстий: 8 отверстий под болты/шпильки М20.
• Диаметр болтовой окружности (для свободных фланцев): 340 мм (для Ру 1,6).
• Толщина фланца (h): 24 мм (для воротникового типа 12820-80).
• Высота ступицы (H): 46 мм (зависит от исполнения).
• Тип уплотнительной поверхности: Исполнения 1-9. Наиболее распространены:
  • Исполнение 1: Гладкая уплотнительная поверхность.
  • Исполнение 2: Выступ-впадина (шип-паз).
  • Исполнение 3: Линзовая прокладка.
  • Исполнение 4: Под овальную прокладку.
  • Исполнение 5: Шип (для фланцев арматуры).
  • Исполнение 6: Впадина (для фланцев арматуры).

Материалы изготовления выбираются исходя из параметров рабочей среды (давление, температура, агрессивность) и норм проектирования.

Таблица 1. Основные марки сталей для фланцев Ду 200 Ру 16

Марка стали (ГОСТ)	Область применения	Климатическое исполнение (ГОСТ 15150)
Ст20, 20пс	Для неагрессивных сред (вода, пар, инертные газы) при температуре от -40 до +475°C.	У, ХЛ, УХЛ
09Г2С	Для низкотемпературных сред (до -70°C) и повышенных нагрузок. Широко используется в северном исполнении.	ХЛ, УХЛ
12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т	Коррозионно-стойкие (нержавеющие) стали. Для агрессивных сред: кислоты, щелочи, морская вода, пищевые производства.	Все исполнения
15Х5М	Жаростойкая сталь для сред с высокой температурой (нефтепереработка, энергетика).	У, Т

Комплектация фланцевого соединения Ду 200 Ру 16

Герметичное соединение формируется не только фланцами, но и комплектом крепежа и уплотнений.

• Крепежные изделия: Для Ру 16 применяются шпильки (ГОСТ 9066-75) или болты (ГОСТ 7798-70) класса прочности не ниже 5.6, чаще 8.8. Количество – 8 штук. Диаметр резьбы – М20. Длина шпильки рассчитывается исходя из толщины фланцев, прокладки, гаек и необходимого запаса на выход резьбы (обычно 2-3 нитки). Обязательно использование двух гаек на каждую шпильку. Материал крепежа должен быть совместим с материалом фланца во избежание электрохимической коррозии.
• Прокладки: Выбор зависит от типа уплотнительной поверхности и среды.
  • Паронит ПОН, ПМБ: Универсальный материал для нефтепродуктов, воды, пара умеренных параметров.
  • Фторопласт (F4): Для агрессивных химических сред.
  • Металлические прокладки (оцинкованная сталь, медь, алюминий): Для высоких давлений и температур, часто в исполнениях «шип-паз» или «паз-выступ».
  • Спирально-навитые прокладки (СНП): Комбинированные металл-графит/паронит. Обеспечивают высокую герметичность для широкого диапазона условий.

Монтаж, контроль и эксплуатация

Порядок сборки фланцевого соединения регламентирован технической документацией (РД, СНиП). Ключевые этапы:

1. Подготовка: Проверка геометрии фланцев, состояния уплотнительных поверхностей (отсутствие задиров, раковин), чистоты резьбы крепежа.
2. Установка прокладки: Прокладка должна быть установлена ровно, без перекосов, строго по центру.
3. Стяжка: Болты/шпильки затягиваются в определенной последовательности – крест-накрест (диаметрально противоположно) для равномерного прижатия прокладки. Затяжка производится в несколько приемов (минимум два) динамометрическим ключом с контролем момента затяжки. Момент затяжки для болтов М20 класса 8.8 составляет примерно 200-250 Н·м (точное значение указывается в проекте).
4. Контроль: После монтажа и в процессе эксплуатации соединение проверяется на отсутствие течей визуально и с помощью приборов. В ответственных системах применяется контроль ультразвуком или методом магнитопорошковой дефектоскопии сварных швов.

Области применения

Фланцы Ду 200 Ру 16 являются базовыми элементами для:

• Магистральных трубопроводов водоснабжения и тепловых сетей (второстепенные магистрали, вводы в здания).
• Технологических линий на предприятиях нефтехимии (транспорт продуктов переработки, технологические коммуникации среднего давления).
• Систем вентиляции и газоснабжения (при соответствующем материале и прокладках).
• Подключения насосного оборудования, теплообменных аппаратов, емкостного оборудования.
• Строительства котельных и малых ТЭЦ.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается фланец Ду 200 Ру 16 от фланца PN 16 DN 200?

Основное отличие – в стандартах. Ру 16 (ГОСТ/ГОСТ Р) и PN 16 (EN) – это разные системы стандартизации. Они могут иметь различия в геометрических размерах (наружный диаметр, диаметр болтовой окружности, количество болтов), хотя условный проход (200 мм) и номинальное давление (~1,6 МПа) сопоставимы. Прямая взаимозаменяемость возможна только если это предусмотрено проектом и подтверждено совпадением всех посадочных размеров и типа уплотнения.

Как правильно подобрать прокладку для фланца Ду 200 Ру 16?

Выбор прокладки определяется тремя факторами: 1) Исполнение уплотнительной поверхности фланцев (гладкая, шип-паз и т.д.). 2) Характеристики рабочей среды: температура, давление, химический состав (агрессивность). 3) Требования к герметичности (класс герметичности по ГОСТ 9544). Для гладких фланцев с водой при температуре до 100°C часто используют паронит ПОН. Для агрессивных сред – фторопласт. Для высоких параметров – металлические или спирально-навитые прокладки.

Можно ли использовать фланец Ру 16 для работы при давлении 25 кгс/см²?

Нет, это недопустимо без проведения специальных расчетов и экспертизы. Фланец Ру 16 рассчитан и испытан на номинальное давление 16 кгс/см². Эксплуатация при более высоком давлении (25 кгс/см²) может привести к разрушению соединения из-за недостаточной прочности фланца или крепежа. Для давления 25 кгс/см² необходимо применять фланцы, рассчитанные на это давление, например, Ру 25, которые имеют большую толщину и, возможно, иное количество/диаметр болтов.

Как маркируется фланец Ду 200 Ру 16 при заказе?

Полная маркировка должна включать: наименование изделия, тип, условный проход, условное давление, материал, стандарт исполнения уплотнительной поверхности и обозначение стандарта. Пример: Фланец 1-200-16 09Г2С ГОСТ 33259-2015 (где «1» – исполнение уплотнительной поверхности – гладкая). Для плоского приварного фланца: Фланец 2-200-16 Ст20 ГОСТ 33259-2015.

Каковы основные причины разгерметизации фланцевого соединения Ду 200?

• Неправильная затяжка: Неравномерная или недостаточная затяжка болтов.
• Износ или несоответствие прокладки: Старение материала, неправильный подбор по среде или температуре.
• Механические повреждения: Задиры, коррозия на уплотнительных поверхностях фланцев.
• Термические напряжения: Значительные и частые перепады температур, ведущие к «ослаблению» затяжки.
• Несоосность трубопровода: Монтаж фланцев с перекосом, создающий неравномерную нагрузку на прокладку.

Какой тип фланца предпочтительнее для частой разборки/сборки?

Для линий, требующих частой ревизии или очистки, оптимальны свободные фланцы на приварном кольце (ГОСТ 12822-80). Их преимущество в том, что при разборке не требуется откручивать болты с самого фланца, вращается только накидная часть. Это упрощает монтаж/демонтаж, особенно при сложной юстировке, а также позволяет экономить, изготавливая основную деталь из более дорогой стали (кольцо), а свободный фланец – из более дешевой.