Фланцы Ду 32 Ру 16: технические характеристики, стандарты и применение в трубопроводных системах

Фланец Ду 32 Ру 16 представляет собой стандартизированный соединительный элемент трубопроводной арматуры, предназначенный для монтажа на трубопроводах условным диаметром (Ду) 32 мм, рассчитанный на номинальное давление (Ру или PN) 16 кгс/см² (≈1,6 МПа). Данный типоразмер является одним из наиболее востребованных в промышленности для создания разъемных соединений на трубопроводах среднего и высокого давления, транспортирующих воду, пар, газы, нефтепродукты и другие технологические среды.

Расшифровка обозначения и ключевые параметры

Маркировка «Ду 32 Ру 16» содержит всю необходимую информацию для идентификации фланца:

• Ду 32 (DN 32) – Условный проход. Это номинальный внутренний диаметр присоединяемого трубопровода в миллиметрах. Фактический наружный диаметр трубы, на которую устанавливается фланец, может отличаться в зависимости от толщины стенки (ряда давления). Для Ду 32 это, как правило, труба с наружным диаметром 38 мм (по ГОСТ 33259-2015 для бесшовных труб).
• Ру 16 (PN 16) – Номинальное (условное) давление. Это наибольшее избыточное рабочее давление среды с температурой 20°C, при котором обеспечивается длительная и безопасная работа соединения. Давление Ру 16 соответствует международному обозначению PN16 (Pressure Nominal 16 bar).

Основные стандарты и конструктивные исполнения

Фланцы Ду 32 Ру 16 изготавливаются в соответствии с различными стандартами, определяющими их геометрию, материалы и технические требования. Выбор стандарта зависит от проекта, страны-производителя и сферы применения.

1. ГОСТ 33259-2015 (ранее серии ГОСТ 12820, ГОСТ 12821)

Наиболее распространенный стандарт на территории РФ и стран СНГ. Фланцы по данному стандарту подразделяются на типы:

• Фланец плоский приварной (ГОСТ 33259-2015, тип 01): Устанавливается путем насадки на трубу и приварки двумя угловыми швами снаружи. Применяется в системах с умеренными нагрузками.
• Фланец воротниковый приварной (ГОСТ 33259-2015, тип 11): Имеет коническую переходную часть (воротник), которая приваривается встык к трубе. Обеспечивает более высокую прочность и жесткость соединения, рекомендуется для работы при повышенных давлениях, температурах и циклических нагрузках.
• Фланец свободный на приварном кольце (ГОСТ 33259-2015, тип 02/03): Состоит из двух частей – свободного фланца и приварного кольца. Упрощает монтаж и демонтаж, особенно в стесненных условиях или при частых ревизиях. Кольцо приваривается к трубе, а свободный фланец остается вращающимся.

2. DIN/EN 1092-1

Европейский стандарт, широко используемый в международных проектах. Основные типы:

• DIN EN 1092-1 Тип 01 (PL) – Плоский приварной фланец.

DIN EN 1092-1 Тип 05 (WN) – Воротниковый приварной фланец (аналог типа 11 по ГОСТ).

• DIN EN 1092-1 Тип 04 (SO) – Фланец с приварным встык горловиной (воротниковый).
• DIN EN 1092-1 Тип 02 (LA) – Свободный фланец с приварной втулкой.

3. ASME/ANSI B16.5

Американский стандарт. Фланцы классифицируются по классам давления (Class). Для сопоставимого с Ру 16 давления обычно рассматривается Class 150. Основные типы: Weld Neck (воротниковый), Slip-On (надвижной плоский), Blind (глухой).

Геометрические размеры и масса

Точные размеры фланцев Ду 32 Ру 16 регламентированы стандартами. Приведем таблицу для наиболее распространенных исполнений по ГОСТ 33259-2015.

Основные размеры фланцев Ду 32 Ру 16 по ГОСТ 33259-2015

Тип фланца	D, мм (наружный диаметр)	D1, мм (диаметр окружности болтов)	d, мм (диаметр отверстий под болты)	Количество отверстий, шт.	h, мм (толщина)	Масса, кг (прибл.)
Плоский (тип 01)	140	100	18	4	18	1.7
Воротниковый (тип 11)	140	100	18	4	См. чертеж	2.3
Свободный фланец (тип 02)	140	100	18	4	18	1.7
Приварное кольцо (тип 03)	100	100	18	4	14	0.6

Примечание: Для воротникового фланца толщина включает высоту воротника. Ключевой размер «h» для типа 11 – это высота воротника, которая стандартизирована.

Материалы изготовления

Выбор материала определяется рабочими параметрами среды (давление, температура, агрессивность) и нормативной документацией. Основные группы материалов:

• Углеродистые стали (Ст3сп, 20, 25): Наиболее распространены для работы с водой, паром, маслами, инертными газами при температурах от -40 до +450°C.
• Легированные стали (09Г2С, 12Х18Н10Т, 15Х5М): Применяются для работы при низких температурах (ниже -40°C), высоких температурах (свыше 450°C) или в средах с умеренной агрессивностью. Сталь 12Х18Н10Т (нержавеющая) используется для коррозионно-активных сред.
• Специальные сплавы: Для особо агрессивных сред (кислоты, щелочи) могут использоваться сплавы на основе никеля (хастеллой, монель).

Комплектация фланцевого соединения Ду 32 Ру 16

Для сборки герметичного разъемного соединения необходим полный комплект элементов:

1. Пара фланцев (ответные детали).
2. Крепежные изделия: Болты, шпильки, гайки. Для Ду 32 Ру 16, как правило, используются 4 болта (шпильки) М16. Класс прочности крепежа должен соответствовать расчетным нагрузкам (чаще 5.6, 8.8).
3. Уплотнительная прокладка: Обеспечивает герметизацию. Выбор прокладки критически важен.
   • Паронит ПОН: Универсальный материал для широкого диапазона сред.
   • Фторопласт (FKM, PTFE): Для агрессивных химических сред.
   • Металлические прокладки (оцинкованная сталь, мягкая сталь 08кп): Для повышенных давлений и температур.
   • Спирально-навитые прокладки (СНП): Комбинированные, для ответственных соединений с высокими параметрами.

Области применения

Фланцы Ду 32 Ру 16 находят применение в следующих отраслях и системах:

• Теплоэнергетика и ЖКХ: Врезки в тепловые сети, подключение оборудования котельных (насосы, теплообменники, задвижки), трубопроводы горячего и холодного водоснабжения.
• Нефтегазовая промышленность: Вспомогательные технологические линии, системы смазки и охлаждения, трубопроводы низкого давления.
• Химическая и пищевая промышленность: Технологические линии, где требуется частая разборка для очистки или ремонта (здесь часто применяются свободные фланцы или фланцы из нержавеющей стали).
• Судостроение: Системы балластные, топливные, охлаждения.
• Общее машиностроение: Пневматические и гидравлические системы станков и прессов.

Монтаж и контроль качества

Правильный монтаж – залог надежности соединения. Порядок работ включает:

1. Проверку геометрии фланцев (отсутствие искривления, задиров на уплотнительных поверхностях).
2. Подготовку торцов труб (строжка, снятие фаски).
3. Центровку и прихватку фланцев (для приварных типов).
4. Приварку фланцев квалифицированным сварщиком по утвержденной технологии с последующим неразрушающим контролем швов (визуальный, ультразвуковой).
5. Установку прокладки по центру.
6. Затяжку крепежа динамометрическим ключом в определенной последовательности (крест-накрест) для обеспечения равномерного давления на прокладку. Затяжка должна соответствовать расчетному моменту.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается Ру от PN? Это одно и то же?

Понятия Ру (условное давление) и PN (номинальное давление) в современной технической литературе и стандартах (ГОСТ 33259-2015) считаются синонимами. Оба обозначают номинальное давление в барах (кгс/см²) при температуре 20°C. Таким образом, Ру 16 и PN16 – эквивалентные обозначения.

Можно ли использовать фланец Ру 16 для работы при давлении выше 16 бар?

Нет, нельзя. Параметр Ру 16 является предельным для температуры 20°C. При повышении температуры рабочей среды допустимое рабочее давление снижается в соответствии с зависимостями, приведенными в стандартах или паспорте на изделие. Использование фланца с превышением расчетных параметров опасно и может привести к разгерметизации и аварии.

Какой тип фланца надежнее: плоский или воротниковый?

Воротниковый фланец (тип 11) конструктивно более надежен. Конический переход (воротник) оптимально перераспределяет механические напряжения от трубы к фланцу, повышает усталостную прочность соединения и снижает концентрацию напряжений в зоне сварного шва. Для ответственных, нагруженных и вибрирующих трубопроводов рекомендуется использовать воротниковые фланцы.

Как правильно подобрать прокладку для фланца Ду 32 Ру 16?

Выбор прокладки осуществляется по следующим критериям: рабочая среда (химическая совместимость), температура и давление. Геометрически прокладка должна соответствовать уплотнительной поверхности фланца (тип исполнения поверхности: «шип-паз», «выступ-впадина», «под линзовую прокладку», гладкая). Для гладких фланцев Ру 16 чаще всего применяются паронитовые прокладки ПОН толщиной 1.5-3 мм или металлические прокладки из мягкой стали.

Совместимы ли фланцы по ГОСТ и DIN/EN для данного типоразмера?

Для давления Ру/PN 16 и диаметра Ду 32 существует высокая вероятность совместимости по посадочным и присоединительным размерам (наружный диаметр, диаметр окружности болтов, количество и диаметр отверстий). Например, фланец DIN EN 1092-1 PN16 DN32 также имеет 4 отверстия под болты М16 на окружности D1=100 мм и наружный диаметр D=140 мм. Однако перед стыковкой необходимо проверить чертежи по обоим стандартам, так как различия могут быть в толщине, конструкции воротника или типе уплотнительной поверхности.

Как маркируются фланцы и где искать маркировку?

Маркировка наносится на наружную цилиндрическую поверхность или торец фланца и должна включать: товарный знак или наименование производителя, марку стали, условное давление (Ру или PN), условный проход (Ду или DN), номер плавки (для сталей). Например: «ВТЗ 20 Ру 16 Ду 32». Отсутствие маркировки – признак несертифицированной продукции.

Каковы основные дефекты фланцев и как их выявить?

К основным дефектам относятся: трещины (визуальный контроль, капиллярная дефектоскопия), раковины и задиры на уплотнительной поверхности (визуальный контроль), искривление (проверка поверочной плитой или щупом), несоответствие размеров (контроль калибрами, штангенциркулем). Особое внимание уделяется качеству сварного шва приварных фланцев (УЗК, рентген).