Фланцы Ду 50 Ру 16

Фланцы Ду 50 Ру 16: технические характеристики, стандарты, применение и монтаж

Фланец Ду 50 Ру 16 представляет собой стандартизированный соединительный элемент трубопроводной арматуры, резервуаров, аппаратов и оборудования. Обозначение расшифровывается следующим образом: «Ду 50» – условный проход, соответствующий внутреннему диаметру присоединяемого трубопровода (в данном случае приблизительно 50 мм), «Ру 16» – условное давление, на которое рассчитано соединение (16 кгс/см² или ~1,6 МПа при температуре до 200°C для стальных изделий). Данный типоразмер является одним из наиболее востребованных в промышленных и энергетических сетях среднего давления.

Основные стандарты и конструктивные исполнения

Производство фланцев Ду 50 регламентируется рядом межгосударственных и отраслевых стандартов, определяющих их геометрию, материалы, технические требования и допустимые давления в зависимости от температуры.

• ГОСТ 33259-2015 (на замену ГОСТ 12820-80): Фланцы стальные плоские приварные. Применяются для присоединения арматуры и оборудования к трубопроводам путем приварки по контуру к торцу трубы. Отличаются простотой изготовления и монтажа.
• ГОСТ 33259-2015 (на замену ГОСТ 12821-80): Фланцы стальные приварные встык (воротниковые). Имеют коническую горловину, которая приваривается встык к трубе. Такая конструкция обеспечивает лучшую распределенную нагрузку, снижает механические напряжения и рекомендуется для работы в условиях знакопеременных нагрузок, высоких давлений и температур.
• ГОСТ 33259-2015 (на замену ГОСТ 12822-80): Фланцы стальные свободные на приварном кольце. Состоят из двух элементов: фланца и кольца. Фланец свободно вращается на кольце, что облегчает монтаж и совмещение отверстий под болты. Кольцо приваривается к трубе. Экономически выгодны при использовании с дорогостоящими материалами (легированная сталь, нержавейка), так как сам фланец может быть изготовлен из более дешевой углеродистой стали.
• ГОСТ 28759.4-90 (DIN 2633): Фланцы сосудов и аппаратов стальные номинальным давлением Ру 1,6 МПа. Применяются в котлостроении и аппаратостроении.

Геометрические параметры и материалы изготовления

Ключевые размеры фланца Ду 50 Ру 16 согласно ГОСТ 33259-2015 (для исполнения 1 – с соединительным выступом).

Параметр	Обозначение	Значение, мм
Условный проход	Dу	50
Наружный диаметр фланца	D	165
Диаметр окружности болтов	Dб	125
Наружный диаметр трубы/отверстия	Dн	57 (для трубы 57х3.5)
Диаметр внутренний	Dв	50
Толщина фланца	b	18
Высота/длина горловики (для воротникового)	h	46
Количество отверстий под крепеж	n	4
Диаметр отверстий под крепеж	d	18
Диаметр болтов/шпилек	М	М16

Материалы изготовления выбираются исходя из рабочих параметров среды (давление, температура, агрессивность).

• Углеродистые стали: Ст20, Ст3сп5 – для общепромышленных трубопроводов с неагрессивными средами (вода, пар, воздух, азот) при температуре от -40 до +475°C.
• Легированные стали: 09Г2С – для работы при низких температурах (до -70°C) и повышенных нагрузках.
• Коррозионно-стойкие (нержавеющие) стали: 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т, AISI 304, AISI 316 – для агрессивных сред (кислоты, щелочи, хлорсодержащие среды), пищевой и фармацевтической промышленности.

Комплектация фланцевого соединения Ду 50 Ру 16

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

• Крепежные изделия: Для Ру 16, как правило, применяются шпильки (ГОСТ 9066-75) или болты (ГОСТ 7798-70) с резьбой М16. Длина шпильки рассчитывается исходя из толщины фланцев, прокладки и гаек. Материал крепежа должен соответствовать материалу фланцев (например, сталь 35 для Ст20, сталь 20Х13 или 40Х для нержавеющих фланцев в агрессивных средах). Гайки (ГОСТ 5915-70) подбираются под соответствующий класс прочности.
• Прокладки: Обеспечивают герметизацию стыка. Выбор зависит от среды и температуры:
  • Паранит (ПОН, ПМБ): Универсальный материал для воды, пара, нефтепродуктов, слабых кислот и щелочей. Температурный диапазон от -50 до +450-510°C.
  • Фторопласт (FKM, Viton): Для агрессивных химических сред. Ограниченная стойкость к некоторым растворителям и аминам.
  • Терморасширенный графит (ТРГ): Высокая химическая стойкость, широкий температурный диапазон (-200…+1600°C в инертной среде). Требует использования с металлическими армирующими вставками (оцинкованная сталь 08пс).
  • Металлические прокладки (оцинкованная сталь 08кп, 10, нержавеющая сталь): Для высоких давлений и температур, часто в сочетании с графитовыми или паронитовыми наполнителями (спирально-навитые прокладки).

Области применения в энергетике и промышленности

Фланцы Ду 50 Ру 16 находят широкое применение в следующих системах:

• Теплоэнергетика: Вспомогательные трубопроводы насыщенного пара низкого давления, линии подпиточной и сетевой воды в котельных и тепловых пунктах, дренажные и продувочные линии.
• Химическая и нефтехимическая промышленность: Технологические линии с неагрессивными и умеренно агрессивными средами при средних давлениях, линии подачи инертных газов, топливного газа.
• Водоснабжение и водоотведение: Магистральные и распределительные сети холодной и горячей воды, напорная канализация, системы пожаротушения.
• Газовая инфраструктура: Распределительные сети природного газа низкого и среднего давления, внутриплощадочные трубопроводы на компрессорных и газораспределительных станциях.
• Общепромышленное применение: Воздуховоды высокого давления, системы сжатого воздуха, гидравлические системы станков и прессов.

Монтаж фланцевого соединения: ключевые этапы и требования

Качество монтажа напрямую влияет на надежность и герметичность соединения.

1. Подготовка: Проверить фланцы на отсутствие механических повреждений (раковин, трещин, забоин), зачистить уплотнительные поверхности от загрязнений, окалины, старой прокладки. Проверить геометрию (непараллельность, искривление).
2. Центровка и предварительная стяжка: Установить прокладку строго по центру. Совместить отверстия фланцев, вставить все шпильки/болты. Наживить гайки вручную, что свидетельствует о правильной центровке.
3. Затяжка крепежа: Затяжку производить крест-накрест (диагонально) в несколько приемов с использованием калиброванного динамометрического ключа. Это обеспечивает равномерное прилегание прокладки и отсутствие перекоса. Момент затяжки регламентируется проектом или рекомендациями производителя прокладки. Для М16 из стали 35 при использовании паронитовой прокладки момент затяжки обычно составляет 80-100 Н·м.
4. Контроль: После опрессовки или выхода на рабочий режим необходимо провести контроль соединения на отсутствие течей. В процессе эксплуатации рекомендуется периодическая подтяжка соединений, особенно после циклов нагрева-остывания.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Чем отличается «Ру 16» от «Ру 16 кгс/см²» и «PN 16»?

Это обозначения одного и того же номинального давления. «Ру» (условное давление) – устаревшее отечественное обозначение, где единицей измерения является кгс/см². «PN» (Nominal Pressure) – обозначение по европейским и современным российским стандартам (ГОСТ 28338-89), где давление указывается в барах (bar). Таким образом, Ру 16 кгс/см² ≈ PN 16 bar (1,6 МПа). В технической документации сегодня корректно использовать «PN 16».

2. Можно ли использовать фланец Ру 16 для работы при давлении 16 МПа?

Категорически нет. Путаница между «Ру 16» (1,6 МПа) и «16 МПа» является грубой ошибкой. Фланец, рассчитанный на Ру 16, не выдержит давления в 10 раз большего (16 МПа). Для давления 16 МПа требуются фланцы класса давления не ниже PN 160 (Ру 160).

3. Какой тип фланца выбрать: плоский или воротниковый?

Плоский приварной фланец (ГОСТ 33259-2015, плоский) дешевле и проще в изготовлении. Рекомендуется для неподвижных соединений на прямых участках трубопроводов с неагрессивными средами. Воротниковый фланец (приварной встык) обеспечивает более прочное и надежное соединение, лучше распределяет нагрузки, особенно при вибрациях, тепловых расширениях и знакопеременных режимах работы. Его применение предпочтительно на ответственных участках, в энергетике и для соединения с оборудованием.

4. Как правильно подобрать прокладку для температуры 300°C и пара?

Для насыщенного пара с температурой до 300°C оптимальным выбором является прокладка из паронита марки ПОН (общего назначения) или, для более длительного ресурса, прокладка из терморасширенного графита с металлической окантовкой (тип КГФ). Фторопластовые прокладки в данном случае не подходят из-за ограниченного температурного диапазона.

5. Требуется ли замена крепежа при установке нержавеющих фланцев?

Да, это критически важно. Для фланцев из нержавеющей стали (например, 12Х18Н10Т) должен применяться крепеж из аналогичных или совместимых по электрохимическому потенциалу нержавеющих сталей (например, 20Х13, 40Х). Использование углеродистого крепежа (Ст35) приведет к интенсивной электрохимической коррозии в месте контакта, «прикипанию» гаек и разрушению соединения, особенно в присутствии электролитов (влага, химические среды).

6. Что означает «исполнение 1» и «исполнение 2» у фланцев по ГОСТ?

Это обозначение типа уплотнительной поверхности.

• Исполнение 1: Соединительный выступ (шип-паз). Имеет выступ на одном фланце и впадину на другом. Обеспечивает хорошую центровку прокладки, препятствует ее выдуванию.
• Исполнение 2: Выступ-впадина (шип-паз) с более выраженной геометрией. Применяется для более высоких давлений и опасных сред.
• Исполнение 3: Шип-паз с фланцем под линзовую прокладку.
• Исполнение 4: Под прокладку овального сечения.
• Наиболее распространенным для Ру 16 является Исполнение 1 с плоской уплотнительной поверхностью или с выступом-впадиной.

Заключение

Фланец Ду 50 Ру 16 – это типовой, но критически важный элемент трубопроводных систем среднего давления. Его корректный подбор по стандарту, материалу и типу, в комплекте с соответствующим крепежом и прокладкой, а также соблюдение технологии монтажа являются обязательными условиями для создания долговечного, герметичного и безопасного соединения. Понимание нюансов, заложенных в маркировке и стандартах, позволяет специалистам избежать ошибок при проектировании, закупке и ремонте технологических и энергетических коммуникаций.