Фланцы Ду 65 Ру 16: конструкция, стандарты, применение и монтаж

Фланец Ду 65 Ру 16 представляет собой стандартизированный соединительный элемент трубопроводной арматуры, резервуаров, аппаратов и оборудования, предназначенный для создания разъемных соединений. Обозначение регламентировано: Ду 65 (Диаметр условный) – номинальный диаметр прохода, соответствующий 65 мм; Ру 16 (Рабочее давление условное) – номинальное давление 16 кгс/см² (1,6 МПа) при температуре рабочей среды до 200°C для стальных изделий. Данный типоразмер является одним из наиболее востребованных в промышленных трубопроводных системах среднего давления.

Конструктивные особенности и основные параметры

Фланец Ду 65 представляет собой диск или кольцо с равномерно расположенными отверстиями для болтов или шпилек. Центральное отверстие (проход) соответствует внутреннему диаметру присоединяемого трубопровода. Ключевые геометрические параметры строго нормированы государственными стандартами (ГОСТ) и отраслевыми стандартами (ОСТ).

Основные конструктивные исполнения фланцев по ГОСТ 33259-2015 (на основе серии EN 1092-1) и другим актуальным стандартам:

• Фланец плоский приварной (ГОСТ 33259-2015 Тип 01): Надевается на трубу и приваривается двумя угловыми швами по окружности. Отличается простотой изготовления, но применяется на умеренных давлениях.
• Фланец приварной встык (воротниковый) (ГОСТ 33259-2015 Тип 11): Имеет коническую горловину, привариваемую встык к трубе. Конструкция обеспечивает оптимальное перераспределение механических напряжений, что делает ее предпочтительной для систем высокого давления, циклических нагрузок и при широком диапазоне температур.
• Фланец свободный на приварном кольце (ГОСТ 33259-2015 Тип 02): Состоит из двух элементов: фланца и приварного кольца. Позволяет легко совмещать отверстия при монтаже, экономит дорогостоящий материал (фланец может быть из углеродистой стали, а кольцо – из коррозионностойкой). Широко применяется в химической промышленности.
• Фланец резьбовой (ГОСТ 33259-2015 Тип 13): Имеет внутреннюю резьбу для соединения с трубой, имеющей наружную резьбу, без сварки. Применяется в системах, где сварка нежелательна (взрывоопасные среды, особо чистые среды, монтаж в труднодоступных местах).

Технические характеристики и материалы изготовления

Рабочие параметры фланца Ду 65 Ру 16 определяются, в первую очередь, материалом изготовления. Давление Ру 16 гарантируется для базовых марок сталей при температуре до 200°C. С ростом температуры допустимое рабочее давление снижается согласно таблицам ГОСТ 33259-2015.

Таблица 1. Основные марки сталей для фланцев Ду 65 Ру 16 и их применение

Марка стали (ГОСТ, EN)	Аналог по ASTM	Основные характеристики и область применения
Ст20 (20), 1.0460	A105	Углеродистая сталь общего назначения. Для неагрессивных сред: вода, пар, инертные газы, нефть. Температура до 425°C.
09Г2С (S355JR), 1.0045	A350 LF2	Низколегированная конструкционная сталь. Повышенная прочность и стойкость к низким температурам (до -70°C). Для магистральных трубопроводов, объектов в северном исполнении.
12Х18Н10Т (304H), 1.4948	A182 F304H	Аустенитная коррозионностойкая сталь. Для агрессивных сред: кислоты, щелочи, растворы солей. Работа в широком температурном диапазоне.
10Х17Н13М2Т (316Ti), 1.4571	A182 F316Ti	Нержавеющая сталь с добавкой молибдена, повышенная стойкость в хлоридсодержащих и сернистых средах.

Геометрические размеры и чертежи

Габаритные и присоединительные размеры фланцев Ду 65 Ру 16 унифицированы. Различия между стандартами (ГОСТ 33259, старый ГОСТ 12820-80, ASME B16.5) минимальны, но критически важны для обеспечения совместимости.

Таблица 2. Основные размеры фланцев Ду 65 Ру 16 по ГОСТ 33259-2015 (Тип 11/01) и ГОСТ 12820-80

Параметр	Обозначение	Значение, мм	Примечание
Условный диаметр	DN	65	Соответствует наружному диаметру трубы 76 мм (труба Ду 65).
Давление условное	PN	16	1,6 МПа (16 бар, 16 кгс/см²).
Диаметр окружности болтов	D	185	Центры отверстий под крепеж.
Наружный диаметр фланца	Dвнеш	160	Для плоского и воротникового (ГОСТ 33259).
Диаметр внутренний (проход)	d	76	Может изменяться в зависимости от толщины стенки трубы.
Диаметр уплотнительной поверхности	d2	112	Для исполнения B (ширина прокладки ~ 22 мм).
Толщина фланца	h	20	Для воротникового фланца (Тип 11). Для плоского (Тип 01) – 18 мм.
Количество отверстий под крепеж	n	4	Стандартное количество для DN 65 PN 16.
Диаметр отверстий под крепеж	dотв	18	Под болт/шпильку М16.
Высота ступицы (для воротникового)	H	46	Только для фланцев типа 11.

Комплектация фланцевого соединения Ду 65 Ру 16

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

• Крепежные изделия: Применяются шпильки (ГОСТ 9066-75) или болты (ГОСТ 7798-70) класса прочности не ниже 5.6, а для ответственных систем – 8.8. Для фланца Ду 65 PN 16 используются 4 шпильки М16х(длина). Длина шпильки рассчитывается: толщина двух фланцев + толщина прокладки + высота двух гаек + запас на резьбу (обычно 3-5 мм). Стандартная длина – 105-120 мм. Гайки (ГОСТ 5915-70) подбираются в пару к шпилькам.
• Прокладки: Обеспечивают герметизацию стыка. Выбор зависит от среды, температуры и давления.
  • Паранит ПОН: Универсальный материал для воды, пара, нефтепродуктов до +450°C.
  • Паронит: Для агрессивных сред (кислоты, щелочи).
  • Фторопласт (FKM, PTFE): Для химически агрессивных сред и особо чистых систем.
  • Металлические прокладки овального или восьмигранного сечения: Для высоких параметров (температура >450°C, давление >6,4 МПа).
  • Спирально-навитые прокладки (СНП): Комбинированные металл+наполнитель. Оптимальны для широкого диапазона условий, обеспечивают высокую герметичность.

Области применения в энергетике и промышленности

Фланцы Ду 65 Ру 16 находят широкое применение в системах, работающих в диапазоне средних давлений.

• Теплоэнергетика: Вспомогательные трубопроводы насыщенного пара низкого давления, линии подпиточной и сетевой воды в котельных и тепловых пунктах, дренажные и продувочные линии.
• Нефтегазовая промышленность: Технологические линии сбора и подготовки продукции, обвязка резервуаров, топливные линии на объектах, системы пожаротушения.
• Химическая и нефтехимическая промышленность: Трубопроводы для транспортировки химических реагентов, технологические линии при умеренных давлениях. В агрессивных средах используются фланцы из нержавеющих сталей с соответствующими прокладками.
• Водоснабжение и водоотведение: Магистральные и распределительные сети холодной и горячей воды, напорная канализация, обвязка насосных станций.
• Судостроение: Общесудовые системы (балластные, пожарные, топливные).

Монтаж фланцевого соединения Ду 65: ключевые этапы и требования

Качество монтажа напрямую влияет на надежность и герметичность соединения.

1. Подготовка: Проверка геометрии фланцев (отсутствие искривления), состояния уплотнительных поверхностей (отсутствие задиров, раковин, рисок). Очистка поверхностей от загрязнений, окалины, старой прокладки.
2. Центровка: Фланцы должны быть установлены строго соосно. Перекосы недопустимы. Зазор между фланцами по всей окружности должен быть равномерным до установки прокладки.
3. Установка прокладки: Прокладка устанавливается строго по центру, без перекосов. Для СНП и металлических прокладок часто требуется нанесение уплотняющей пасты.
4. Установка крепежа: Шпильки/болты должны свободно входить в отверстия. Резьба предварительно смазывается (чаще всего графитовой или медной смазкой) для предотвращения заедания и обеспечения равномерного усилия затяжки.
5. Затяжка: Затяжка производится динамометрическим ключом по определенной схеме (крест-накрест) в несколько этапов (минимум в два прохода) до достижения расчетного момента затяжки. Это предотвращает перекос фланца. Момент затяжки для болта М16 класса прочности 8.8 составляет примерно 150-170 Н·м, но окончательное значение должно определяться проектом или регламентом.
6. Контроль: После опрессовки или выхода на рабочий режим рекомендуется провести подтяжку соединения (при необходимости).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается фланец Ду 65 Ру 16 по ГОСТ 12820-80 от фланца по ГОСТ 33259-2015 (PN 16)?

ГОСТ 33259-2015 гармонизирован с европейским стандартом EN 1092-1. Основные отличия: система обозначений (PN вместо Ру), некоторые геометрические нюансы (например, диаметр D_внеш у фланца DN 65 PN 16 равен 160 мм, а у старого ГОСТ 12820-80 для Ду 65 Ру 16 – 165 мм). В большинстве случаев фланцы взаимозаменяемы по присоединительным размерам (диаметр окружности болтов и количество отверстий совпадают), но при монтаже в паре с оборудованием, изготовленным по новому стандарту, предпочтительно использовать фланцы того же стандарта.

Какой фланец выбрать: плоский (01) или воротниковый (11)?

Выбор определяется условиями эксплуатации. Плоский фланец (Тип 01) дешевле и проще в изготовлении, рекомендуется для неподвижных соединений на прямых участках трубопровода при умеренных нагрузках. Фланец приварной встык (Тип 11) обеспечивает более высокую прочность соединения за счет конической горловины, лучше работает при вибрациях, знакопеременных нагрузках, перепадах температур и высоком внутреннем давлении. Для ответственных систем энергетики и технологических трубопроводов рекомендуется Тип 11.

Как правильно подобрать прокладку для фланца Ду 65 Ру 16?

Выбор основывается на трех факторах: среда, температура, давление. Для воды и пара до +200°C подойдет паронитовая прокладка (ПОН). Для агрессивных химических сред – прокладки из фторопласта или паронита соответствующей марки. Для повышенных температур и давлений, а также для обеспечения высокой надежности – спирально-навитая прокладка (СНП) с соответствующим заполнителем (графит, PTFE, минеральное волокно) и обкладкой (304, 316). Размер прокладки должен точно соответствовать уплотнительной поверхности фланца (для исполнения B – d₂=112 мм, внутренний диаметр ~68 мм).

Какой крепеж необходим для фланцевого соединения Ду 65 PN 16?

Для данного соединения требуется 4 шпильки (предпочтительнее) или болта с резьбой М16. Класс прочности – не ниже 5.6 для общих систем, но для энергетических и ответственных объектов стандартом является класс 8.8. Длина шпильки рассчитывается, но типовые значения – 105, 110, 120 мм. Обязательно использование двух гаек на каждую шпильку. Крепеж должен быть оцинкован (горячее или термодиффузионное цинкование) или иметь иное антикоррозионное покрытие.

Можно ли соединять фланцы, изготовленные по разным стандартам (например, ГОСТ и ASME)?

Соединение возможно только при полном совпадении присоединительных размеров: диаметра окружности болтов (PCD), количества и диаметра отверстий, типа уплотнительной поверхности (RF, FF), а также фактической толщины фланцев. Фланец ASME B16.5 Class 150 (аналог Ру 16) для размера 2.5″ (DN 65) имеет диаметр окружности болтов 165.1 мм и 4 отверстия под болт ⅝» (15.7 мм). Это близко, но не идентично ГОСТ 33259 (185 мм, 4 отв. 18 мм). Прямое соединение без переходной вставки невозможно. Требуется тщательная сверка размеров по таблицам стандартов.

Каков порядок затяжки фланцевого соединения Ду 65?

Затяжка всегда выполняется в несколько этапов крестообразно (по часовой стрелке: 12 – 6 – 3 – 9 часов). Первый проход – предварительная затяжка с моментом 30-50% от конечного. Второй проход – доведение момента до 100%. Для ответственных соединений возможен третий контрольный проход. Использование динамометрического ключа с калибровкой обязательно. После выхода системы на рабочий температурный режим часто требуется контрольная подтяжка (кроме соединений с СНП, которые обычно в этом не нуждаются).