Фланцы ГОСТ

Фланцы ГОСТ: классификация, стандарты, применение и выбор для электротехнических и кабельных систем

В электротехнической и кабельной отрасли фланцы, соответствующие государственным стандартам (ГОСТ), являются критически важными компонентами для создания герметичных, механически прочных и безопасных проходов кабелей и труб через строительные конструкции. Их основное назначение – обеспечение пожарной безопасности, взрывозащиты, защиты от распространения воды, газов и агрессивных сред, а также поддержание целостности кабельных линий. Использование стандартизированных фланцев гарантирует взаимозаменяемость, надежность и соответствие требованиям нормативных документов.

Ключевые стандарты (ГОСТ) на фланцы для электротехники

Номенклатура фланцев регламентируется несколькими основными ГОСТ, каждый из которых определяет параметры для конкретных условий применения.

1. Фланцы стальные плоские приварные ГОСТ 12820-80 и стальные приварные встык ГОСТ 12821-80

Данные стандарты являются базовыми для трубопроводной арматуры и широко применяются в энергетике для монтажа кабельных вводов в корпуса электрооборудования, трансформаторов, распределительных устройств (КРУ, КСО), а также для изготовления нестандартных гермовводов. Фланцы ГОСТ 12820-80 (плоские) привариваются по контуру к корпусу, а фланцы ГОСТ 12821-80 (воротниковые) – встык, что обеспечивает более высокую прочность при переменных нагрузках.

• Основные параметры: Условный проход (Ду), условное давление (Ру), исполнение уплотнительной поверхности (от 1 до 9).
• Материал: Стали марок Ст20, 09Г2С, 12Х18Н10Т и другие в зависимости от среды.
• Применение в электротехнике: Основа для кабельных герметичных вводов, фланцевых соединений систем охлаждения, вводов силовых кабелей в мощное оборудование.

2. Фланцы для кабельных и трубных проходок. Гермовводы

Для непосредственного уплотнения кабелей при проходе через стены, перекрытия и корпуса используются специализированные фланцевые комплекты, часто называемые кабельными гермовводами или проходками. Их конструкция базируется на фланцах по ГОСТ 12820-80, но включает в себя комплект уплотнительных элементов (сальники, манжеты, тарельчатые пружины). Нормативным документом, описывающим требования к таким изделиям, является ГОСТ Р МЭК 62444-2014 (гермовводы кабельные), однако базовые размеры фланцевой части часто берутся из указанных выше стандартов.

• Назначение: Герметизация групп кабелей, защита от распространения огня (огнестойкие проходки), защита от взрыва (взрывозащищенные проходки типа «барьер искробезопасности»), защита от воды и пыли (степень защиты IP68).
• Ключевой параметр: Диаметр под уплотнение – определяет диапазон уплотняемых кабелей.

3. Фланцы изолирующие ГОСТ 25660-83 (для подземных трубопроводов)

Хотя стандарт напрямую относится к защите трубопроводов от электрохимической коррозии, принцип изолирующего фланцевого соединения применяется и в электротехнике для обеспечения гальванической развязки участков заземления, предотвращения блуждающих токов, а также в системах катодной защиты. Фланец включает в себя изолирующие прокладки и втулки, исключающие электрический контакт между болтами и соединяемыми деталями.

Классификация и технические параметры фланцев

Классификация по назначению в электротехнике:

• Фланцы корпусные: Для крепления крышек, люков, смотровых окон в электрооборудовании.
• Фланцы кабельных вводов: Для установки гермовводов, сальников, уплотнительных муфт.
• Фланцы соединительные: Для стыковки труб кабельных каналов, систем охлаждения, воздуховодов.
• Фланцы изолирующие: Для разрыва электрической цепи в металлоконструкциях.
• Фланцы защитные (заглушки): Для закрытия неиспользуемых отверстий с возможностью последующего монтажа.

Основные технические параметры (на примере ГОСТ 12820-80):

При выборе фланца необходимо учитывать комплекс взаимосвязанных параметров.

Таблица 1. Основные параметры фланцев по ГОСТ 12820-80

Параметр	Обозначение	Описание и примеры значений
Условный проход	Ду	Определяет внутренний диаметр присоединяемого трубопровода или размер отверстия под кабель. Ряд: 10, 15, 20, 25, 32, 40, 50, 65, 80, 100, 125, 150, 200, 250, 300, 350, 400 мм и более.
Условное давление	Ру	Максимальное избыточное давление при температуре 20°C, при котором допустима длительная работа. Ряд: 0.1; 0.25; 0.6; 1.0; 1.6; 2.5; 4.0; 6.3; 10.0; 12.5; 16.0; 20.0 МПа (кгс/см²).
Исполнение уплотнительной поверхности	От 1 до 9	Определяет тип поверхности для установки прокладки. 1 – с соединительным выступом. 2 – с выступом. 3 – с впадиной. 4 – с шипом. 5 – с пазом. 6 – под линзовую прокладку. 7 – под прокладку овального сечения. 8, 9 – шип-паз под фторопласт. Наиболее распространены исполнения 1 и 2.
Тип крепежных отверстий	—	Количество и диаметр отверстий под шпильки или болты. Указывается в полном обозначении фланца (например, 8 отверстий под крепеж М16).

Материалы изготовления

Выбор материала фланца определяется условиями эксплуатации: давлением, температурой, агрессивностью среды, требованиями к механической прочности.

• Углеродистые стали (Ст20, Ст3сп): Для общепромышленного применения при температурах от -40 до +425°C.
• Легированные стали (09Г2С): Для низких температур (до -70°C) и повышенных нагрузок.
• Коррозионно-стойкие стали (12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т): Для агрессивных сред (химическая промышленность, морская среда), пищевой промышленности.
• Алюминиевые сплавы (АД0, АД1): Для облегченных конструкций, не подверженных сильным нагрузкам, в радиоэлектронике.
• Пластики (полипропилен, ПВДФ): Для химически агрессивных сред в системах вентиляции и вспомогательных трубопроводах.

Проектирование и монтаж фланцевых соединений в электротехнике

Правильный монтаж определяет надежность и долговечность соединения.

Этапы монтажа:

1. Подбор пары фланцев: Фланцы должны иметь одинаковые Ду, Ру, исполнение уплотнительной поверхности, количество и диаметр отверстий. Проверка состояния поверхностей (отсутствие забоин, трещин).
2. Выбор уплотнения: В зависимости от среды (пар, масло, вода, агрессивные жидкости) и температуры выбирается прокладка (паронит, резина, фторопласт, металлическая).
3. Центровка и предварительная стяжка: Установка прокладки, совмещение отверстий. Вворачивание всех шпилек или болтов без усилия.
4. Окончательная затяжка: Затяжка производится крест-накрест (по диагонали) динамометрическим ключом с моментом, указанным в технической документации. Это предотвращает перекос и обеспечивает равномерное обжатие прокладки.
5. Контроль: Визуальный контроль на отсутствие зазоров. Для ответственных соединений – контроль моментом затяжки или ультразвуковым методом.

Особенности монтажа кабельных гермовводов:

• Зачистка кабеля на длину, указанную в инструкции гермоввода.
• Последовательная сборка комплекта: фланец, уплотнительные элементы, прижимные гайки.
• Равномерная затяжка гаек для создания равномерного давления на уплотнительные манжеты по всему периметру кабеля.
• Для групповых проходок – использование специальных рам и модульных уплотнительных элементов.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается фланец ГОСТ 12820-80 от ГОСТ 12821-80?

Фланец ГОСТ 12820-80 – плоский приварной, монтируется двумя сварными швами по периметру втулки. Фланец ГОСТ 12821-80 – приварной встык (воротниковый), имеет коническую горловину и приваривается одним стыковым швом, что обеспечивает лучшую работу при изгибающих моментах и перепадах температур, но дороже в изготовлении. В электротехнике плоские фланцы используются чаще для вводов в корпуса, а воротниковые – для ответственных трубных соединений систем охлаждения.

Как расшифровать обозначение фланца Ду80 Ру16 ГОСТ 12820-80?

Ду80 – условный проход 80 мм. Ру16 – условное давление 16 МПа (≈160 кгс/см²). ГОСТ 12820-80 – стандарт на плоские приварные фланцы. Полное обозначение в рабочей документации также включает материал и исполнение уплотнительной поверхности, например: Фланец 1-80-16 ст. 20 ГОСТ 12820-80, где «1» – исполнение поверхности.

Как выбрать материал фланца для кабельного ввода на взрывоопасном объекте?

Для взрывоопасных зон (по ПУЭ, ГОСТ Р 51330) материал корпусных фланцев и гермовводов должен быть стойким к возможным механическим воздействиям и коррозии. Как правило, применяется сталь 20 или 09Г2С с защитным покрытием (цинкование, порошковая покраска). Ключевое требование – сертификация самого герметичного кабельного ввода (проходки) как взрывозащищенного оборудования с маркировкой Ex.

Что такое изолирующее фланцевое соединение и где оно применяется в энергетике?

Это соединение, в котором между фланцами установлены диэлектрические прокладки (из паронита, фторопласта, пластика), а крепежные шпильки отделены от фланцев изолирующими втулками и шайбами. В энергетике применяется: для разъединения трасс заземления разных объектов (подстанция – потребитель), в системах катодной защиты трубопроводов, для предотвращения протекания блуждающих токов по кабельным лоткам и конструкциям.

Каковы требования к фланцевым соединениям по пожарной безопасности (огнестойкие проходки)?

Проходка кабелей через противопожарные преграды (стены, перекрытия) должна сохранять предел огнестойкости самой преграды (EI, REI 60, 90, 150 и т.д.). Используются специальные огнестойкие фланцевые комплекты с интумисцентными (вспучивающимися) материалами, огнестойкими мастиками или герметиками. Обязательно наличие технического свидетельства или протокола огневых испытаний по ГОСТ Р 53310-2009. Монтаж должен производиться строго по инструкции производителя.

Как правильно затягивать болты фланцевого соединения?

Затяжка должна быть равномерной. Используется схема «крест-накрест». Момент затяжки определяется материалом болтов, диаметром, типом прокладки и указывается в паспорте оборудования или монтажной схеме. Использование динамометрического ключа обязательно для ответственных соединений. После первого цикла работы (например, прогрева) часто требуется подтяжка («дожатие»).

Заключение

Фланцы, соответствующие ГОСТ, представляют собой стандартизированные, надежные и проверенные решения для широкого спектра задач в электротехнической и кабельной инфраструктуре. Правильный выбор типа фланца, его параметров (Ду, Ру, материал, исполнение), а также соблюдение технологий монтажа и затяжки являются обязательными условиями для обеспечения долговечности, герметичности и безопасности создаваемых соединений. Понимание нюансов стандартов и их применения позволяет специалистам оптимизировать проектные решения, обеспечивать соответствие требованиям нормативных документов в области пожарной и промышленной безопасности, а также минимизировать риски аварийных ситуаций на объектах энергетики.