Фланец плоский Ду 40 представляет собой соединительную деталь трубопроводной арматуры, резервуаров или аппаратов, предназначенную для монтажа посредством болтового соединения. Условный проход (Ду) 40 мм соответствует наружному диаметру присоединяемой трубы 45 мм (для стальных водогазопроводных труб по ГОСТ 3262-75). Плоский фланец характеризуется отсутствием конической ступицы (горловины) и представляет собой плоское кольцо с равномерно расположенными отверстиями под крепеж. Монтаж осуществляется наваркой фланца на трубу по периметру с двух сторон, что отличает его от фланца приварного встык.
Плоские фланцы на давление Ру 0.1-2.5 МПа (1-25 кгс/см²) изготавливаются по ГОСТ 12820-80 и применяются в системах, работающих в неагрессивных средах (вода, пар, неагрессивные газы и жидкости) при температуре от -30 до +300 °C. Основные сферы применения:
Важное ограничение: Плоские фланцы не рекомендуется применять в системах с высокими динамическими нагрузками, вибрацией, циклическими температурными расширениями, а также в условиях высокого давления (более 2.5 МПа для данного типа). В таких случаях предпочтение отдается фланцам приварным встык (ГОСТ 12821-80), имеющим более высокую прочность и стойкость к изгибающим моментам.
Основные геометрические параметры фланца плоского Ду 40 регламентированы ГОСТ 12820-80. Ключевые размеры включают наружный диаметр фланца (D), диаметр окружности расположения болтовых отверстий (D1), диаметр условного прохода (Dy), количество и диаметр отверстий под крепеж, а также толщину фланца (h). Материал изготовления должен соответствовать материалу присоединяемой трубы и условиям эксплуатации.
| Условный проход, Ду, мм | Давление, Ру, МПа (кгс/см²) | Наружный диаметр фланца, D, мм | Диаметр болтовой окружности, D1, мм | Количество отверстий, шт. | Диаметр отверстий под болт/шпильку, d, мм | Толщина фланца, h, мм |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 40 | 0.1 (1) | 130 | 100 | 4 | 14 | 12 |
| 0.25 (2.5) | 130 | 100 | 4 | 14 | 14 | |
| 0.6 (6) | 130 | 100 | 4 | 14 | 16 | |
| 1.0 (10) | 130 | 100 | 4 | 18 | 18 | |
| 40 | 1.6 (16) | 130 | 100 | 4 | 18 | 20 |
| 40 | 2.5 (25) | 150 | 110 | 4 | 18 | 22 |
| Марка стали | Стандарт на материал | Область применения | Примечание |
|---|---|---|---|
| Ст3сп, Ст3пс | ГОСТ 14637, ГОСТ 535 | Ненагруженные узлы с неагрессивными средами при t до +300°C | Наиболее распространенный и экономичный вариант для коммунальной энергетики. |
| 20, 25 | ГОСТ 1050 | Трубопроводы пара и горячей воды (t до +450°C), ответственные узлы. | Повышенная прочность и стойкость к ползучести. |
| 09Г2С, 17Г1С | ГОСТ 19281, ГОСТ 5520 | Трубопроводы при низких температурах (до -70°C), магистральные сети. | Низколегированная сталь, высокая стойкость к хладноломкости. |
| 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т | ГОСТ 5632 | Агрессивные среды (кислоты, щелочи), пищевая промышленность. | Коррозионно-стойкие (нержавеющие) стали. |
Герметичное соединение с использованием плоского фланца Ду 40 формируется набором деталей:
| Тип прокладки | Материал | Температурный диапазон | Давление, Ру | Применение |
|---|---|---|---|---|
| Плоская неметаллическая | Паронит ПОН, ПМБ, Резина, Фторопласт, Картон асбестовый | От -70 до +450°C (зависит от материала) | До 2.5 МПа | Вода, пар, воздух, слабоагрессивные среды. Паронит – универсальный материал для энергетики. |
| Плоская металлическая | Медь, Алюминий, Оцинкованная сталь, Нерж. сталь | До +600°C | До 6.3 МПа (в составе с другими типами) | Высокие температуры и давления. Часто используются в виде оребренных или зубчатых прокладок. |
| Спирально-навитая (СНП) | Комбинация: металлическая лента (08Х18Н10Т) + наполнитель (графит, асбест) | От -250 до +600°C | До 20.0 МПа | Ответственные соединения с циклическими нагрузками, высокими параметрами. Обеспечивает эффект самогерметизации. |
Правильный монтаж фланцевого соединения Ду 40 включает последовательность операций:
Контроль качества: После монтажа соединение подвергается визуальному контролю (отсутствие зазоров), а при необходимости – гидравлическому или пневматическому испытанию на герметичность. Особое внимание уделяется качеству сварного шва при приварке плоского фланца к трубе: шов должен быть сплошным, без непроваров и подрезов.
Заказное обозначение должно включать: наименование, тип, условный проход, условное давление, материал исполнения, стандарт. Пример: «Фланец плоский 1-40-10 ст. 20 ГОСТ 12820-80», где «1» – исполнение уплотнительной поверхности (с соединительным выступом), «40» – Ду, «10» – Ру 1.0 МПа (10 кгс/см²).
Да, при условии соответствия основных параметров: условного прохода (Ду), условного давления (Ру), диаметра болтовой окружности (D1), количества и диаметра отверстий под крепеж, а также типа уплотнительной поверхности (исполнения). Геометрия фланцев (плоский или встык) на стыковку не влияет.
Согласно ГОСТ 12820-80, плоский фланец из стали 20 может применяться для всех давлений, предусмотренных стандартом: от 0.1 до 2.5 МПа. Однако рабочее давление конкретного узла определяется не только фланцем, но и характеристиками трубы, прокладки, крепежа и температурой среды. При температуре выше +425°C несущая способность стали 20 снижается.
Для данных параметров стандартным и наиболее надежным выбором является прокладка из паронита марки ПОН (общего назначения) толщиной 2-3 мм. Она обеспечивает герметичность, устойчива к температуре и умеренно агрессивной среде сетевой воды.
Диагональная (крестообразная) схема затяжки обеспечивает равномерное прижатие уплотнительной прокладки по всему периметру. Последовательная затяжка соседних болтов приводит к неравномерному сжатию прокладки и образованию зазора в диаметрально противоположной части соединения, что ведет к утечке.
Длина резьбовой части шпильки должна обеспечивать выход гайки на 1-2 нитки резьбы за ее пределы после полной затяжки. Общая длина шпильки рассчитывается как сумма: толщина двух фланцев (2*h), толщина двух гаек, толщина прокладки и запас на выход резьбы. Для стандартных условий можно ориентироваться на длину, указанную в стандартных таблицах комплектации фланцевых соединений.