Фланцы плоские Ду 600

Фланцы плоские Ду 600: конструкция, стандарты, применение и монтаж

Фланец плоский стальной приварной Ду 600 представляет собой кольцевую деталь с равномерно расположенными отверстиями для болтов (шпилек), предназначенную для соединения участков трубопроводов, присоединения к ним арматуры, оборудования, аппаратов и резервуаров. Ключевая особенность плоского фланца (по ГОСТ 12820-80, тип 01) — монтаж осуществляется путем насадки фланца на трубу с последующим приваркой двумя угловыми швами по окружности с внешней стороны трубы. Это отличает его от фланца стального приварного встык (ГОСТ 12821-80), который приваривается встык одним торцевым швом, что обеспечивает более высокую прочность соединения, особенно при переменных нагрузках.

Основные технические параметры и стандартизация

Фланцы Ду 600 изготавливаются в соответствии с рядом межгосударственных и отраслевых стандартов, определяющих их геометрию, материалы, технические требования и условное давление.

• ГОСТ 12820-80 — основной стандарт на фланцы стальные плоские приварные. Устанавливает конструктивные размеры, ряды условных давлений (Py) от 0.1 до 2.5 МПа (от 1 до 25 кгс/см²) и типы уплотнительных поверхностей.
• ГОСТ 12815-80 — стандарт, устанавливающий типы уплотнительных поверхностей фланцев (исполнения), допуски, общие технические требования и марки стали для изготовления. Для Ду 600 наиболее распространены исполнения:
  • Исполнение 1 — с соединительным выступом.
  • Исполнение 2 — с выступом и впадиной.
  • Исполнение 3 — с шипом и пазом.
  • Исполнение 4 — под линзовую прокладку.
  • Исполнение 5 — под прокладку овального сечения.
  • Исполнение 9 — гладкая уплотнительная поверхность (под мягкую прокладку).
• ОСТ 26.426-79, ОСТ 26.2005-83 — отраслевые стандарты для фланцев на давление от 0.6 до 20 МПа, применяемые в нефтегазовой и химической промышленности.

Основные геометрические параметры фланца плоского Ду 600 по ГОСТ 12820-80 для наиболее распространенных давлений приведены в таблице.

Таблица 1. Основные размеры фланцев плоских Ду 600 (выдержка)

Условный проход, Ду (мм)	Условное давление, Ру (МПа)	Наружный диаметр фланца, D (мм)	Диаметр болтовой окружности, Dб (мм)	Диаметр отверстий под болты/шпильки, d (мм)	Количество отверстий, n (шт)	Толщина фланца, h (мм)
600	0.6 (6 кгс/см²)	755	715	30	24	30
	1.0 (10 кгс/см²)	775	735	30	24	32
	1.6 (16 кгс/см²)	795	750	36	24	36
	2.5 (25 кгс/см²)	825	780	36	28	40

Материалы изготовления

Выбор марки стали для фланца Ду 600 определяется рабочими параметрами среды (давление, температура), ее агрессивностью и требованиями стандартов. Основные группы материалов:

• Углеродистые стали обыкновенного качества: Ст3сп, Ст3пс (для температур от -30 до +300°C, неагрессивные среды).
• Легированные стали: 09Г2С (для температур до -70°C, повышенная прочность), 15Х5М (жаростойкая, для температур до 600°C).
• Коррозионно-стойкие (нержавеющие) стали: 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т, 08Х18Н10Т (для агрессивных сред, пищевой и химической промышленности).

Область применения и ограничения

Фланцы плоские Ду 600 применяются в магистральных и технологических трубопроводах большого диаметра в следующих отраслях:

• Водоснабжение и водоотведение (магистральные сети, насосные станции).
• Теплоэнергетика (сети теплоснабжения, конденсатные линии).
• Нефтегазовая промышленность (магистрали низкого давления, вспомогательные линии).
• Химическая промышленность (технологические линии для неагрессивных сред при низких давлениях).

Важное ограничение: Плоские фланцы не рекомендуется применять в системах, работающих под высоким давлением (как правило, выше 2.5 МПа для Ду 600), при циклических нагрузках, в зонах с высоким риском вибрации или в условиях возможных значительных изгибающих моментов. В таких случаях предпочтение отдается фланцам приварным встык, которые обеспечивают более высокую усталостную прочность соединения за счет конструкции сварного шва.

Комплектация фланцевого соединения Ду 600

Для сборки узла необходимы:

• Фланцы плоские: 2 шт., с одинаковыми параметрами (Ду, Ру, исполнение).
• Крепежные изделия: Шпильки (предпочтительнее) или болты с гайками. Класс прочности не ниже 5.6, для ответственных соединений — 8.8. Диаметр и длина определяются по ГОСТ 12820-80. Для Ду 600 Ру 1.6 МПа это, как правило, шпильки М36.
• Прокладка: Материал и тип зависят от среды и исполнения уплотнительной поверхности.
  • Паронит общего назначения (ПОН, ПМБ) — для воды, пара, инертных газов.
  • Фторопласт (ФУМ) — для агрессивных сред.
  • Металлические прокладки (оцинкованная сталь, нержавейка) — для повышенных температур и давлений.
  • Спирально-навитые прокладки (СНП) — универсальный вариант для широкого диапазона параметров.

Технология монтажа и контроль качества

Правильный монтаж критически важен для герметичности соединения.

1. Подготовка: Проверка геометрии фланцев, состояния уплотнительных поверхностей (отсутствие забоин, рисок), очистка от загрязнений и окалины.
2. Центровка и насадка: Фланец надевается на трубу с обеспечением перпендикулярности торца трубы оси фланца. Зазор между торцом трубы и внутренней плоскостью фланца должен соответствовать нормативам (обычно 3-6 мм).
3. Приварка: Выполняется два угловых сварных шва: один со стороны торца трубы, второй — с обратной стороны фланца. Требуется строгое соблюдение технологии сварки для данной марки стали для предотвращения коробления фланца.
4. Сборка соединения: Установка прокладки по центру. Сопряжение фланцев. Вставка шпилек/болтов (резьба должна быть чистой и смазанной). Затяжка крепежа производится крест-накрест (по диагонали) динамометрическим ключом в несколько проходов до достижения расчетного усилия затяжки, указанного в проектной документации. Это исключает перекос и обеспечивает равномерное обжатие прокладки.

Контроль качества включает визуальный и измерительный контроль сварных швов (возможно УЗК или капиллярный контроль), проверку параллельности фланцев после стяжки и проведение гидравлических или пневматических испытаний на герметичность собранного трубопровода.

Сравнение с другими типами фланцев на Ду 600

Таблица 2. Сравнительная характеристика фланцев на Ду 600

Тип фланца	Стандарт	Преимущества	Недостатки	Рекомендуемая область применения
Плоский приварной	ГОСТ 12820-80	Более низкая стоимость, простота изготовления, меньшая масса.	Меньшая прочность соединения (особенно на изгиб), сложность обеспечения соосности при монтаже, необходимость двух сварных швов.	Ненапряженные трубопроводы низкого и среднего давления (водоснабжение, тепловые сети).
Приварной встык	ГОСТ 12821-80	Высокая прочность и надежность, хорошее сопротивление усталости и вибрации, один сварной шов, легкая центровка.	Более высокая стоимость и металлоемкость.	Ответственные трубопроводы высокого давления, магистральные нефте- и газопроводы, системы с переменными нагрузками.
Свободный на приварном кольце	ГОСТ 12822-80	Легкий монтаж и центровка, возможность поворота для совмещения отверстий, фланец из дорогой стали, кольцо — из обычной.	Более высокая стоимость, большие габариты в осевом направлении, меньшая прочность по сравнению с встык.	Трубопроводы из коррозионно-стойких сталей, частые разборки для ревизии, сложные для монтажа условия.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается фланец Ду 600 от фланца PN 10 на 600 мм?

Обозначение «Ду 600» указывает на условный проход (номинальный диаметр). «PN 10» (Pressure Nominal) — это номинальное давление в барах (примерно 1.0 МПа). Полное обозначение должно включать оба параметра: «Фланец 1-600-10 ГОСТ 12820-80», где 1 — исполнение поверхности, 600 — Ду, 10 — Ру в кгс/см² (аналог PN 10). Важно согласовывать и Ду, и PN/Py при подборе.

Как правильно выбрать толщину прокладки для фланца Ду 600?

Толщина прокладки зависит от типа материала и исполнения уплотнительной поверхности. Для плоских поверхностей (исполнение 9) под мягкие прокладки (паронит, резина) толщина обычно составляет 2-3 мм. Для прокладок под выступ-впадину (исполнение 2) или шип-паз (исполнение 3) применяются металлические или СНП прокладки меньшей толщины (1.5-2.5 мм). Ключевой критерий — после затяжки прокладка должна обеспечить герметичность, не будучи раздавленной чрезмерно.

Почему для фланцевых соединений такого диаметра предписывают затяжку динамометрическим ключом?

При диаметре 600 мм и большом количестве шпилек (24-28 шт.) крайне важно обеспечить равномерное прилегание фланцев по всему контуру. Ручная затяжка «на глаз» или ударным гайковертом приводит к перекосам и неравномерному обжатию прокладки, что является основной причиной протечек. Динамометрический ключ позволяет приложить к каждой гайке строго расчетное усилие в определенной последовательности, что гарантирует создание равномерного давления на прокладку.

Можно ли использовать плоский фланец Ду 600 для труб с толщиной стенки, отличной от указанной в стандарте?

Стандарт на фланец не регламентирует толщину стенки трубы. Однако при насадке фланца на трубу с заведомо меньшей толщиной стенки (например, тонкостенную) возникает риск деформации фланца при сварке и недостаточной прочности узла. Для труб с толщиной стенки, значительно превышающей стандартную, может потребоваться обработка (проточка) конца трубы для обеспечения правильного зазора. В ответственных случаях необходим прочностной расчет.

Каковы основные дефекты фланцев Ду 600 и как их выявить?

• Неплоскостность (коробление): Возникает из-за нарушения режимов сварки или термической обработки. Контролируется поверочной линейкой и щупом.
• Несоосность отверстий: Смещение отверстий под болты относительно номинального диаметра болтовой окружности. Проверяется шаблоном или калибром.
• Дефекты уплотнительной поверхности: Раковины, забоины, глубокие рисоки. Визуальный контроль.
• Некондиционный материал: Отсутствие или несоответствие маркировке, свидетельства о качестве. Проверяется сертификатами и возможно УЗК или химическим анализом.

Заключение

Фланец плоский Ду 600 является стандартизированным, экономичным и широко применяемым решением для соединения трубопроводов большого диаметра в системах с умеренными давлениями и температурами. Его корректный выбор, основанный на строгом соответствии параметрам среды (Ду, Ру, материал), и профессиональный монтаж с соблюдением всех технологических норм (сварка, затяжка крепежа) являются обязательными условиями для создания герметичного, долговечного и безопасного фланцевого соединения. Для более тяжелых условий эксплуатации следует рассматривать альтернативные типы фланцев, в первую очередь — приварные встык.