Фланцы плоские Ду 65

Фланцы плоские Ду 65: конструкция, стандарты, применение и монтаж

Фланец плоский Ду 65 представляет собой кольцевую или дисковую деталь с равномерно расположенными отверстиями для болтов или шпилек, предназначенную для соединения участков трубопроводов, присоединения к нему арматуры, оборудования и приборов. Ключевая характеристика «Ду 65» обозначает условный проход, соответствующий наружному диаметру трубы приблизительно 76 мм (для стальных водогазопроводных труб). Плоский фланец, в отличие от приварного встык, монтируется путем насадки на трубу и приварки двумя угловыми швами по окружности с внутренней и внешней стороны.

Конструктивные особенности и геометрические параметры

Плоский фланец Ду 65 изготавливается в виде цельного кольца. Его основные конструктивные элементы включают: внутренний диаметр (под размер трубы), наружный диаметр, толщину диска, диаметр окружности расположения крепежных отверстий, количество и диаметр этих отверстий. Критически важным параметром является рабочее давление, на которое рассчитано соединение. Для плоских фланцев оно, как правило, ниже, чем для фланцев приварных встык аналогичного Ду.

Геометрические параметры строго регламентируются стандартами. Для фланцев Ду 65, применяемых в системах с давлением от 0.1 до 2.5 МПа (от 1 до 25 кгс/см²), основные размеры согласно ГОСТ 12820-80 (для исполнения 1) приведены в таблице.

Существует также исполнение 2 по ГОСТ 12820-80, отличающееся конструкцией уплотнительной поверхности (выступ-впадина, шип-паз). Для соединения с арматурой и оборудованием используются фланцы по ГОСТ 12815-80, где параметры сгруппированы по рядам давления (Py).

Материалы изготовления и типы покрытий

Выбор материала фланца определяется рабочими параметрами среды (давление, температура), ее агрессивностью и требованиями стандартов.

• Углеродистые стали: Ст3сп, Ст20 (ГОСТ 12820-80). Наиболее распространены для общепромышленного применения с неагрессивными средами (вода, пар, воздух, инертные газы) при температурах от -40 до +450°C.
• Легированные стали: 09Г2С, 15Х5М. Применяются для работы при низких температурах или высоких температурах (до +600°C для 15Х5М).
• Нержавеющие стали: 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т, 06ХН28МДТ. Используются в коррозионно-активных средах, пищевой, химической, фармацевтической промышленности.
• Защитные покрытия: Для повышения коррозионной стойкости в умеренно агрессивных условиях фланцы из углеродистой стали могут покрываться цинком (горячее или гальваническое цинкование), грунт-эмалями.

Области применения и ограничения

Плоские фланцы Ду 65 находят широкое применение в системах, где не требуются соединения на высокое давление и где возможен двусторонний доступ к месту сварки.

• Водоснабжение и водоотведение: Магистральные и технологические трубопроводы холодной и горячей воды.
• Теплоэнергетика и ЖКХ: Системы отопления, тепловые сети (в основном в пределах котельных и ЦТП), технологические трубопроводы с теплоносителем.
• Промышленные трубопроводы: Транспортировка сжатого воздуха, неагрессивных газов, технических жидкостей в пределах цехов.
• Присоединение приборов и оборудования: Манометров, датчиков расхода, фильтров, задвижек с плоским присоединительным фланцем.

Ограничения: Плоские фланцы не рекомендуется применять в системах с высоким давлением (как правило, выше 2.5-4.0 МПа), в зонах с высокими циклическими нагрузками, вибрацией, а также для трубопроводов, подвергающихся резким температурным перепадам. В таких условиях предпочтение отдается фланцам приварным встык, которые обеспечивают более высокую прочность и надежность соединения.

Технология монтажа и требования к сварке

Правильный монтаж — залог герметичности и долговечности фланцевого соединения.

1. Подготовка: Торец трубы должен быть ровно обрезан, зачищен от окалины и грязи. Проверяется совпадение отверстий во фланцах (они должны совпадать без применения усилия).
2. Насадка фланца: Фланец надевается на трубу. Важно соблюсти соосность. Вылет трубы относительно плоскости фланца должен быть в пределах 3-5 мм, чтобы не мешать установке прокладки.
3. Прихватка и сварка: Фланец прихватывается в 2-3 точках, после чего выполняется непрерывный двусторонний угловой шов. Сварка ведется в соответствии с технологической картой. Для ответственных объектов обязателен визуальный и измерительный контроль швов, возможно применение неразрушающих методов контроля (капиллярная или магнитопорошковая дефектоскопия).
4. Сборка соединения: Между фланцами устанавливается прокладка (паронит, фторопласт, металлическая овального или восьмигранного сечения). Болты или шпильки смазываются графитовой смазкой и затягиваются крест-накрест динамометрическим ключом для обеспечения равномерного усилия затяжки.

Комплектация фланцевого соединения Ду 65

Для формирования узла необходимы:

• Фланец плоский стальной Ду 65 – 2 шт.
• Крепеж: Болты (ГОСТ 7798-70) или шпильки (ГОСТ 9064-75, 9066-75) с гайками (ГОСТ 5915-70). Для Ду 65, как правило, используются болты/шпильки М16. Материал крепежа должен соответствовать материалу фланцев (например, для стальных фланцев – крепеж из стали 35).
• Прокладка: Материал и тип (плоская, спирально-навитая, линзовая) выбираются по параметрам среды. Для воды и пара до 150°C часто используют паронитовые прокладки ПОН толщиной 2-3 мм.
• Шайбы: ГОСТ 11371-78.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем плоский фланец отличается от фланца приварного встык (воротникового)?

Плоский фланец насаживается на трубу и приваривается двумя угловыми швами. Фланец приварной встык имеет коническую горловину, приваривается одним стыковым швом, что обеспечивает лучшую усталостную прочность, снижает концентрацию напряжений и подходит для более высоких давлений, температур и вибрационных нагрузок. Плоский фланец проще в изготовлении и, как правило, дешевле.

Как правильно расшифровать маркировку «Фланец 1-65-25 ст. 20 ГОСТ 12820-80»?

• 1 – Исполнение (конструкция уплотнительной поверхности: 1 – с соединительным выступом).
• 65 – Условный проход (Ду), мм.
• 25 – Условное давление (Ру), кгс/см² (примерно 2.5 МПа).
• ст. 20 – Марка стали (Сталь 20).
• ГОСТ 12820-80 – Стандарт на фланцы стальные плоские.

Какое количество болтов и какого диаметра требуется для фланца Ду 65?

Зависит от рабочего давления. Для Ру 0.6 МПа (6 кгс/см²) – 4 болта М16. Для Ру 1.6 МПа (16 кгс/см²) и 2.5 МПа (25 кгс/см²) – 8 болтов М16. Точные данные всегда следует сверять по таблицам стандарта или каталогу производителя.

Можно ли использовать фланец из стали Ст3 для трубопровода с температурой 300°C?

Нет, это не рекомендуется. Для стали Ст3sp5 максимальная рабочая температура составляет +300°C, но при длительной работе при температурах выше +250°C происходит рост зерна и снижение механических свойств. Для температур в районе 300°C и выше следует применять фланцы из сталей, легированных молибденом (например, 15Х5М для температур до +600°C) или, как минимум, из стали 20.

Как выбрать прокладку для фланцевого соединения Ду 65 на водяном паропроводе с давлением 1.6 МПа и температурой 200°C?

Для данных параметров подойдет прокладка из паронита марки ПОН (общего назначения) толщиной 2 или 3 мм. Альтернативой может быть металлическая спирально-навитая прокладка (СНП) с наполнителем из графита или фторопласта, которая обеспечивает лучшую герметичность при возможных перекосах.

Каков порядок затяжки болтов фланцевого соединения?

Затяжку необходимо производить равномерно, крест-накрест (по схеме «звезда»), в несколько проходов с постепенным увеличением момента. Например, первый проход – 30% от номинального момента, второй – 60%, третий – 100%. Это предотвращает перекос фланцев и обеспечивает равномерное обжатие прокладки.

Заключение

Фланец плоский Ду 65 является стандартизированным, широко распространенным элементом трубопроводных систем низкого и среднего давления. Его корректный подбор по стандарту, материалу и давлению, в комплексе с качественным монтажом и соблюдением технологии сборки соединения, гарантирует надежную и долговечную работу узла. При проектировании и ремонте необходимо строго руководствоваться актуальными нормативными документами (ГОСТ, ОСТ, ТУ) и учитывать все параметры рабочей среды.