Фланцы приварные Ду 32: технические характеристики, стандарты и применение
Фланец приварной Ду 32 — это стандартизированный соединительный элемент трубопроводной арматуры, резервуаров, аппаратов и оборудования, предназначенный для монтажа участков труб, присоединения запорно-регулирующей арматуры или подключения к другим технологическим узлам. Условный проход (Ду) 32 мм соответствует внутреннему диаметру присоединяемого трубопровода. Приварной фланец характеризуется неразъемным соединением с трубой, осуществляемым с помощью стыковой или тавровой сварки, что обеспечивает высокую прочность, герметичность и надежность стыка в ответственных системах.
Основные конструктивные типы приварных фланцев Ду 32
Для условного прохода 32 мм применяются несколько типов приварных фланцев, выбор которых зависит от давления, температуры, монтажных условий и требований стандартов.
Фланец приварной встык (воротниковый) ГОСТ 33259-2015 (тип 11)
Данный тип фланца имеет коническую переходную часть (воротник), которая приваривается встык к торцу трубы. Конструкция позволяет равномерно распределить механические напряжения от фланца на трубу, минимизируя концентрацию напряжений в зоне сварного шва. Это делает его предпочтительным для применения в системах высокого давления, при циклических нагрузках, в условиях вибрации и значительных перепадов температур. Монтаж требует выполнения двух сварных швов: стыкового (по торцу воротника) и таврового (с внутренней стороны).
Фланец плоский приварной ГОСТ 33259-2015 (тип 01)
Плоский фланец представляет собой кольцо с отверстиями под шпильки/болты, которое надевается на трубу и приваривается двумя угловыми швами с обеих сторон (со стороны трубы и со стороны фланца). Конструктивно более прост и дешев в изготовлении, но создает большую концентрацию напряжений в зоне сварки. Рекомендуется для трубопроводов низкого и среднего давления, где нет динамических нагрузок. Важным ограничением является невозможность применения на изогнутых участках (отводах) и в непосредственной близости к другому оборудованию из-за необходимости свободного надевания на прямолинейный участок трубы.
Фланец с приварной горловиной (Long Weld Neck) по ASME B16.5
Аналог воротникового фланца, но с удлиненной конической горловиной. Применяется в особо ответственных системах, в аппаратуре и технологических колоннах, где требуется компенсация термических расширений или особые условия подвода среды. Для Ду 32 встречается реже, в основном на импортном оборудовании или объектах, спроектированных по американским стандартам.
Ключевые технические параметры и стандартизация
Основные характеристики фланцев Ду 32 определяются рядом параметров, строго регламентированных стандартами.
Условное давление (Ру/PN)
Это основная характеристика, определяющая рабочее давление фланцевого соединения. Для Ду 32 фланцы изготавливаются на весь ряд стандартных давлений.
| Ряд давлений (ГОСТ) | PN (EN/ГОСТ Р) | Примерное максимальное рабочее давление при 20°C, МПа (для стали) |
|---|---|---|
| Ру 6, 10, 16, 25, 40, 63, 100, 160, 250 | PN 6, 10, 16, 25, 40, 63, 100, 160, 250 | 0.6, 1.0, 1.6, 2.5, 4.0, 6.3, 10.0, 16.0, 25.0 |
С увеличением номинального давления растут геометрические размеры фланца: наружный диаметр, толщина, диаметр и количество отверстий под крепеж, размер уплотнительной поверхности.
Исполнение уплотнительной поверхности
Тип поверхности контакта с прокладкой критически важен для герметичности. ГОСТ 33259 определяет несколько исполнений для Ду 32:
- Исполнение 1 (А): Гладкая уплотнительная поверхность. Применяется с мягкими прокладками (паронит, фторопласт) для низких давлений (Ру до 16).
- Исполнение 2 (Е): С выступом (шип). Обеспечивает лучшее сжатие прокладки и ее фиксацию от радиального смещения.
- Исполнение 3 (В): С впадиной (паз). Работает в паре с исполнением 2, образуя замкнутую полость для прокладки.
- Исполнение 4 (F): С шипом под линзовую прокладку. Для высоких давлений и температур (энергетика, ХТС).
- Исполнение 5 (D): Под прокладку овального сечения. Аналогично, для высоких параметров среды.
- Исполнение 9 (С): Шип-паз (Tongue & Groove). Обеспечивает максимальную точность центровки и защиту прокладки от выдувания.
- Теплоэнергетика: Вспомогательные трубопроводы питательной воды, дренажные линии, импульсные линии к приборам КИПиА, обвязка насосного оборудования на параметры до Ру 100 и выше.
- Химическая и нефтехимическая промышленность: Линии подачи реагентов, технологические коммуникации среднего давления, обвязка емкостного и реакторного оборудования. При агрессивных средах применяются фланцы из нержавеющих сталей.
- Нефтегазовый комплекс: Контрольно-измерительные линии, системы смазки и уплотнения, трубопроводы топливного газа вспомогательных установок.
- ЖКХ: Внутриквартальные и домовые сети теплоснабжения, где Ду 32 является стандартным размером для стояков и ответвлений.
- Машиностроение: Гидравлические и пневматические системы станков и прессов с рабочим давлением до 25 МПа и выше.
- Для воротниковых фланцев (тип 11) применяется стыковая сварка торца горловины с торцом трубы и последующий подварочный шов с внутренней стороны. Требуется обеспечить провар корня шва.
- Для плоских фланцев (тип 01) выполняются два угловых шва: с внутренней и наружной стороны. Необходимо предотвратить коробление фланца от тепловложения.
Материалы изготовления
Выбор материала определяется агрессивностью, температурой и давлением транспортируемой среды, а также требованиями по коррозионной стойкости и прочности.
| Группа материала | Марки стали (примеры) | Область применения | Нормативный документ |
|---|---|---|---|
| Углеродистые стали | Ст20, 25, 09Г2С | Вода, пар, нефтепродукты, инертные газы при t до 425-475°C | ГОСТ 33259 |
| Низколегированные стали | 15Х5М, 12Х18Н9Т | Среды с повышенной температурой (до 600°C) и умеренной агрессивностью | ГОСТ 33259 |
| Коррозионно-стойкие (нержавеющие) стали | 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т, 08Х18Н10 | Агрессивные среды: кислоты, щелочи, пищевая промышленность | ГОСТ 33259 |
| Легированные стали | 13ХФА, 15ГС | Трубопроводы высокого давления при отрицательных температурах | ГОСТ 33259 |
Геометрические размеры и чертеж фланца приварного встык Ду 32 PN 16
Для наглядности приведем основные размеры согласно ГОСТ 33259-2015 для одного из наиболее распространенных типоразмеров.
| Обозначение параметра | Значение, мм | Примечание |
|---|---|---|
| Условный проход (Ду) | 32 | Номинальный внутренний диаметр трубы |
| Наружный диаметр фланца (D) | 140 | |
| Диаметр окружности болтов (D1) | 100 | Центры отверстий под крепеж |
| Наружный диаметр горловины (d) | 60 | Под приварку к трубе наружным диаметром 38 мм (труба Ду 32) |
| Высота фланца (H) | 48 | Для типа 11 (воротниковый) |
| Толщина (S) | 4.0 (толщина стенки трубы) | Фланец рассчитывается под конкретную толщину стенки трубы |
| Количество отверстий (n) | 4 | |
| Диаметр отверстий под болты (d1) | 18 | Под болт М16 |
Области применения в энергетике и промышленности
Фланцы Ду 32 широко используются в различных отраслях благодаря унификации и надежности соединения.
Монтаж фланцевых соединений Ду 32: ключевые аспекты
Качество монтажа напрямую влияет на герметичность и долговечность соединения.
Подготовка и центровка
Торцы труб должны быть подготовлены: снята фаска под сварной шов, очищена зона на ширину не менее 20 мм от грязи, масла, окалины. Фланец центрируется на трубе, обеспечивая перпендикулярность торца фланца оси трубы. Допустимое отклонение — не более 0.5 мм на 100 мм диаметра.
Сварка
После сварки обязательна зачистка швов от шлака и брызг металла.
Комплектация крепежом и прокладками
Крепеж (шпильки, гайки, болты) должен соответствовать классу прочности, указанному в проекте (обычно не ниже 5.6). Прокладки выбираются в зависимости от исполнения уплотнительной поверхности и параметров среды: паронитовые, фторопластовые, металлические (овальные, линзовые, зубчатые).
Затяжка
Затяжка болтов/шпилек должна производиться динамометрическим ключом в соответствии с расчетным моментом затяжки, указанным в технологической карте. Затяжка выполняется крест-накрест (по диагонали) в несколько проходов для равномерного обжатия прокладки.
Контроль качества и дефекты
Приемка фланцев включает проверку: соответствия маркировки (Ду, Ру, материал, клеймо производителя), геометрических размеров, качества механической обработки (отсутствие забоин, раковин на уплотнительной поверхности), ультразвуковой или магнитопорошковый контроль сварных швов (для приварных встык). Распространенные дефекты: перекос фланца относительно трубы, недопустимые зазоры, повреждение резьбы в отверстиях, царапины на уплотнительной поверхности.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается фланец Ду 32 от фланца DN 32?
Ничем не отличается. Ду — это условное обозначение условного прохода на постсоветском пространстве (ГОСТ). DN (Diameter Nominal) — международное обозначение по стандартам ISO/EN. Для всех практических целей Ду 32 и DN 32 являются эквивалентными.
Как правильно обозначить фланец при заказе?
Необходимо указать полный набор параметров: тип (например, «фланец приварной встык»), условный проход (Ду 32), условное давление (например, Ру 16), исполнение уплотнительной поверхности (например, исполнение 2), материал (например, Ст20), стандарт (ГОСТ 33259-2015). Пример: Фланец 32-16-ст.20 ГОСТ 33259-2015 тип 11 исп.2.
Можно ли приварить фланец Ду 32 к трубе с наружным диаметром, отличным от расчетного?
Нет, это недопустимо. Фланец рассчитан на строго определенный наружный диаметр трубы (для Ду 32 это, как правило, 38 мм по ГОСТ 8732-78). Несовпадение диаметров приведет к смещению внутреннего канала (ступеньке), турбулизации потока, увеличению местного сопротивления, а главное — к нарушению геометрии сварного соединения, что чревато непроваром, концентрацией напряжений и разрушением.
Какой тип фланца выбрать для трубопровода с горячим паром (t=300°C, P=2.8 МПа)?
Для таких параметров (что соответствует примерно Ру 40) необходимо выбирать фланец приварной встык (тип 11) из теплостойкой стали (например, 15Х5М или 09Г2С, в зависимости от среды). Исполнение уплотнительной поверхности рекомендуется 4 или 5 (под металлическую линзовую или овальную прокладку), либо 9 (шип-паз). Плоский приварной фланец (тип 01) для данного давления и температуры не рекомендуется из-за высоких температурных напряжений.
Требуется ли термообработка сварного соединения фланца с трубой?
Требование зависит от материала и толщины стенки. Для углеродистых сталей при толщине стенки трубы до 20 мм часто ограничиваются местным подогревом перед сваркой. Для легированных сталей (особенно теплостойких и нержавеющих) после сварки часто обязателен отпуск для снятия остаточных напряжений. Точные указания содержатся в ПТД (производственно-технологической документации) на монтаж.
Что означает маркировка «А50» на торце фланца?
Это клеймо или маркировка, указывающая на марку материала. «А50» может соответствовать углеродистой стали обыкновенного качества по старому ГОСТ. В современных стандартах требуется указывать конкретную марку стали (20, 09Г2С и т.д.). При получении фланца с такой маркировкой необходимо запросить у поставщика сертификат соответствия, где будет расшифрован химический состав и механические свойства материала.
Заключение
Фланец приварной Ду 32 является высокостандартизированным, но технически сложным элементом трубопроводной системы. Его корректный подбор по типу, давлению (Ру/PN), исполнению уплотнительной поверхности и материалу, а также соблюдение технологий монтажа и контроля — обязательные условия для создания надежного, долговечного и безопасного фланцевого соединения. В энергетике и промышленности, где последствия разгерметизации могут быть катастрофическими, пренебрежение деталями при выборе и установке фланцев недопустимо. Постоянное внимание к актуализации нормативной базы (переход на ГОСТ 33259-2015 взамен устаревших ГОСТ 12821-80 и др.) и требованиям конкретных проектов — основа профессиональной работы в данной области.