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

Фланец приварной Ду 65 – это стандартизированный соединительный элемент трубопроводной арматуры, резервуаров, аппаратов и оборудования, предназначенный для создания разъемных соединений трубопроводов и присоединения к ним технологического оборудования. Цифровое обозначение «Ду 65» указывает на условный проход, соответствующий наружному диаметру трубы приблизительно 76 мм (для стальных труб по ГОСТ 10704-91). Данный типоразмер широко распространен в технологических линиях среднего давления, системах тепло- и водоснабжения, нефтегазовой и химической промышленности.

Конструктивные особенности и типы приварных фланцев Ду 65

Приварные фланцы для условного прохода 65 мм подразделяются на несколько основных типов, отличающихся способом монтажа на трубопровод и геометрией.

• Фланец приварной встык (воротниковый, юбочный): Имеет коническую переходную шейку (воротник) для приварки встык. Монтаж осуществляется двумя сварными швами: стыковым (по торцу шейки) и угловым (по периметру ступицы с обратной стороны). Конструкция обеспечивает оптимальное перераспределение механических напряжений, что делает данный тип предпочтительным для работы под высоким давлением, в условиях знакопеременных нагрузок и при повышенных температурах.
• Фланец плоский приварной: Устанавливается на трубу с насадкой и крепится двумя угловыми сварными швами по периметру трубы с внутренней и внешней стороны. Конструктивно проще и дешевле воротникового, но применяется для менее ответственных соединений при умеренных давлениях и температурах, так как создает концентрацию напряжений в зоне сварки.
• Фланец свободный на приварном кольце: Состоит из двух элементов – собственно фланца (свободного) и приварного кольца. Кольцо приваривается к трубе, а свободный фланец остается вращающимся, что значительно упрощает монтаж (совмещение отверстий под болты) в стесненных условиях. Часто используется при монтаже оборудования, требующего частого демонтажа, а также для соединений с футеровкой или из дорогостоящих материалов (свободный фланец может быть из углеродистой стали, а кольцо – из нержавеющей или легированной).

Основные стандарты и технические характеристики

Производство и параметры фланцев регламентируются национальными и международными стандартами. Выбор стандарта определяет геометрические размеры, допуски, типы уплотнительных поверхностей и номинальные давления.

• ГОСТ 33259-2015 (ранее ГОСТ 12820-80, 12821-80): Основной российский стандарт для фланцев стальных плоских и приварных встык. Устанавливает параметры для условного давления от Ру 0.1 до 20 МПа (от 1 до 200 кгс/см²).
• ГОСТ 28759.3-90 (Ду 50-600, Ру 1.6-6.4 МПа): Стандарт на фланцы сосудов и аппаратов.
• EN 1092-1: Европейский стандарт, определяющий типы фланцев (Type 11 – воротниковый, Type 01 – плоский), типы уплотнительных поверхностей (B1 – выступ/впадина, C – шип/паз, D – плоская) и ряды давлений (PN 6, 10, 16, 25, 40, 63, 100).
• ASME/ANSI B16.5: Американский стандарт, классифицирующий фланцы по классам давления (Class 150, 300, 600 и т.д.) и типам (Weld Neck, Slip On, Blind).

Ключевые технические параметры фланца Ду 65:

• Условный проход (Ду, DN): 65 мм.
• Наружный диаметр трубы: Как правило, 76 мм (для стальной трубы по ГОСТ 10704-91).
• Диаметр окружности расположения болтов (Дб): Зависит от стандарта и давления. Например, по ГОСТ 12821-80 для Ру 1.6 МПа – 160 мм, для Ру 10.0 МПа – 185 мм.
• Количество и диаметр крепежных отверстий: Определяется рядом давления. Для PN 16 (Ру 1.6) обычно 8 отверстий под болты М16.
• Тип уплотнительной поверхности:
  • Плоская (исполнение 1 по ГОСТ, Flat Face – FF).
  • Соединение «выступ-впадина» (исполнение 2, Raised Face – RF).
  • Соединение «шип-паз» (исполнение 3, Tongue/Groove – T/G).
  • Под линзовую прокладку (исполнение 4).
  • Под прокладку овального сечения (исполнение 5).

Материалы изготовления

Выбор материала фланца определяется рабочими параметрами среды (давление, температура, агрессивность) и требованиями нормативной документации.

Материал (марка стали)	Обозначение по ГОСТ	Область применения и особенности
Углеродистые стали обыкновенного качества	Ст3сп, Ст3пс	Ненагруженные соединения для воды, пара, воздуха при температуре от -30 до +425°C, давление до Ру 2.5 МПа.
Качественные углеродистые стали	20, 25	Наиболее распространенный материал для ответственных соединений в нефтегазовой, химической, энергетической отраслях. Температура применения от -40 до +450°C.
Легированные стали	09Г2С, 15Х5М	Для работы при низких температурах (до -70°C для 09Г2С) или высоких (до +600°C для жаропрочных сталей типа 15Х5М).
Коррозионно-стойкие (нержавеющие) стали	12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т, AISI 304, 316	Для агрессивных сред: кислот, щелочей, хлорсодержащих сред. Применяются в пищевой, химической, фармацевтической промышленности.

Области применения в энергетике и промышленности

Фланцы Ду 65 являются критически важными элементами в следующих системах:

• Теплоэнергетика: Соединения трубопроводов питательной воды, пара низкого и среднего давления, конденсатопроводов, дренажных линий на ТЭЦ и в котельных.
• Атомная энергетика: Вспомогательные системы, не относящиеся к первому контуру (техническое водоснабжение, вентиляция, системы пожаротушения).
• Нефтегазовая отрасль: Технологические линии сбора и подготовки продукции, трубопроводы ингибиторов коррозии, топливного газа, системы пожаротушения и водоснабжения промыслов.
• Химическая промышленность: Соединения аппаратов, реакторов, теплообменников, трубопроводов для транспортировки химических реагентов (с выбором соответствующего материала фланца и прокладки).
• Водоснабжение и водоотведение: Магистральные и распределительные сети, насосные станции, очистные сооружения.

Процесс монтажа и контроль качества

Правильный монтаж – залог герметичности и долговечности фланцевого соединения.

1. Подготовка: Проверка маркировки фланцев (Ду, Ру, материал, стандарт). Очистка уплотнительных поверхностей от загрязнений, окалины, следов коррозии. Проверка состояния прокладки.
2. Центровка: Совмещение осей фланцев и труб. Зазор между уплотнительными поверхностями после предварительной стяжки должен быть равномерным по всему периметру.
3. Установка прокладки: Прокладка (паронитовая, фторопластовая, спирально-навитая, металлическая) устанавливается строго по центру, без перекосов.
4. Установка крепежа: Болты или шпильки должны быть чистыми, смазанными (чаще всего графитовой смазкой). Затяжка производится крест-накрест (по диагонали) для равномерного прижатия прокладки.
5. Затяжка: Осуществляется в несколько этапов (минимум в два) динамометрическим ключом с соблюдением требуемого момента затяжки, указанного в технологической карте или паспорте оборудования. Это исключает перекос и неравномерное обжатие прокладки.
6. Контроль: Визуальный контроль качества сварных швов (отсутствие трещин, непроваров, пор), проверка герметичности соединения (опрессовка, течеискание).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается «Ду 65» от «DN 65» и «PN 16»?

Ду (Диаметр условный) и DN (Nominal Diameter) – это, по сути, одно и то же: условное безразмерное число, приблизительно соответствующее внутреннему диаметру трубы в миллиметрах. Для фланца Ду 65 наружный диаметр присоединяемой трубы будет около 76 мм. PN (Nominal Pressure) – это номинальное (условное) давление, которое фланец может выдержать при температуре 20°C. PN 16 означает рабочее давление 1.6 МПа (16 бар) при 20°C. С ростом температуры допустимое рабочее давление снижается.

Как правильно подобрать прокладку для фланца Ду 65 PN 16?

Выбор прокладки зависит от среды, температуры и давления. Для фланцев с уплотнительной поверхностью «выступ-впадина» (RF) наиболее распространены:

• Для воды, пара, воздуха до +450°C: Паронит ПОН, ПМБ.
• Для агрессивных сред: Фторопласт-4 (тефлон), PTFE.
• Для высоких параметров (давление, температура, переменные нагрузки): Спирально-навитые прокладки (СНП) с графитовым или фторопластовым наполнителем.
• Для систем с высокой степенью герметичности: Металлические прокладки овального или восьмигранного сечения.

Внутренний диаметр прокладки должен быть равен или чуть больше Ду трубы, наружный – не выходить за границы уплотнительной поверхности фланца.

Можно ли соединить фланец по ГОСТ с фланцем по ANSI?

Прямое соединение фланцев разных стандартов, как правило, невозможно из-за различий в геометрических размерах (диаметр окружности расположения болтов Дб, количество и диаметр отверстий, толщина фланца, тип уплотнительной поверхности). Для такого соединения необходимо использовать переходные элементы (адаптеры) или глухие фланцы-переходники, которые с одной стороны соответствуют одному стандарту, с другой – другому. В критически важных системах такая практика не рекомендуется.

Как маркируются фланцы и на что обращать внимание при приемке?

На теле фланца (чаще на периферийной поверхности) должна быть нанесена четкая маркировка, включающая:

• Товарный знак или наименование производителя.
• Условный проход (Ду 65).
• Условное давление (Ру или PN).
• Марку материала (например, 20, 09Г2С).
• Тип исполнения уплотнительной поверхности (например, «2» для «выступ-впадина»).
• Знак или номер контролера ОТК.

При приемке необходимо сверять маркировку с сопроводительной документацией (сертификат качества, паспорт), провести визуальный осмотр на отсутствие трещин, раковин, задиров на уплотнительной поверхности, проверить геометрию ключевых размеров штангенциркулем.

Каковы основные причины разгерметизации фланцевых соединений Ду 65?

• Неправильная затяжка: Неравномерная или недостаточная затяжка болтов – самая частая причина.
• Несоответствие или дефект прокладки: Неправильный материал, размер, механические повреждения.
• Перекос фланцев: Несоосность труб, приводящая к неравномерному зазору.
• Коррозия уплотнительной поверхности или крепежа.
• Термические напряжения: Быстрые изменения температуры, вызывающие неравномерное расширение/сжатие.
• Вибрация и пульсация в трубопроводе, приводящие к самоотворачиванию крепежа.

Заключение

Фланец приварной Ду 65, несмотря на кажущуюся простоту, является высокоответственным элементом трубопроводной системы. Его корректный подбор по стандарту, материалу, типу и давлению, качественное изготовление в соответствии с нормативной документацией и строгое соблюдение технологии монтажа являются обязательными условиями для обеспечения надежности, герметичности и долговечности соединения. Профессиональный подход к работе с фланцевыми соединениями минимизирует риски аварийных ситуаций, простоев оборудования и затрат на ремонт в энергетике и промышленных отраслях.