Фланцы приварные Ду 80: технические характеристики, стандарты и применение
Фланец приварной Ду 80 представляет собой стандартизированный соединительный элемент трубопроводной арматуры, резервуаров, аппаратов и оборудования, предназначенный для создания разъемных соединений. Цифровое обозначение «Ду 80» указывает на условный проход, соответствующий внутреннему диаметру присоединяемого трубопровода, равному 80 мм. Данный типоразмер является одним из наиболее востребованных в промышленных трубопроводных системах среднего давления и диаметра.
Конструктивные особенности и способ монтажа
Приварной фланец (часто обозначаемый как фланец плоский приварной или фланец встык) монтируется к трубопроводу посредством сварки. Существует два основных типа, различающихся по способу установки:
- Фланец плоский приварной (ГОСТ 12820-80): Устанавливается путем насадки на трубу с последующим привариванием двумя угловыми швами по периметру трубы с обеих сторон фланца. Конструктивно прост, но рассчитан на более низкие давления по сравнению с приварным встык, так как создает концентрацию напряжений в зоне сварки.
- Фланец приварной встык (воротниковый, ГОСТ 12821-80): Имеет коническую переходную шейку (воротник), которая стыкуется с торцом трубы и приваривается одним стыковым швом. Такая конструкция обеспечивает плавный переход напряжений от фланца к трубе, что позволяет применять его в системах высокого давления, при циклических нагрузках и в широком температурном диапазоне.
- Ст3сп/20: Углеродистые стали общего назначения. Применяются для работы с неагрессивными средами (вода, пар, инертные газы, нефтепродукты) при температурах от -40 до +425°С (для ст20).
- 09Г2С: Низколегированная сталь для работы при отрицательных температурах (до -70°С) и повышенных давлениях.
- 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т: Коррозионно-стойкие аустенитные стали. Используются в химической, нефтехимической, пищевой промышленности при работе с агрессивными средами (кислоты, щелочи, растворы).
- 15Х5М: Жаропроственная легированная сталь, применяемая в энергетике для трубопроводов с высокотемпературным теплоносителем (перегретый пар) до +600°С.
- Теплоэнергетика и ЖКХ: Тепловые сети (подающие и обратные линии), тепловые пункты, системы отопления и горячего водоснабжения.
- Нефтегазовая промышленность: Вспомогательные технологические трубопроводы, системы пожаротушения, водоподготовки.
- Химическая и нефтехимическая промышленность: Трубопроводы для транспортировки химических сред среднего давления (с выбором соответствующей марки нержавеющей стали).
- Пищевая промышленность: Линии, требующие периодической разборки для мойки и санитарной обработки (с фланцами из нержавеющих сталей).
- Общее машиностроение: Подключение гидравлических и пневматических систем высокого давления.
- Пара фланцев: Один приваривается к трубе, второй является частью арматуры (задвижки, клапана), насоса или аппарата.
- Крепежные изделия: Шпильки, болты или шпильки с гайками. Класс прочности крепежа (например, 5.8, 8.8) должен соответствовать расчетным нагрузкам. Для фланцев Ду 80 Py 10 МПа часто применяют шпильки М24.
- Уплотнительная прокладка: Обеспечивает герметизацию стыка. Выбор материала прокладки критически важен:
- Паронит (ПОН, ПМБ): Универсальный материал для воды, пара, нефтепродуктов до +450°С.
- Фторопласт (FKM, Viton): Для агрессивных химических сред.
- Металлические прокладки (оцинкованная сталь, нержавеющая сталь, медь): Для высоких давлений и температур (например, в энергетике).
- Резина (EPDM, NBR): Для воды и слабоагрессивных сред при низких и средних температурах.
- Маркировка: Наличие четкой маркировки (условный проход, давление, марка стали, клеймо производителя).
- Геометрия: Проверка соответствия диаметров, расстояний между отверстиями, перпендикулярности торцевой поверхности оси фланца.
- Поверхности: Отсутствие раковин, трещин, заусенцев на уплотнительной поверхности и в отверстиях под крепеж. Шероховатость уплотнительной поверхности должна соответствовать требованиям стандарта (обычно Ra 2.5-12.5 мкм).
- Дефекты сварки: При монтаже необходимо контролировать качество сварных швов, отсутствие непроваров, подрезов и пор.
- Неравномерная затяжка крепежных элементов.
- Некорректный подбор или разрушение материала прокладки (несоответствие среде, температуре).
- Механические повреждения уплотнительных поверхностей фланцев (царапины, вмятины).
- Превышение рабочих параметров (давления, температуры) относительно расчетных для данного фланца.
- Значительные температурные деформации трубопровода, создающие изгибающие моменты в соединении (отсутствие корректной компенсации).
- Неправильная центровка фланцев перед стягиванием.
Для фланца Ду 80 критически важным параметром является межосевое расстояние крепежных отверстий и их диаметр, которые должны строго соответствовать указанным в стандартах для обеспечения совместимости с ответными фланцами арматуры или оборудования.
Основные стандарты и технические параметры
Производство и параметры фланцев регламентируются национальными и международными стандартами. В Российской Федерации основными являются стандарты серии ГОСТ 12815-12822.
Таблица 1. Основные параметры фланцев приварных Ду 80 по ГОСТ
| Параметр | Фланец плоский приварной (ГОСТ 12820-80) | Фланец приварной встык (ГОСТ 12821-80) |
|---|---|---|
| Условный проход (Ду), мм | 80 | |
| Наружный диаметр трубы (для присоединения), мм | 89 (труба 89х3.5-4) | 89 (труба 89х3.5-4) / 95 (для Py 100-160) |
| Диаметр окружности болтов (Дб), мм | 200 (для Py 0.1-2.5 МПа) | 200 (Py 1.0-2.5 МПа), 215 (Py 4.0 МПа), 230 (Py 6.3 МПа), 240 (Py 10.0 МПа) |
| Количество отверстий под крепеж | 8 | 8 (Py 1.0-4.0 МПа), 12 (Py 6.3-10.0 МПа) |
| Диаметр отверстий под крепеж (d), мм | 18 | 18 (Py 1.0-2.5 МПа), 22 (Py 4.0 МПа), 26 (Py 6.3 МПа), 30 (Py 10.0 МПа) |
| Наружный диаметр фланца (D), мм | 195 (Py 0.1-2.5 МПа) | 200 (Py 1.0-2.5 МПа), 215 (Py 4.0 МПа), 230 (Py 6.3 МПа), 240 (Py 10.0 МПа) |
| Толщина фланца (b), мм | 20 (Py 0.1-0.6 МПа), 22 (Py 1.0-1.6 МПа), 24 (Py 2.5 МПа) | 22 (Py 1.0 МПа), 24 (Py 1.6 МПа), 26 (Py 2.5 МПа), 30 (Py 4.0 МПа), 34 (Py 6.3 МПа), 42 (Py 10.0 МПа) |
| Масса, кг (приблизительно) | ~3.0-3.5 | ~3.5-8.5 (в зависимости от Py) |
Материалы изготовления и выбор марки стали
Выбор материала фланца определяется рабочими параметрами среды (давление, температура), ее агрессивностью и требованиями стандартов. Наиболее распространенные марки сталей:
Материал фланца должен соответствовать материалу присоединяемого трубопровода или быть близким по механическим и коррозионным свойствам во избежание образования гальванических пар и неравномерности напряжений.
Области применения фланцев Ду 80
Фланцы данного типоразмера широко используются в следующих отраслях и системах:
Комплектация фланцевого соединения Ду 80
Для создания герметичного разъемного соединения необходим полный комплект элементов:
Контроль качества и основные дефекты
При приемке и монтаже фланцев Ду 80 необходимо проводить визуальный и измерительный контроль:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается фланец Ду 80 от фланца DN 80?
Обозначения «Ду» (условный проход) и «DN» (номинальный диаметр) в контексте фланцев являются синонимами и обозначают один и тот же параметр – 80 мм. «Ду» – традиционное обозначение в стандартах ГОСТ, «DN» – обозначение в соответствии с международными стандартами ISO и европейскими EN. Фланцы с этими обозначениями, как правило, взаимозаменяемы, если они соответствуют одному ряду давлений (PN) и стандарту на исполнение уплотнительных поверхностей.
Как правильно подобрать крепеж для фланцевого соединения Ду 80 на давление 2.5 МПа?
Для фланца Ду 80 Py 2.5 МПа (ГОСТ 12821-80) потребуется 8 шпилек (или болтов) с резьбой М20. Длина шпильки рассчитывается как суммарная толщина двух фланцев, двух гаек, плюс запас на выход резьбы (обычно 3-5 мм). Для данного давления рекомендуется крепеж класса прочности не ниже 5.6. При монтаже затяжку необходимо производить крест-накрест динамометрическим ключом для обеспечения равномерного усилия на прокладку.
Можно ли соединить фланец плоский приварной с фланцем приварным встык?
Да, такое соединение возможно при условии полного совпадения геометрических параметров: условного давления (Py/PN), диаметра окружности болтов (Дб), количества и диаметра крепежных отверстий, а также типа уплотнительной поверхности (например, исполнение 1 или 2 по ГОСТ 12815-80). Однако, следует учитывать, что фланец встык рассчитан на более высокие нагрузки, и такое соединение может быть неоптимальным с точки зрения распределения напряжений.
Какой тип уплотнительной поверхности предпочтительнее для систем с перегретым паром?
Для систем с перегретым паром (температура свыше 400°С) и высоким давлением предпочтение отдается фланцам с соединительным выступом (исполнение 1 или 11 по ГОСТ 12815-80) и металлическим прокладкам (овального или восьмигранного сечения). Такое сочетание обеспечивает надежную герметизацию в условиях ползучести материала и термических деформаций.
Каковы основные причины разгерметизации фланцевых соединений Ду 80?
Основные причины:
Заключение
Фланец приварной Ду 80 является критически важным стандартизированным элементом, от правильного выбора, качества изготовления и монтажа которого зависит надежность и безопасность всей трубопроводной системы. При проектировании и эксплуатации необходимо строго учитывать взаимосвязь всех параметров: условного давления, температуры транспортируемой среды, материала фланца и прокладки, а также технологии сборки соединения. Соблюдение требований нормативной документации (ГОСТ, ОСТ, ТР ТС) и правил монтажа является обязательным условием для обеспечения длительной и безаварийной работы соединения.