Фланцы стальные Ду 100
Фланцы стальные Ду 100: технические характеристики, стандарты и применение
Фланец стальной условным проходом (Ду) 100 является одним из наиболее востребованных типов соединительных элементов в трубопроводных системах для различных сред, включая воду, пар, газ, нефтепродукты и агрессивные вещества. Под Ду 100 понимается номинальный диаметр прохода, соответствующий наружному диаметру трубы 108 мм (для труб по ГОСТ 10704-91). Основная функция фланца — обеспечение герметичного и прочного разъемного соединения участков трубопровода, арматуры, сосудов и аппаратов, позволяющее при необходимости производить демонтаж для ремонта, очистки или модификации системы.
Ключевые стандарты и типы фланцев Ду 100
В российской и международной практике проектирования и строительства применяются несколько основных стандартов, регламентирующих геометрию, параметры и материалы фланцев. Выбор стандарта определяется проектными требованиями, рабочими параметрами системы и исторически сложившимися нормативными базами.
Фланцы по ГОСТ (ГОСТ 33259-2015, ГОСТ 12820-80, ГОСТ 12821-80)
Данные стандарты являются основными для применения на территории РФ и стран СНГ. ГОСТ 33259-2015 (ранее серия ГОСТ 12815-12822) устанавливает типы, параметры и размеры фланцев арматуры, соединительных частей и аппаратов на условное давление от Ру 0,1 до Ру 20,0 МПа (от 1 до 200 кгс/см²).
- Фланец плоский приварной (ГОСТ 12820-80): Предназначен для приварки к трубе по внешнему диаметру. Устанавливается на трубопроводы низкого и среднего давления. Для Ду 100 характерны следующие параметры (выдержка для Ру 10):
- Фланец воротниковый приварной (ГОСТ 12821-80): Имеет коническую горловину («юбку»), которая приваривается встык к трубе. Такая конструкция обеспечивает лучшую распределенную нагрузку и применяется для систем высокого давления и температур. Для Ду 100 при Ру 10:
- Фланец свободный на приварном кольце (ГОСТ 12822-80): Состоит из свободно вращающегося фланца и приварного кольца. Облегчает монтаж и демонтаж, особенно в стесненных условиях, когда необходимо совместить отверстия под крепеж. Широко применяется в системах, требующих частой разборки.
- Углеродистые стали: Ст3сп, 20, 25 (по ГОСТ). Применяются для воды, пара, нейтральных газов и нефтепродуктов при температурах от -40 до +425°C.
- Легированные стали: 09Г2С, 12Х18Н10Т, 15Х5М. Сталь 09Г2С используется для низких температур (до -70°C). Нержавеющие стали (12Х18Н10Т) и жаропрочные (15Х5М) – для агрессивных сред и высоких температур (до +600°C).
- Прочие материалы: В особых условиях применяются фланцы из титана, алюминия или с защитными покрытиями (футеровка, гуммирование).
- Крепежные изделия: Шпильки, болты, гайки, шайбы. Материал крепежа должен соответствовать материалу фланца и рабочим условиям. Для фланцев Ду 100 Ру 16 обычно применяются 8 шпилек М16х(длина). Длина шпильки рассчитывается исходя из толщины фланцев, прокладки и высоты гаек.
- Прокладки: Обеспечивают уплотнение между зеркалами фланцев. Типы прокладок для Ду 100:
- Параонитовые (ПОН, ПМБ): Для воды, пара, инертных газов.
- Фторопластовые (ФУМ): Для агрессивных сред.
- Металлические (оцинкованная сталь, нержавейка): Для высоких давлений и температур.
- Спирально-навитые (СНП): Универсальные, для широкого диапазона давлений и температур, состоят из металлической ленты и мягкого наполнителя.
- Визуальный контроль фланцев (отсутствие раковин, задиров на зеркале), очистка уплотнительных поверхностей.
- Центрирование труб и совмещение отверстий под крепеж.
- Установка прокладки строго по центру.
- Вставка крепежных элементов. Смазка резьбы графитовой смазкой или аналогичной.
- Затяжка болтов/шпилек динамометрическим ключом по определенной схеме (крест-накрест) для обеспечения равномерного прилегания. Затяжка выполняется в несколько этапов с постепенным увеличением момента. Момент затяжки регламентируется проектными документами и зависит от типа прокладки и крепежа.
- Энергетика: Трубопроводы питательной воды, пара низкого и среднего давления, конденсатопроводы на ТЭЦ и котельных.
- Нефтегазовая промышленность: Технологические линии, обвязка насосов и емкостей, системы пожаротушения.
- Химическая промышленность: Транспортировка реагентов, где требуется частая разборка для обслуживания.
- Водоснабжение и водоотведение: Магистральные и сетевые трубопроводы, соединения с задвижками и насосным оборудованием.
- Судостроение и другие отрасли.
| Ду | D | D1 | D2 | n | d | h | Масса, кг (Ру10) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 100 | 215 | 180 | 148 | 8 | 18 | 18 | ~2.95 |
| Ду | D | D1 | D2 | D4 | h | H | Масса, кг (Ру10) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 100 | 215 | 180 | 148 | 114 | 20 | 120 | ~4.67 |
Фланцы по ASME/ANSI (США)
Стандарты ASME B16.5 и ASME B16.47 доминируют в международных проектах, особенно в нефтегазовой и химической отраслях. Для Ду 100 соответствует номинальный размер NPS 4. Основные типы: Weld Neck (WN) – аналог воротникового, Slip-On (SO) – аналог плоского, Blind (BL) – заглушка. Классы давления: 150, 300, 600 lb и далее. Размеры и количество болтов отличаются от ГОСТ. Например, NPS 4 Class 150 имеет диаметр по болтам 190.5 мм и 8 отверстий под болты M16.
Фланцы по EN (Европейские стандарты)
EN 1092-1 является ключевым европейским стандартом. Определяет типы: Type 01 (плоский), Type 05 (воротниковый), Type 04 (свободный с приварным кольцом). Номинальное давление обозначается как PN (PN6, PN10, PN16, PN25, PN40). Для PN16 Ду 100 (DN100) тип 05 имеет диаметр по болтам 220 мм и 8 отверстий под болты М20.
Материалы изготовления
Выбор материала фланца определяется рабочей средой, давлением, температурой и требованиями по коррозионной стойкости. Основные группы материалов:
Комплектация фланцевого соединения Ду 100
Герметичность соединения обеспечивается не только фланцами, но и комплектующими элементами.
Монтаж и контроль фланцевых соединений Ду 100
Качество монтажа напрямую влияет на надежность и безопасность трубопровода. Порядок сборки:
Обязателен контроль на отсутствие перекоса. После опрессовки системы часто требуется подтяжка соединений.
Области применения фланцев Ду 100
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается фланец Ду 100 от фланца DN 100?
По сути, это обозначение одного и того же номинального диаметра. Ду (условный проход) — обозначение, принятое в ГОСТ. DN (Diameter Nominal) — обозначение по международным (ISO, EN) и американским (ASME) стандартам. Для практических целей Ду 100 и DN 100 взаимозаменяемы, однако геометрические параметры (диаметры, количество болтов) у фланцев разных стандартов (ГОСТ, ASME, EN) для одного DN/Dу могут различаться.
Как правильно подобрать прокладку для фланца Ду 100 Ру 16?
Выбор зависит от среды и температуры. Для пара и воды до 120°C часто применяют паронитовые прокладки ПОН-2.0 толщиной 1.5-2.0 мм по ГОСТ 15180-86. Для более широкого диапазона давлений и температур, а также для агрессивных сред предпочтительны спирально-навитые прокладки (СНП) с заполнителем из фторопласта или графита. Наружный диаметр прокладки должен соответствовать D2 фланца, внутренний — быть немного больше Dу трубы.
Можно ли соединить фланец ГОСТ Ду 100 с фланцем ASME NPS 4?
Прямое соединение невозможно из-за различий в геометрии: разный диаметр окружности расположения болтов (PCD), разное количество и диаметр отверстий под крепеж, различная форма уплотнительной поверхности (тип фаски). Для такого соединения необходимо использовать переходной адаптер (переходник) или специальное переходное кольцо, которое компенсирует все геометрические несоответствия.
Как определить рабочее давление для имеющегося фланца Ду 100?
Давление определяется маркировкой на теле фланца (Ру/РN или Class), а также его геометрическими размерами (толщиной, наружным диаметром, материалом). При отсутствии маркировки необходимо сверять фактические размеры с таблицами ГОСТ или ASME. Важно: рабочее давление при конкретной температуре может быть ниже условного (Ру). Зависимость «давление-температура» для каждого материала и типа фланца приведена в нормативных документах (например, ГОСТ 33259-2015).
Каков порядок затяжки болтов фланцевого соединения Ду 100?
Затяжка должна быть равномерной. Рекомендуется схема «крест-накрест». Для фланца с 8 отверстиями: первый болт в произвольном положении, затем болт напротив (180°), затем болты под 90° к первому, и далее заполнение оставшихся отверстий в аналогичном порядке. Затяжка производится в 3-4 прохода с постепенным увеличением момента до расчетного значения, указанного в проектной документации или по рекомендации производителя прокладки.
Что такое «условный проход Ду 100» и какому наружному диаметру трубы он соответствует?
Условный проход (Ду) — это номинальный внутренний диаметр трубопровода, выраженный в миллиметрах. Он используется для унификации присоединительных размеров арматуры и фланцев. Для стандартной стальной электросварной трубы по ГОСТ 10704-91 Ду 100 соответствует наружному диаметру трубы 108 мм при толщине стенки 3-5 мм. Для бесшовной трубы по ГОСТ 8732-78 наружный диаметр также обычно составляет 108 мм.