Фланцы стальные Ду 25: конструкция, стандарты, применение и монтаж

Фланец стальной условным проходом (Ду) 25 представляет собой соединительную деталь трубопроводной арматуры, резервуаров, аппаратов и машин в виде кольца, диска или рамки с равномерно расположенными отверстиями для болтов или шпилек. Основное назначение – обеспечение герметичного и прочного разъемного соединения участков труб, присоединения к ним оборудования, установки заглушек или проведения ревизии. Ду 25 соответствует внутреннему диаметру присоединяемого трубопровода приблизительно 25 мм (точные значения зависят от толщины стенки трубы). Данный типоразмер широко востребован в ответственных системах среднего и высокого давления благодаря оптимальному сочетанию компактности и прочности.

Ключевые технические параметры и конструктивные особенности

Основные параметры фланцев регламентируются стандартами и включают в себя не только условный проход. Для полной идентификации и корректного подбора необходимо учитывать всю совокупность характеристик.

• Условный проход (Ду, DN): 25 мм. Обозначает номинальный внутренний диаметр присоединяемых элементов.
• Условное давление (Ру, PN): Ряд рабочих давлений, на которые рассчитан фланец. Для Ду 25 распространены исполнения PN 6, 10, 16, 25, 40, 63, 100, 160, 250. С повышением PN увеличиваются толщина соединительного кольца, диаметр окружности расположения болтов и размеры болтов/шпилек.
• Исполнение уплотнительной поверхности: Определяет тип прокладки и форму поверхности фланца для обеспечения герметичности. Наиболее распространены:
  • Исполнение 1 (А): Гладкая поверхность. Под прокладку из паронита, резины, фторопласта.
  • Исполнение 2 (E): Выступ-впадина (шип-паз). Обеспечивает точную центровку и удержание мягкой прокладки.
  • Исполнение 3 (B): Шип-паз с овальным сечением. Для фланцевых соединений с металлическими линзовыми или овальными прокладками.
  • Исполнение 4 (F, D): Соединение «шип-паз» с прямоугольным сечением.
  • Исполнение 5 (C): Под линзовую прокладку.
  • Исполнение 9 (K): Под прокладку овального или восьмигранного сечения для высоких давлений (часто по ASME/ANSI).
• Тип фланца: Определяет способ крепления к трубе или оборудованию.
  • Фланец стальной плоский приварной (ГОСТ 12820-80, тип 01): Надевается на трубу и приваривается двумя угловыми швами по окружности. Простая конструкция, низкая стоимость.
  • Фланец стальной приварной встык (воротниковый) (ГОСТ 12821-80, тип 11): Приваривается встык одним сварным швом в зоне конической шейки (воротника). Распределение нагрузок оптимально, применяется для высоких давлений и температур, в условиях вибрации.
  • Фланец свободный на приварном кольце (ГОСТ 12822-80, тип 02+03): Состоит из свободного фланца и приварного кольца. Упрощает монтаж и демонтаж, особенно в стесненных условиях, позволяет использовать фланец из более дорогой стали при кольце из обычной.
  • Фланец резьбовой (ГОСТ 12818-80, тип 04): Имеет внутреннюю резьбу для навинчивания на трубу без сварки. Применяется на низких давлениях, в неответственных системах, где запрещена сварка.
  • Фланец заглушки (глухой) (ГОСТ 12836-80): Сплошной диск для герметичного закрытия конца трубопровода.
• Материал изготовления: Выбирается исходя из рабочей среды, давления и температуры.
  • Углеродистые стали (Ст3сп, 20, 25): Для воды, пара, инертных газов при температурах от -40 до +425°C.
  • Легированные стали (09Г2С, 12Х18Н10Т, 15Х5М): Для агрессивных сред (кислоты, щелочи), высоких температур (жаропрочные), низких температур (хладостойкие).

Основные стандарты и их сравнительные характеристики

В России и странах СНГ доминируют стандарты системы ГОСТ, однако в нефтегазовой и химической отраслях широко применяются международные стандарты ASME/ANSI.

Сравнительная таблица стандартов для фланцев Ду 25

Стандарт	Типоразмер (DN/Номинальный размер)	Ряд давлений (PN/Class)	Ключевые особенности	Сфера преимущественного применения
ГОСТ 12820-80, 12821-80	Ду 25	PN 6, 10, 16, 25, 40, 63, 100, 160, 250	Метрические размеры (болты М), исполнения уплотнительных поверхностей от 1 до 9. Полный охват типов и давлений.	Внутренние системы ТЭЦ, АЭС, коммунальное хозяйство, промышленные предприятия на постсоветском пространстве.
ГОСТ 33259-2015 (ЕН 1092-1)	DN 25	PN 6, 10, 16, 25, 40, 63, 100, 160, 250, 320, 400	Европейский стандарт, адаптированный в РФ. Типы 01, 02, 04, 05, 11, 12, 13. Исполнения уплотнений A, B, C, D, E, F, G.	Оборудование для экспорта, совместные предприятия, объекты, спроектированные по европейским нормам.
ASME/ANSI B16.5, B16.47	NPS 1″ (номинальный размер 1 дюйм, ~Ду 25)	Class 150, 300, 400, 600, 900, 1500, 2500	Дюймовая система (болты в дюймах), типы Weld Neck, Slip-On, Blind, etc. Классы давления (Class) не эквивалентны PN.	Нефтегазовая отрасль, химические заводы, объекты, построенные по американским стандартам, импортное оборудование.

Геометрические размеры и масса (на примере ГОСТ)

Размеры фланцев Ду 25 варьируются в зависимости от типа и давления. Приведем выборочные данные по ГОСТ 12821-80 (Приварные встык).

Основные размеры фланцев стальных приварных встык Ду 25 по ГОСТ 12821-80

Давление, Ру (PN)	D, мм (наружный диаметр)	D1, мм (диам. окруж. болтов)	d, мм (диам. болтов)	Кол-во болтов, шт	b, мм (толщина)	h, мм (высота воротника)	Масса, кг (прибл.)
PN 16	115	85	М12	4	16	50	0.95
PN 25	115	85	М12	4	18	52	1.10
PN 40	125	100	М16	4	20	55	1.60
PN 100	150	110	М20	4	28	68	3.20

Области применения в энергетике и смежных отраслях

Фланцы Ду 25 находят применение в системах, требующих надежных разъемных соединений на трубопроводах малого диаметра.

• Тепловая энергетика (ТЭЦ, котельные): Обвязка контрольно-измерительных приборов (манометры, датчики), импульсные линии отбора давления, трубопроводы подпитки, дренажные линии, обвязка запорной и регулирующей арматуры (клапаны, задвижки) на вспомогательных системах с параметрами до 100 бар и 425°C.
• Атомная энергетика (АЭС): Вспомогательные системы технического водоснабжения, смазки, гидравлики, системы вентиляции и кондиционирования, где применяются трубопроводы малого диаметра.
• Нефтегазовая и химическая промышленность: Промысловые и технологические трубопроводы для подачи реагентов, топливные линии на двигателях, обвязка пробоотборников, импульсные линии на установках с агрессивными средами (в коррозионностойком исполнении).
• Машиностроение: Гидравлические и пневматические системы высокого давления станков и прессов, где используются трубные соединения.

Технология монтажа и контроль качества соединения

Качество фланцевого соединения определяет герметичность и долговечность всей системы. Процесс монтажа регламентируется документами РД, СНиП, СП.

• Подготовка: Проверка маркировки фланцев (Ду, Ру, материал, стандарт). Визуальный и измерительный контроль уплотнительных поверхностей – отсутствие забоин, раковин, рисок. Прокладка должна соответствовать исполнению поверхности, давлению и среде.
• Центровка и стыковка: Оси соединяемых фланцев должны быть совмещены строго соосно. Параллельность уплотнительных поверхностей обязательна. Перекосы недопустимы.
• Установка крепежа: Болты или шпильки должны быть чистыми, смазанными графитовой смазкой или составом на основе дисульфида молибдена. Гайки накручиваются вручную.
• Затяжка: Затяжка производится динамометрическим ключом с соблюдением момента, указанного в паспорте оборудования или по расчетным таблицам. Применяется метод крестовой затяжки (схема «звезда») для равномерного прижатия прокладки.
  • Примерный момент затяжки для болта М12 класса прочности 8.8: 70-80 Н·м.
  • Примерный момент затяжки для болта М16 класса прочности 8.8: 160-190 Н·м.
• Контроль: После монтажа и опрессовки соединение проверяется на отсутствие течей. В ответственных системах может применяться ультразвуковой контроль (УЗК) сварных швов приварных фланцев.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается Ду от DN и NPS?

Ду (условный проход) – метрическая величина, указывающая примерный внутренний диаметр в мм. DN (Diamètre Nominal) – европейское обозначение, эквивалентное Ду. NPS (Nominal Pipe Size) – североамериканский стандарт, обозначающий условный размер в дюймах. Для труб малого диаметра NPS 1″ примерно соответствует Ду 25, но наружные диаметры труб по ГОСТ и ASME/ANSI различаются, что требует внимания при подборе фланцев.

Как перевести давление PN в Class (ASME) для фланца Ду 25?

Прямого перевода не существует, так как системы стандартов основаны на разных материалах, температурах и коэффициентах запаса. Приблизительные соответствия носят справочный характер: PN 20 ≈ Class 150, PN 50 ≈ Class 300, PN 100 ≈ Class 600. Для точного подбора необходимо руководствоваться таблицами эквивалентных давлений по конкретным стандартам или расчетами на заданные параметры среды.

Какой тип фланца выбрать для системы с высокими вибрациями (например, на насосной обвязке)?

Для систем с вибрациями и переменными нагрузками рекомендуется использовать фланец стальной приварной встык (воротниковый) ГОСТ 12821-80. Конструкция воротника обеспечивает плавный переход напряжений от фланца к трубе, повышая усталостную прочность соединения. Свободные фланцы на приварном кольце в таких условиях менее предпочтительны, а плоские приварные – не рекомендуются.

Можно ли соединить фланцы по ГОСТ и по ASME/ANSI?

Прямое соединение фланцев разных стандартных систем, как правило, невозможно из-за различий в геометрии (диаметр окружности расположения болтов D1, количество и размер крепежных отверстий), а также в типах уплотнительных поверхностей. Для такого соединения требуется переходная конструкция – патрубок с разностандартными фланцами на концах, изготовленный по специальному чертежу.

Как правильно хранить и транспортировать фланцы Ду 25?

Фланцы должны храниться в закрытых складских помещениях, защищенных от атмосферных осадков. Уплотнительные поверхности должны быть защищены от механических повреждений (упаковка, деревянные прокладки между изделиями). Запрещается сбрасывание фланцев, ударные нагрузки. При транспортировке необходимо обеспечить надежное крепление партии для исключения трения и ударов деталей друг о друга.

Заключение

Фланец стальной Ду 25, несмотря на малый размер, является критически важным элементом трубопроводных систем в энергетике и промышленности. Его корректный подбор по полному набору параметров (тип, стандарт, давление, исполнение поверхности, материал), соблюдение технологий монтажа и контроля – обязательные условия для создания герметичного, долговечного и безопасного соединения. Использование фланцев, соответствующих требованиям проектной документации и действующих стандартов, минимизирует риски аварийных ситуаций и обеспечивает бесперебойную работу технологических циклов.