Фланцы стальные Ду 32

Фланцы стальные Ду 32: конструкция, стандарты, применение и монтаж

Фланец стальной условным проходом Ду 32 представляет собой стандартизированный соединительный элемент трубопроводной арматуры, резервуаров, аппаратов и оборудования. Его основное назначение – создание разъемных, герметичных и прочных соединений участков труб, присоединение к ним запорной, регулирующей и предохранительной арматуры, а также подключение к технологическим аппаратам. Условный проход Ду 32 соответствует наружному диаметру трубы приблизительно 42 мм при выполнении по ГОСТ 33259-2015 (трубы стальные бесшовные) или 40 мм для труб ВГП по ГОСТ 3262-75. Фланец для этого диаметра является одним из наиболее востребованных в энергетике, ЖКХ, нефтегазовой и химической промышленности для монтажа средненапорных технологических линий.

Ключевые технические параметры и классификация

Выбор фланца Ду 32 определяется комплексом параметров, зафиксированных в рабочей конструкторской документации (РКД) или спецификациях на трубопровод.

Основные классифицирующие признаки:

• Условное давление (Py, Ру): Наиболее критичный параметр, определяющий конструкцию фланца, толщину, материал и тип уплотнения. Для Ду 32 фланцы изготавливаются на весь ряд стандартных давлений: 0.1 (1), 0.6 (6), 1.0 (10), 1.6 (16), 2.5 (25), 4.0 (40), 6.3 (63), 10.0 (100), 16.0 (160) МПа (кгс/см²).
• Тип исполнения уплотнительной поверхности:
  • Исполнение 1 (выступ-впадина): Одна из наиболее распространенных пар для средних давлений. Обеспечивает надежную фиксацию прокладки.
  • Исполнение 2 (шип-паз): Применяется для более высоких давлений и опасных сред. Обеспечивает лучшую защиту прокладки от выдавливания.
  • Исполнение 3 (под линзовую прокладку): Характерно для энергетики высоких параметров (высокие температура и давление).
  • Исполнение 4 (под фторопластовую прокладку): Для химически агрессивных сред.
  • Исполнение 5 (под прокладку овального сечения): Для соединений, работающих при высоких температурах и переменных нагрузках.
  • Плоское исполнение: Используется с мягкими прокладками для низких и средних давлений.
• Способ присоединения:
  • Фланцы стальные приварные встык (воротниковые) по ГОСТ 33259-2015 (ранее ГОСТ 12821-80): Наиболее надежный тип. Приварка осуществляется стыковым швом в районе горловины, что обеспечивает высокую прочность и стойкость к изгибающим моментам. Рекомендованы для трубопроводов высокого давления, работающих при повышенных температурах или в условиях знакопеременных нагрузок.
  • Фланцы стальные плоские приварные по ГОСТ 33259-2015 (ранее ГОСТ 12820-80): Надеваются на трубу и привариваются двумя угловыми швами (по торцу и по периметру ступицы). Более просты в изготовлении и монтаже, но менее стойки к изгибу и вибрации. Применяются для умеренных параметров среды.
  • Фланцы свободные на приварном кольце по ГОСТ 33259-2015 (ранее ГОСТ 12822-80): Состоят из двух частей: фланца и кольца. К трубе приваривается только кольцо, а фланец остается свободным. Это упрощает монтаж и юстировку отверстий под шпильки, особенно в стесненных условиях или при частых разборках соединения.
  • Фланцы резьбовые (цапковые): Присоединяются к трубе без сварки, посредством резьбы. Применяются в основном для монтажа в труднодоступных местах или на трубопроводах, где сварка нежелательна (например, в взрывоопасных зонах).
• Материал изготовления: Выбирается исходя из параметров рабочей среды (давление, температура, химическая агрессивность) и климатических условий.
  • Углеродистые стали (Ст20, Ст3сп/пс): Для общепромышленного применения при температурах от -40 до +475°C.
  • Легированные стали (09Г2С): Для низких температур (до -70°C) и умеренно агрессивных сред.
  • Нержавеющие стали (12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т, 06ХН28МДТ): Для агрессивных сред (кислоты, щелочи), высоких температур или сред с высокими требованиями к чистоте (пищевая, фармацевтическая промышленность).

Геометрические размеры и масса (на примере ключевых стандартов)

Габаритные размеры фланцев Ду 32 регламентируются соответствующими ГОСТами и различаются в зависимости от условного давления.

Таблица 1. Основные размеры фланцев приварных встык (ГОСТ 33259-2015) на Ру 1.6 и Ру 16.0 МПа

Параметр	Обозначение	Ру 1.6 МПа (16 кгс/см²)	Ру 16.0 МПа (160 кгс/см²)
Наружный диаметр фланца	D	140 мм	160 мм
Диаметр окружности болтов	Dб	110 мм	130 мм
Наружный диаметр трубы (для приварки)	Dт	42 мм (38 мм)*	42 мм (38 мм)*
Количество отверстий под крепеж	n	4	8
Диаметр отверстий под крепеж	d	18 мм	22 мм
Толщина фланца	h	18 мм	28 мм
Высота/длина горловины	H / S1	46 мм / 3.5 мм	60 мм / 6.0 мм
Масса (прибл.)	m	~2.0 кг	~4.5 кг

В скобках указан наружный диаметр для труб ВГП.


• S₁ – толщина стенки трубы, на которую рассчитан фланец.

Таблица 2. Комплект крепежа для фланцевых соединений Ду 32

Условное давление, Ру (МПа)	Кол-во отверстий	Диаметр отверстий, d (мм)	Рекомендуемый крепеж (Болт/Шпилька + Гайка)	Материал крепежа (стандартный/для агрессивных сред)
1.6	4	18	М16 х (длина по спецификации)	Класс прочности 5.8, 8.8 / Сталь 20Х13, 12Х18Н10Т
4.0	4	18	М16 х (длина по спецификации)	Класс прочности 8.8, 10.9 / Сталь 12Х18Н10Т
16.0	8	22	М20 х (длина по спецификации)	Класс прочности 10.9 и выше / Сталь 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т

Области применения в энергетике и смежных отраслях

Фланцы Ду 32 находят широкое применение в системах, где требуется надежное разъемное соединение для труб среднего диаметра.

• Теплоэнергетика: Вспомогательные трубопроводы котельных и ТЭЦ (химводоподготовка, дренажные линии, линии продувки), конденсатопроводы, трубопроводы низкого и среднего давления (до 4.0 МПа) насыщенного пара.
• Атомная энергетика: Технологические линии неответственных сред, системы вентиляции и осушения.
• Нефтегазовая промышленность: Обвязка технологических установок, линии контроля и измерения (КИП), топливные линии на вспомогательном оборудовании.
• Химическая промышленность: Транспортировка химических реагентов, растворителей, промежуточных продуктов при средних давлениях. В этом случае критичен выбор материала фланца и типа прокладки.
• Жилищно-коммунальное хозяйство: Магистральные и распределительные сети теплоснабжения (в качестве присоединительных патрубков теплообменников, насосов, задвижек), вводы в здания.
• Судостроение: Обвязка судовых энергетических установок, топливные, масляные и водяные системы.

Технология монтажа и контроль качества соединения

Качество фланцевого соединения напрямую влияет на надежность и безопасность трубопровода. Монтаж выполняется в строгой последовательности.

1. Подготовка: Проверка маркировки фланцев (Ду, Ру, материал, исполнение), визуальный контроль на отсутствие дефектов. Очистка уплотнительных поверхностей от загрязнений, заусенцев и следов коррозии. Проверка геометрии (отсутствие коробления).
2. Предварительная сборка: Совмещение фланцев, проверка соосности отверстий под крепеж. Отверстия должны совпадать свободно, без применения усилия. Запрещается рассверливание отверстий или применение конусных оправок для совмещения.
3. Установка прокладки: Прокладка (паронитовая, фторопластовая, спирально-навитая, металлическая) устанавливается строго по центру, без перекосов. Для исполнений «выступ-впадина» или «шип-паз» прокладка должна точно входить в канавку.
4. Установка крепежа: Шпильки/болты и гайки должны быть чистыми, смазанными графитовой смазкой или антифрикционным покрытием (кроме случаев работы при высоких температурах). Резьбовая часть не должна касаться плоскости фланца.
5. Затяжка крепежа: Затяжка выполняется крест-накрест (по диагонали) в несколько приемов с использованием калиброванного динамометрического ключа. Это обеспечивает равномерное прилегание уплотнительных поверхностей. Крутящий момент затяжки регламентируется РКД и зависит от давления, температуры и типа прокладки.
   • Пример ориентировочного момента затяжки для шпилек М16 класса 8.8 с паронитовой прокладкой на Ру 1.6 МПа: 90-110 Н·м.
   • Для шпилек М20 класса 10.9 на Ру 16.0 МПа: 250-300 Н·м.
6. Контроль: После монтажа и проведения гидравлических (пневматических) испытаний обязательна проверка на отсутствие течей и, при необходимости, подтяжка крепежа (кроме соединений с металлическими прокладками).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается фланец Ду 32 от фланца DN 32?

Ничем не отличается. DN (Diameter Nominal) – это международное обозначение условного прохода, а Ду – его русскоязычный аналог. Оба термина обозначают один и тот же типоразмер соединительного элемента.

Как правильно выбрать тип уплотнительной поверхности для фланца Ду 32?

Выбор зависит от параметров среды и требований к соединению:

• Плоская (с гладкой поверхностью): Для воды, воздуха, инертных газов при Py до 2.5 МПа с мягкими прокладками (резина, паронит).
• Выступ-впадина (Исп.1): Универсальный выбор для средних давлений (до 6.3 МПа) с жидкими и газообразными средами. Предотвращает смещение прокладки.
• Шип-паз (Исп.2): Для токсичных, горючих, взрывоопасных сред, а также для вакуума. Обеспечивает максимальную герметичность.
• Под линзовую прокладку (Исп.3): Для высоких температур и давлений (пар, перегретая вода).

Тип исполнения всегда должен быть указан в чертеже или спецификации.

Можно ли соединить фланец на Ру 16 с фланцем на Ру 10, если они оба Ду 32?

Категорически не рекомендуется. Хотя геометрические размеры отверстий под трубу у них одинаковы, диаметры окружности болтов (D_б), количество и диаметры отверстий под крепеж, а также толщина фланца будут разными. Это приведет к несоосности, неравномерной затяжке, возникновению опасных напряжений и, как следствие, к разгерметизации соединения. Соединять можно только фланцы, рассчитанные на одинаковое условное давление и имеющие одинаковое исполнение уплотнительных поверхностей.

Какой материал фланца выбрать для трубопровода горячей воды (t=110°C, P=1.0 МПа)?

Для данных параметров подойдет фланец из углеродистой стали Ст20 или Ст3сп. Для наружной прокладки или при наличии требований к хладостойкости может применяться сталь 09Г2С. Прокладка – паронитовая общего назначения (ПОН) или терморасширенный графит.

Требуется ли периодическая подтяжка фланцевых соединений Ду 32?

Да, в процессе эксплуатации, особенно в циклических режимах (нагрев-остывание, пуск-останов), возможно ослабление затяжки из-за ползучести материала прокладки (особенно мягких). Регламент технического обслуживания трубопровода должен включать периодическую проверку и подтяжку фланцевых соединений с соблюдением моментов затяжки. Исключение составляют соединения с металлическими прокладками (овального сечения, линзовые), которые, как правило, не требуют обслуживания после первоначальной затяжки.

Что означает маркировка «Фланец 32-16 ст. 09Г2С ГОСТ 33259-80»?

Данная маркировка расшифровывается следующим образом: Фланец с условным проходом Ду 32, рассчитанный на условное давление 16 кгс/см² (1.6 МПа), изготовленный из стали 09Г2С, соответствующий стандарту ГОСТ 33259-80 (актуальная редакция — ГОСТ 33259-2015). Отсутствие указания на тип (например, «приварной встык») требует уточнения по чертежу или каталогу.

Заключение

Фланец стальной Ду 32, несмотря на кажущуюся простоту, является высокостандартизированным и ответственным элементом трубопроводных систем. Его корректный подбор по параметрам Py, типу, исполнению и материалу, в сочетании с соблюдением технологии монтажа и применения качественного крепежа и прокладок, является фундаментальным условием создания надежного, долговечного и безопасного фланцевого соединения. Пренебрежение требованиями стандартов или технологическими картами монтажа может привести к аварийным ситуациям, простоям оборудования и значительным экономическим потерям. При работе с фланцевыми соединениями в энергетике и промышленности необходимо руководствоваться актуальными нормативными документами, включая ГОСТы, ПБ и РД.