Фланцы стальные плоские Ду 32: технические характеристики, стандарты и применение
Фланец стальной плоский Ду 32 представляет собой соединительную деталь трубопроводной арматуры, предназначенную для монтажа разъемных соединений на трубопроводах, аппаратах и сосудах, работающих под давлением. Условный проход (Ду) 32 мм соответствует наружному диаметру трубы приблизительно 42 мм по ГОСТ 33259-2015 (трубы стальные бесшовные) или 40 мм для труб ВГП по ГОСТ 3262-75. Плоский фланец характеризуется отсутствием конического выступа (ступицы) и представляет собой плоское кольцо с равномерно расположенными отверстиями для болтов или шпилек. Монтаж осуществляется путем приварки фланца к торцу трубы или оборудования по двум окружностям: по периметру ступицы и по торцу.
Область применения и ограничения
Плоские фланцы Ду 32 находят широкое применение в системах низкого и среднего давления, где не предъявляются повышенные требования к прочности соединения и вибронагрузкам. Основные сферы использования:
- Водопроводные и тепловые сети (отопление, горячее и холодное водоснабжение).
- Технологические трубопроводы промышленных предприятий, транспортирующие неагрессивные среды (пар, вода, воздух).
- Системы вентиляции и кондиционирования.
- Подключение контрольно-измерительных приборов и средств автоматизации (КИПиА).
- Соединение насосного оборудования, фильтров, емкостей.
- Условный проход (Ду/DN): 32 мм.
- Наружный диаметр фланца (D): Зависит от условного давления (PN).
- Диаметр окружности расположения болтов (D1): Определяет разболтовку.
- Количество и диаметр отверстий под крепеж (n × d): Стандартно 4 или 8 отверстий.
- Тип уплотнительной поверхности: Исп. 1 (выступ-впадина), реже плоская (Исп. 2).
- Материал изготовления: Углеродистые (Ст20, Ст3сп), легированные (09Г2С) или нержавеющие (12Х18Н10Т) стали.
- Плоский приварной: Прост в изготовлении, низкая стоимость. Требует двусторонней сварки. Не рекомендуется для систем с высокими изгибающими моментами.
- Приварной встык (воротниковый): Имеет коническую ступицу, переходящую в цилиндрическую шейку. Приваривается одним стыковым швом, что обеспечивает лучшую усталостную прочность и снижает концентрацию напряжений. Применяется для высоких давлений и температур.
- Свободный на приварном кольце: Состоит из фланца и кольца одного давления. Кольцо приваривается к трубе, а фланец остается свободным. Упрощает монтаж и юстировку. Дороже плоского, но удобен для труднодоступных соединений.
Важное ограничение: В соответствии с требованиями ГОСТ 33259-2019 (фланцы арматуры, соединительных частей и трубопроводов на номинальное давление до PN 250), плоские приварные фланцы рекомендуется применять при условном давлении не выше PN 16 (1,6 МПа) и температуре среды от -30°С до +300°С. Для более высоких давлений, температур, а также при наличии циклических нагрузок и в опасных производствах предпочтение отдается фланцам стальным приварным встык (воротниковым).
Нормативная документация и конструктивные параметры
Основным стандартом, регламентирующим конструкцию, размеры и технические требования к плоским фланцам в России, является ГОСТ 33259-2019 (ранее использовался ГОСТ 12820-80). Этот стандарт гармонизирован с европейскими нормами EN 1092-1, что облегчает подбор аналогов. Фланцы изготавливаются по трем исполнениям уплотнительных поверхностей (Исп. 1, 2, 3), где для плоских фланцев наиболее характерно Исполнение 1 – с соединительным выступом.
Ключевые конструктивные параметры фланца плоского Ду 32 включают:
Таблица 1. Основные размеры фланцев плоских стальных Ду 32 по ГОСТ 33259-2019 (выдержка)
| Условное давление, PN, бар (МПа) | Наружный диаметр фланца, D, мм | Диаметр окружности болтов, D1, мм | Кол-во и диаметр отверстий, n × d, мм | Толщина фланца, b, мм, не менее | Диаметр ступицы, D2, мм |
|---|---|---|---|---|---|
| 6 (0,6) | 100 | 80 | 4 × 14 | 12 | 55 |
| 10 (1,0) | 100 | 80 | 4 × 14 | 14 | 55 |
| 16 (1,6) | 100 | 80 | 4 × 14 | 16 | 55 |
| 25 (2,5) | 120 | 90 | 4 × 18 | 18 | 65 |
| 40 (4,0) | 135 | 100 | 4 × 18 | 20 | 68 |
Материалы изготовления и маркировка
Выбор марки стали для фланца Ду 32 определяется параметрами рабочей среды (давление, температура, агрессивность) и регламентируется стандартами ГОСТ 33259-2019 и ГОСТ 12816-80 (фланцы на Ру до 20 МПа).
| Марка стали | Обозначение по ГОСТ 33259 | Область применения | Рабочая температура, °C |
|---|---|---|---|
| Ст3сп5 | 1.0038 / RSt37-2 | Водяные, паровые, воздушные неагрессивные среды низкого давления. | -30 до +300 |
| 20 | 1.0402 / C22.8 | Наиболее распространенная марка для трубопроводов общего назначения (вода, пар, масло, топливо). | -40 до +400 |
| 09Г2С | 1.0481 / WStE 355 | Для низких температур (северное исполнение) и повышенных нагрузок. | -70 до +450 |
| 12Х18Н10Т | 1.4541 / X6CrNiTi18-10 | Агрессивные среды (кислоты, щелочи), пищевая промышленность, высокие требования к чистоте среды. | -196 до +600 |
Маркировка фланца должна включать: тип фланца (например, Фланец 1-32-16 ст.20 ГОСТ 33259-2019), где 1 – исполнение, 32 – Ду, 16 – PN. На изделие наносится клеймо с данными о производителе, марке стали, давлении и дате изготовления.
Монтаж и особенности сварки плоских фланцев Ду 32
Монтаж плоского фланца требует строгого соблюдения технологии сварки для обеспечения герметичности и прочности соединения. Фланец надевается на торец трубы и приваривается двумя сварными швами: угловым швом по периметру с внешней стороны и тавровым швом с торца трубы. Критически важно обеспечить соосность отверстий под крепеж в парных фланцах и перпендикулярность приварочной плоскости оси трубы. Перекос приводит к неравномерной затяжке болтов и потере герметичности. Перед сборкой уплотнительные поверхности необходимо очистить от загрязнений и забоин. Уплотнение осуществляется с помощью прокладок (паронит, фторопласт, металлические) в соответствии с типом поверхности.
Сравнение плоских фланцев с другими типами (для Ду 32)
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается фланец Ду 32 от фланца DN 32?
Ничем не отличается. Ду – это условный проход по отечественной системе стандартов (ГОСТ). DN (Diameter Nominal) – обозначение по международным (ISO, EN) и американским (ANSI/ASME) стандартам. Для фланцев Ду 32 и DN 32 геометрические размеры, как правило, совпадают, особенно при использовании стандарта ГОСТ 33259-2019, гармонизированного с EN.
Как подобрать прокладку для фланцевого соединения Ду 32 PN 16?
Тип прокладки определяется исполнением уплотнительной поверхности фланца. Для плоского фланца Ду 32 PN 16 с Исполнением 1 (выступ-впадина) применяются мягкие прокладки (паронит ПОН, резина, фторопласт) или металлические мягкие (спирально-навитые) с наружным диаметром, равным диаметру выступа, и внутренним, равным диаметру трубы. Толщина прокладки стандартно 1.5 или 3 мм.
Какой крепеж используется для фланцев Ду 32?
Для давлений PN 6-PN 16, как правило, используются болты М12 или М14 класса прочности не ниже 5.6, реже шпильки. Для PN 25-PN 40 – болты/шпильки М16 или М18. Длина крепежа рассчитывается как сумма толщины двух фланцев, двух гаек, толщины прокладки и запаса на резьбу (обычно 3-5 мм). Обязательно применение упругих элементов (шайб Гровера) для предотвращения самоотвинчивания.
Можно ли использовать плоский фланец Ду 32 для соединения с воротниковым фланцем?
Да, при условии совпадения основных геометрических параметров: условного прохода (Ду 32), условного давления (PN), диаметра окружности расположения болтов (D1), количества и диаметра отверстий (n × d), а также типа уплотнительной поверхности (Исполнение). В этом случае соединение будет герметичным и работоспособным.
Каков порядок затяжки болтов на фланцевом соединении Ду 32?
Затяжка должна производиться динамометрическим ключом в несколько проходов (не менее двух) крестообразно (диагонально) для обеспечения равномерного прижатия прокладки. Момент затяжки регламентируется нормативной документацией (например, РД 26-15-88) и зависит от диаметра болта, класса прочности, типа прокладки. Для болта М14 класса 5.6 с паронитовой прокладкой момент затяжки составляет примерно 70-90 Н·м.
Какие основные дефекты могут быть у плоских фланцев и как их выявить?
Основные дефекты: трещины (особенно в зоне сварки), раковины, забоины на уплотнительной поверхности, отклонения в геометрии (непараллельность плоскостей, несоосность отверстий). Выявление осуществляется визуально и измерительным инструментом. Для ответственных объектов применяют неразрушающий контроль (НК): магнитопорошковый или ультразвуковой контроль для выявления трещин.
Заключение
Фланец стальной плоский Ду 32 является массовым и экономичным решением для создания разъемных соединений в трубопроводных системах низкого и среднего давления. Его корректный подбор по стандартам (ГОСТ 33259-2019), материалу (Ст20, 09Г2С и др.) и параметрам (PN, исполнение), а также соблюдение технологии монтажа и затяжки являются залогом долговечной и герметичной работы фланцевого узла. При проектировании новых или модернизации существующих систем необходимо учитывать ограничения по применению плоских фланцев, отдавая предпочтение воротниковым при высоких динамических нагрузках и в ответственных технологических линиях.