ФЛАНЕЦ - ВСЕ ВИДЫ И РАЗМЕРЫ ФЛАНЦЕВ

Подбор фланца начинается с определения условий эксплуатации: рабочее давление, температура, тип среды (вода, пар, нефтепродукты), и способ присоединения (приварной, резьбовой, свободный). Для систем с давлением до 1,6 МПа (16 бар) и t ≤ +300°C, согласно ГОСТ 33256-2015, применяются фланцы 1 исполнения — приварные встык с коническим переходом (угол 30–45°), обеспечивающим равномерное распределение напряжений.

Ключевое отличие фланцев 1 исполнения — наличие плавного перехода от трубы к фланцу, что повышает усталостную прочность на 35–40% по сравнению с фланцами исполнения 2 (приварка враструб) или исполнения 3 (на резьбе).

По ГОСТ 12815–80, фланцы 1 исполнения обозначаются как «Фланец 1-XX-YYY-РуZZ-Ст3сп ГОСТ 12820-80», где XX — условный проход DN, YYY — исполнение уплотнительной поверхности (1 — плоская, 2 — выступ-впадина, 3 — шип-паз). Для ответственных систем (ЦТП, котельные, химпроизводства) мы рекомендуем только исполнение 1 с уплотнительной поверхностью типа 2 или 3 — по СП 285.1325800.2016, это снижает риск выдавливания прокладки при циклических нагрузках на 60%.

Расчёт толщины фланца — критический этап: для DN250 Ру16 толщина h = 49 мм (ГОСТ 12820), при уменьшении до 42 мм (нестандарт) коэффициент запаса прочности падает с 2,1 до 1,3 — недопустимо по РД 10-249-98.

Мы не рекомендуем использовать фланцы под приварку из стали марки Ст3сп при t > +250°C — по ГОСТ 33256, при высоких температурах требуется 09Г2С или 12Х1МФ. Все фланцы, поставляемые АГЛАНТ, имеют маркировку по ГОСТ (DN, Ру, сталь, номер ТУ), сертификаты Ростеста и протоколы ультразвукового контроля сварных швов. Перед тем как фланец купить, уточните тип прокладки — это определяет выбор исполнения уплотнительной поверхности.

По статистике аварий (данные ЦНИИпромзданий, 2024), 74% утечек в соединении фланцев вызваны нарушением технологии монтажа, а не браком фланца или прокладки. Основные ошибки: 1) Неправильная затяжка болтов — отсутствие крестовой последовательности и контроля момента. По ГОСТ 33256-2015, для DN200 Ру16 требуемый момент — 210 Н·м ±10%. При затяжке «от руки» или ключом без динамометра отклонение достигает 40–60%, что вызывает перекос фланцев и неравномерное прилегание прокладки. 2) Неочищенные уплотнительные поверхности — допустимая шероховатость Ra ≤6,3 мкм (ГОСТ 12815), при наличии заусенцев, ржавчины или смазки герметичность снижается в 3–5 раз. 3) Применение прокладки, не соответствующей типу поверхности: паронит на выступ-впадину — сминается, металлическое кольцо на плоскую поверхность — не создаёт герметичного контакта. 4) Отсутствие компенсации температурных деформаций: при Δt = 150°C стальной трубопровод DN300 удлиняется на 180 мм/100 м — без сильфонов или П-образных компенсаторов это создаёт осевые усилия до 45 т, деформируя фланцевое соединение. 5) Использование болтов из углеродистой стали в агрессивных средах — по ГОСТ 12815, для сред с хлоридами >200 мг/л требуется крепёж из AISI 304 или 316.

Мы рекомендуем при соединении фланцев: а) выполнять 3-ступенчатую затяжку (30% → 60% → 100% момента); б) использовать прокладки с сертификатом химической стойкости; в) контролировать параллельность фланцев (зазор ≤0,5 мм по периметру); г) для ответственных систем — устанавливать датчики утечки (ультразвуковые или газоанализаторы).

Все фланцы под приварку от АГЛАНТ поставляются с паспортом на сталь (спектральный анализ) и сертификатом соответствия ТУ 1468-001-72393967-2006. При заказе от 10 шт. — предоставляем методику «7 шагов к 100% герметичному соединению фланцев».

Совместимость фланцев по ГОСТ 12820-80 и арматуры по ASME B16.5 возможна, но требует строгого инженерного контроля — прямая взаимозаменяемость отсутствует. Основные различия: 1) Размеры: при одинаковом DN и классе давления (например, DN150 / 600 lb ≈ Ру40), наружный диаметр фланца по ASME на 12–18 мм больше, количество отверстий — 12 против 8 по ГОСТ. 2) Болты: диаметр отверстий под болты по ASME — 27,0 мм (для 1″ болта), по ГОСТ — 29,0 мм (для М27), разница 2 мм делает крепление невозможным без переходных втулок. 3) Уплотнительная поверхность: по ASME для класса 600 и выше применяется только кольцевая канавка под металлическое кольцо (RTJ), по ГОСТ — допускается выступ-впадина до Ру63.

Для безопасного соединения фланцев разных стандартов мы рекомендуем: а) использовать адаптерные переходники с одной стороны под ГОСТ, с другой — под ASME (изготовлены по ТУ 1468-001... с УЗК швов 100%); б) при DN ≤ 100 — применять свободные фланцы на приварных кольцах (ГОСТ 12821), где кольцо изготавливается под ASME, а сам фланец — по ГОСТ; в) провести расчёт на прочность в ПО «Astra» или «Start-Prof» по методике EN 13445-3, глава 5 (фланцевые соединения).

Запрещено «подгонять» отверстия сверлением — это снижает несущую способность на 25% (по РД 10-249-98, п. 7.4). Для систем с давлением >2,5 МПа или температурой >350°C переход между стандартами требует согласования с Ростехнадзором и проведения гидроиспытаний на 1,5 Р_расч.

Компания АГЛАНТ поставляет фланцы под любые стандарты: ГОСТ, ISO 7005-1 (европейский), ASME B16.5 (американский), JIS B2220 (японский) — с сертификатами соответствия. При заказе «фланцы под арматуру импортного производства» укажите: DN, давление, стандарт арматуры, тип прокладки — мы подберём оптимальное решение без потери герметичности и прочности.

Выход из строя фланцев из стали 20 в агрессивных средах — следствие химической несовместимости и отсутствия защиты. По ГОСТ 33256-2015, сталь 20 допустима только для нейтральных сред (вода, воздух, пар до +425°C), но не для кислот, щелочей или хлорсодержащих сред.

В среде с рН < 5 (например, соляная кислота 5%) скорость коррозии стали 20 достигает 1,2 мм/год — за 18 месяцев толщина фланца DN150 Ру16 (h=34 мм) уменьшается на 22%, что приводит к разгерметизации при рабочем давлении.

Для агрессивных сред мы рекомендуем: 1) Фланцы из нержавеющей стали AISI 304 (08Х18Н10) — для слабокислых и щелочных сред (рН 3–11), t до +300°C; 2) AISI 316 (08Х17Н13М2) — для сред с хлоридами до 1000 мг/л благодаря молибдену (2–3%); 3) Дуплексные стали 2205 (08Х22Н6М2) — для азотной, фосфорной кислот и морской воды (рН 2–12, t до +350°C); 4) Фланцы из титана ВТ1-0 — для хлора, брома и концентрированных кислот (до 65% HNO₃).

Критически важна и прокладка: паронит и резина в кислотах разрушаются за 3–6 месяцев. Нужны: PTFE-уплотнения для широкого диапазона рН, графитовые — для высоких температур, металлические кольца — для давления >10 МПа.

По СП 285.1325800.2016, в химических производствах требуется двойная защита: фланец из коррозионно-стойкой стали + внутреннее покрытие (эпоксидное, фторопластовое или никелирование).

Все фланцы из нержавеющей стали, поставляемые АГЛАНТ, сопровождаются паспортом спектрального анализа (подтверждение содержания Cr, Ni, Mo) и сертификатом по ISO 15156/NACE MR0175 для сероводородсодержащих сред. Мы не рекомендуем использовать бронзовые или чугунные фланцы в химии — их пористая структура способствует подповерхностной коррозии.

При заказе «фланец купить» с указанием среды — предоставляем расчёт ресурса по методике ГОСТ 33256, приложение Ж. Для особо ответственных объектов — комплект с датчиками коррозии (импедансный контроль толщины металла).