ФЛАНЕЦ - ВСЕ ВИДЫ И РАЗМЕРЫ ФЛАНЦЕВ

Классификация фланцев определяется по трём ключевым признакам: способу присоединения к трубе, типу уплотнительной поверхности и конструктивному исполнению. По ГОСТ 33259-2015 и ГОСТ 12815-80 выделяют следующие основные типы:

— Плоские приварные (тип 01 по ГОСТ 33259, исполнение 1 по ГОСТ 12815): привариваются угловым швом снаружи. Применяются при DN ≤ 300, Ру ≤ 25, температуре до +300 °C. Недостаток — низкая устойчивость к изгибу и вибрации. Не рекомендуются для компрессорных линий.

— Приварные встык (тип 11, исполнение IV): имеют конусную разделку под полный провар. Обеспечивают равномерное распределение напряжений, допустимы при DN до 1600, Ру до 200. Это оптимальный выбор для ответственных систем — паропроводов, нефтепродуктопроводов, химических установок.

— Свободные на приварном кольце (тип 21): фланец не приваривается, а надевается на кольцо, приваренное к трубе. Позволяет многократную разборку без повреждения трубы. Часто используется как ответный фланец при подключении оборудования.

— Прижимные (под втулку или для ПЭ-труб): применяются при соединении разнородных материалов или в условиях, где сварка недопустима.

Выбор зависит от комплекса факторов:

1. Давление и температура: при Ру > 16 и t > 250 °C — только встык приварные (исполнение IV);

2. Материал трубы: для чугуна или ПЭ — только свободные или прижимные;

3. Условия монтажа: в стеснённых пространствах — плоские, но с пониженным коэффициентом запаса;

4. Категория герметичности по ГОСТ 356: I категория — только типы 11 и 21.

Типичная ошибка — установка плоского фланца на насосный агрегат с пульсацией давления. Даже при номинальном давлении 1,0 МПа (фланцы 1) усталостное разрушение сварного шва может произойти за 200–300 часов работы. Мы рекомендуем проводить расчёт по ГОСТ 32382-2013 с учётом цикличности и амплитуды давления.

Компания АГЛАНТ поставляет все типы фланцев — от Ду15 до Ду2000 — включая фланец для трубы из углеродистой и нержавеющей стали, чугуна, ПЭ. Мы можем оказать содействие в подборе под конкретные условия эксплуатации — в том числе с выдачей рекомендаций по совместимости с ответным фланцем.

Соединение фланцев — технологический процесс, регламентированный ГОСТ 32569-2013 и СП 70.13330.2012. Основные этапы и критические ошибки:

1. Подготовка поверхностей. Уплотнительные поверхности должны быть очищены от окалины, масла, следов коррозии. Шероховатость для исполнения «впадина — выступ» — Ra ≤ 6,3 мкм (ГОСТ 12815). Ошибка: установка прокладки на поверхность с задирами >0,1 мм — приводит к локальному прорыву даже при низком давлении (фланцы 1).

2. Центровка и соосность. Допустимый перекос — не более 0,5 мм на 1 м длины (СП 70.13330). При большем перекосе создаётся изгибающий момент, превышающий допустимые напряжения в прокладке. Для Ду200 Ру16 расчёт показывает: перекос 1,0 мм увеличивает контактное давление на краю прокладки на 35%, что вызывает выдавливание.

3. Выбор прокладки. Для воды и воздуха при t ≤ 200 °C — паронит ПОН-А (ГОСТ 481); для пара — металлопаронит или спирально-навитые (ГОСТ Р 57631); для агрессивных сред — фторопласт или EPDM. Ошибка: использование резиновой прокладки в паропроводе — разрушение за 1–2 цикла нагрева.

4. Затяжка крепежа. Обязательна крестообразная многоступенчатая затяжка (30% → 60% → 100% от расчётного момента). Для Ду100, сталь 20, паронит — момент 65 Н·м (расчёт по методике РТМ 26-01-70-76). Ошибка: затяжка по кругу «до упора» — перекос фланцев и неравномерное сжатие прокладки.

5. Повторная затяжка. После первого нагрева до рабочей температуры (особенно при t > 150 °C) требуется дотяжка на 10–15% — из-за релаксации прокладки.

Мы рекомендуем фиксировать параметры монтажа в акте: перекос, момент затяжки, тип прокладки, температура окружающей среды. Компания АГЛАНТ поставляет фланцы под комплектацию — включая прокладки и крепёж, подобранные под конкретный Ду и Ру, что помогает минимизировать риски несовместимости.

Ответный фланец — это второй элемент фланцевого соединения, который устанавливается на встречной трубе, арматуре или оборудовании и обеспечивает герметичное стыкование. Он может быть частью задвижки, насоса, теплообменника или поставляться отдельно (например, для заглушки или переходника).

Совместимость определяется пятью параметрами:

1. Условный проход (Ду): должен совпадать с основным фланцем. Допускается разница ±1 размерный ряд только при использовании переходной вставки.

2. Условное давление (Ру/PN): ответный фланец должен иметь Ру ≥ основного. Например, к фланцу Ру16 нельзя монтировать ответный Ру10 — даже если рабочее давление 0,8 МПа.

3. Тип уплотнительной поверхности: «высокий выступ — впадина» (исп. 3–4), «шип — паз» (5–6), «гладкая» (1–1) — пары строго фиксированы. Ошибка: соединение «гладкий» + «впадина» — гарантированная утечка из-за неравномерного прилегания.

4. Шаг и диаметр расположения отверстий: по ГОСТ 33259 для Ду150 Ру16 — 241±0,6 мм, 8 отверстий Ø22. Отклонение >0,5 мм требует расточки или применения компенсирующей шайбы.

5. Материал: при соединении разнородных сталей (например, 09Г2С + 12Х18Н10Т) необходимо контролировать гальваническую совместимость — разность потенциалов не должна превышать 0,25 В (по ГОСТ 9.908).

Практический пример: при подключении импортного насоса с фланцем PN 16 EN 1092-1 к российскому трубопроводу с фланцем Ру16 ГОСТ 33259 возможна несовместимость по толщине (EN — 22 мм, ГОСТ — 24 мм), что вызывает перекос. Решение — использовать ответный фланец по ГОСТ, но с доработкой (фрезеровка буртика) или применить специальную вставку.

Компания АГЛАНТ поставляет ответные фланцы всех типов — в том числе нестандартные, по чертежам заказчика. Мы стараемся выполнить подбор с учётом не только Ду и Ру, но и реальной геометрии встречного оборудования — включая 3D-сканирование фланцев при необходимости.

Пакет сопроводительной документации для фланца регламентирован ГОСТ 2.601, ГОСТ Р и ТР ТС 010/2011 (для ОПО). Минимальный комплект включает:

— Паспорт изделия с указанием: Ду, Ру, тип (например, «фланец IV»), марка стали, номер плавки, стандарт (ГОСТ 33259-2015), дата изготовления;

— Сертификат качества по ГОСТ Р с протоколами: химический состав (ГОСТ 18895), механические свойства (ГОСТ 1497), ударная вязкость (ГОСТ 9454), шероховатость уплотнительной поверхности;

— Сертификат EN 10204-3.1 (при экспорте) или 3.2 (если требуется независимый контроль);

— Акт гидравлических испытаний (1,5 × Ру, 5 мин, без течи и остаточной деформации).

Входной контроль перед монтажом включает:

1. Визуальный осмотр: отсутствие трещин, закатов, следов коррозии, повреждений уплотнительной поверхности (допускается не более 2 рисок длиной ≤3 мм и глубиной ≤0,1 мм по РД 36-62-84).

2. Геометрический контроль штангенциркулем и шаблоном: Ду (±1%), наружный диаметр (±2 мм), толщина (–0/+3 мм), диаметр расположения отверстий (±0,6 мм).

3. Проверка маркировки: по ГОСТ 33259-2015 на наружной поверхности должны быть выбиты: Ду, Ру, марка стали, номер плавки, год изготовления.

4. При сомнениях — спектральный анализ (XRF) для подтверждения стали, измерение твёрдости (HB ≤ 220 для стали 20).

Критическая ошибка — монтаж без проверки шага болтов. Разница в 1–2 мм между фланцами разных производителей приводит к перекосу и утечке уже при 30% от номинального давления. Мы рекомендуем проводить «сухую» сборку (без прокладки) перед окончательной установкой.

Компания АГЛАНТ старается поставлять фланцы с полным пакетом документации и может помочь в организации входного контроля — в том числе выездом специалиста на объект. При запросе мы оказываем содействие в оформлении декларации ТР ТС для объектов Ростехнадзора. Тем, кто планирует фланец купить для ответственных систем, мы рекомендуем заранее согласовать перечень требуемых протоколов.