ФЛАНЕЦ Ру 10

Фланцы Ру 10 (номинальное давление 1,0 МПа при расчётной температуре до +200 °C для воды, воздуха и пара) широко используются в системах с умеренными параметрами: водоснабжении, отоплении, вентиляции, некоторых технологических линиях химических и пищевых производств. Однако ключевое заблуждение — считать, что Ру 10 = 10 атмосфер всегда и везде. На самом деле, согласно ГОСТ 356-80, допустимое давление зависит от марки стали и температуры среды. Например, фланец из стали 20 при +200 °C выдерживает 1,0 МПа, но при +300 °C — уже только 0,8 МПа; из стали 09Г2С — 0,9 МПа при той же температуре.

Для сред с высокой пожаро- и взрывоопасностью (например, пропан-бутан, аммиак) фланцы Ру 10 допустимы только при соблюдении требований СП 62.13330.2016 (актуализированная редакция СНиП 42-01-2002), где минимальное номинальное давление для газопроводов I категории — Ру 16. То есть формальное соответствие «давление в сети 0,8 МПа < 1,0» не гарантирует допуск: требуется расчёт по ГОСТ 32382-2013 с учётом коэффициента запаса по прочности (обычно 1,2–1,5 для динамических нагрузок).

Практический пример: насосная станция с максимальным рабочим давлением 0,95 МПа и возможностью гидроудара до 1,3 МПа. Фланец Ру 10 не подходит — даже кратковременное превышение номинала недопустимо. В таких случаях мы рекомендуем переходить на Ру 16, несмотря на избыточность по среднему давлению. Обратите внимание: при гидравлических испытаниях трубопровода по ГОСТ 32569-2013 давление составляет 1,5 × Ру, то есть для Ру 10 — 1,5 МПа. Если система не рассчитана на такое кратковременное давление (например, трубы из ВЧШГ), фланцевое соединение может стать «слабым звеном».

Компания АГЛАНТ поставляет фланцы стальные Ру 10 по ГОСТ 12820-80 (плоские) и ГОСТ 12821-80 (встык), а также фланцы PN 10 по EN 1092-1. Мы стараемся выполнять подбор с учётом не только номинала, но и реальных условий эксплуатации — включая пульсацию, цикличность, агрессивность среды. При запросе предоставляем данные по химсоставу и механическим свойствам по ГОСТ 27772 и EN 10204-3.1.

Для фланцев Ру 10 наиболее востребованы углеродистые и низколегированные стали — с учётом баланса между стоимостью, свариваемостью и механическими свойствами. Основные марки по ГОСТ 12820/12821:

— Сталь 20 (ГОСТ 1050): наиболее распространённый вариант. σв ≥ 410 МПа, σт ≥ 245 МПа, δ ≥ 25%. Подходит для воды, пара, воздуха при температурах от –40 °C до +300 °C. Однако при длительной работе выше +250 °C возможна графитизация, снижающая пластичность.

— Сталь 09Г2С (ГОСТ 19281): улучшенная низколегированная сталь. Выдерживает до –70 °C (в отличие от стали 20 — до –40 °C), σв ≥ 490 МПа. Рекомендуется для наружных сетей в регионах с низкими температурами, а также для ответственных участков с вибрацией (насосные агрегаты, компрессоры). Более высокая цена оправдана увеличенным ресурсом при циклических нагрузках.

— Сталь 12Х18Н10Т (ГОСТ 5632): аустенитная нержавеющая. Применяется при контакте с агрессивными средами — щелочи, слабые кислоты, морская вода. Не подвержена межкристаллитной коррозии после стабилизирующего отжига. Удельная стоимость в 3–4 раза выше, но для пищевых, фармацевтических или морских применений — единственный корректный выбор.

Критическая ошибка — использование фланца из стали 20 в системах с температурой ниже –30 °C без проверки ударной вязкости. По ГОСТ 34347-2017 минимальное значение KCU при –40 °C для стали 20 — 29 Дж/см². Если партия не поставляется с подтверждёнными характеристиками, возможен хрупкий разрушение фланца при гидроударе.

Мы рекомендуем при подборе не ограничиваться обозначением «фланец сталь 10», а уточнять: марка стали, ТУ/ГОСТ, вид термообработки (нормализация, отпуск), требования по ударной вязкости. Компания АГЛАНТ оказывает содействие в подборе материала с привязкой к СП 70.13330.2012 и ГОСТ 32382 — включая анализ совместимости фланца и трубы по химсоставу для обеспечения качественной сварки без образования хрупких зон.

Формально Ру 10 и PN 10 обозначают одно и то же номинальное давление — 1,0 МПа, — но различия возникают на уровне нормативной базы, размерных рядов и допустимых отклонений. Ру — российская система (ГОСТ 26349-84), PN — европейская (ISO 7268, EN 1092-1). Основные несоответствия, препятствующие прямой взаимозамене:

1. Габариты: фланцы Ру 10 по ГОСТ 12820 имеют больший наружный диаметр и количество отверстий для DN 50–150, чем PN 10 по EN 1092-1. Например, DN80 Ру 10: D = 190 мм, 8 отверстий Ø18; DN80 PN 10: D = 190 мм, но 4 отверстия Ø18 (по типу «плоский» по EN). Совмещение возможно только при одинаковом типе уплотнительной поверхности и одинаковом шаге болтов.

2. Толщина: фланец DN100 Ру 10 (ГОСТ 12820) — толщина 20 мм, DN100 PN 10 (EN 1092-1, тип 01) — 16 мм. Разница в жёсткости влияет на распределение напряжений в прокладке, особенно при использовании металлических прокладок.

3. Требования к шероховатости: для исполнения «впадина — выступ» (ГОСТ 12815, исп. 3) Ra ≤ 6,3 мкм, тогда как в EN 1092-1 для аналогичного типа — Ra ≤ 12,5 мкм. Использование «грубого» фланца с прокладкой из фторопласта или мягкого паронита приведёт к быстрой выдавливанию материала.

4. Температурные зависимости: в EN 1092-1 коэффициент снижения давления для углеродистой стали при +250 °C — 0,72, в ГОСТ 356 — 0,8. Это значит, что при одинаковой температуре европейский фланец PN 10 может быть перегружен на 10–12% относительно расчёта по российской методике.

Мы рекомендуем избегать смешанных соединений «ГОСТ + EN» без поверочного расчёта по ГОСТ 32382-2013, включая анализ контактных напряжений в прокладке по методике РТМ 26-01-70-76. При модернизации старых систем или интеграции импортного оборудования компания АГЛАНТ может помочь в подборе переходных фланцев или адаптации проектных решений — в том числе с выдачей технического заключения по совместимости материалов и геометрии.

Герметичность фланцевого соединения Ру 10 зависит не столько от самого фланца, сколько от правильного подбора прокладки и крепежа, а также соблюдения технологии монтажа. Опыт показывает, что до 65% утечек возникают из-за ошибок в этих компонентах.

Прокладки. Для Ру 10 допускаются неметаллические материалы при умеренных условиях: паронит ПОН-А (ГОСТ 481-80) — до +250 °C и 1,0 МПа для воды/пара; фторопласт Ф-4 (ГОСТ 24978-81) — для агрессивных сред, но только при температуре до +150 °C (выше — ползучесть). Запрещено использовать резиновые прокладки в паропроводах — даже при «низком» давлении 1,0 МПа температура насыщенного пара ~180 °C разрушает большинство эластомеров за 1–2 цикла.

Для систем с вибрацией или температурными циклами рекомендуются спирально-навитые прокладки (СНП) по ГОСТ Р 57631-2017 — например, тип СНП-2 (металлическое кольцо + наполнитель из графита). Они компенсируют микроперемещения и не теряют упругость при многократных разборках.

Крепёж. Шпильки должны соответствовать группе прочности не ниже 5.8 (ГОСТ Р ИСО 898-1), но для стальных фланцев Ру 10 мы на практике рекомендуем 8.8 при DN ≥ 100 — из-за риска ослабления затяжки от вибрации. Гайки — ГОСТ 5915-70 (шестигранные, класс точности В), с обязательным контролем перпендикулярности опорной поверхности.

Ключевая ошибка — затяжка «до упора» без контроля момента. Для DN100, сталь 20, паронитовая прокладка расчётный момент — ~65 Н·м (по ГОСТ 32569). При превышении на 30% прокладка выдавливается; при недотяжке — неравномерное прилегание и течь при пуске. Правильно — крестообразная многоступенчатая затяжка (30% → 60% → 100%) с динамометрическим ключом.

Компания АГЛАНТ поставляет фланцы Ру 10 в комплектах: фланец + прокладка + шпильки/болты + гайки + шайбы (при необходимости), с сопроводительной документацией по ГОСТ Р. Это позволяет минимизировать риски несовместимости и ускорить монтаж на объекте. Мы стараемся учитывать специфику заказа — например, для пищевых производств комплектуем фланцы из нержавеющей стали 12Х18Н10Т с прокладками из EPDM, сертифицированными по ТР ТС 021/2011.