ФЛАНЕЦ Ру 16

Обозначения «Ру 16» и «PN 16» часто используются как синонимы, но их корректное применение зависит от нормативной базы и контекста. «Ру» — это российское обозначение *номинального давления* по ГОСТ 26349-84, введённое ещё в СССР и сохраняющееся в отечественной практике. «PN» (*Pressure Nominal*) — международное обозначение по ISO 7268 и EN 1092-1, принятое в Европе и используемое в экспортных поставках.

Несмотря на числовое совпадение (16), физически это не всегда одно и то же условное давление из-за различий в методике расчёта и температурных зависимостях. Например, фланец Ру 16 по ГОСТ 12820-80 предназначен для работы с рабочей средой при температуре до +300 °C и давлении до 1,6 МПа для воды, пара, воздуха. Однако при повышении температуры до +400 °C допустимое давление снижается до ~1,25 МПа — и это корректируется проектной документацией на основе приложений к ГОСТ 356-80.

Для PN 16 по EN 1092-1 допустимое давление 1,6 МПа указано при 20 °C, а при 120 °C — уже 1,4 МПа, при 200 °C — 1,0 МПа. Таким образом, прямая подстановка «Ру = PN» возможна лишь в узком диапазоне температур (обычно до 100–120 °C). При проектировании ответственных систем — особенно с высокотемпературными средами (перегретый пар, органические теплоносители) — мы настоятельно рекомендуем сверяться с таблицами допустимых давлений в зависимости от материала и температуры по ГОСТ 356, а также с EN 13445-3 (для европейских аналогов).

Материал также играет ключевую роль: стальные фланцы Ру 16 из стали 20 или 09Г2С (ГОСТ 12820, 12821) имеют разные коэффициенты снижения давления с ростом температуры. Например, фланец из стали 20 при +350 °C выдерживает лишь ~0,7 от номинального давления, тогда как 09Г2С сохраняет ~0,85. Поэтому при подборе важно не только указывать «фланцы Ру 16», но и конкретизировать материал, стандарт изготовления и условия эксплуатации. Компания АГЛАНТ поставляет стальные фланцы Ру 16, полностью соответствующие требованиям ГОСТ 12820-80 и ГОСТ 12821-80, с возможностью подтверждения характеристик сертификатами по ГОСТ Р и EN 10204-3.1 (при запросе).

ГОСТ 12820-80 (плоские приварные) и ГОСТ 12821-80 (встык приварные) — два основных стандарта для стальных фланцев Ру 16 в РФ. Их применение регламентируется не только давлением, но и характеристиками среды, диаметром, способом монтажа и требованиями к герметичности.

Фланцы по ГОСТ 12820 — плоские, привариваются встык к трубе снаружи, без проварки внутреннего шва. Такие конструкции допустимы для неметаллургических и неагрессивных сред при DN ≤ 300 мм и температуре до +300 °C. Однако из-за отсутствия полного провара они менее устойчивы к циклическим нагрузкам и вибрациям. Например, в системах водоснабжения или отопления такие фланцы широко применяются и экономически выгодны. Но при использовании в компрессорных, насосных или паропроводных линиях с пульсацией давления возможен преждевременный усталостный износ сварного соединения.

Фланцы по ГОСТ 12821 имеют кольцевой выступ для приварки встык с полным проваром по периметру. Это обеспечивает высокую жёсткость узла и равномерное распределение напряжений, что критично для систем с переменным давлением, высокой температурой или агрессивными средами (например, кислород, аммиак, нефтепродукты). Такие фланцы рекомендованы при DN > 300 мм, а также при требованиях по I категории герметичности по ГОСТ 356.

Ошибкой при подборе часто становится ориентация только на давление «1,6 МПа» без учёта коэффициента запаса. Например, при максимальном рабочем давлении 1,55 МПа фланец Ру 16 формально подходит, но при возможных гидроударах или кратковременных превышениях (что типично для насосных станций) запас прочности может быть недостаточен. Мы рекомендуем проводить поверочный расчёт по ГОСТ 32382-2013 («Трубопроводы технологические…»), где учитывается коэффициент K₁ — для статических систем он 1,0, но для динамических систем может достигать 1,25–1,5.

Компания АГЛАНТ предлагает оба типа фланцев Ру 16 из сталей 20, 09Г2С, 12Х18Н10Т и других, с возможностью поставки комплекта: фланец + прокладка (паронит, металлическая, спирально-навитая по ГОСТ 285-2002 / ГОСТ Р 57631-2017) + крепёж (шпильки по ГОСТ 22040, гайки по ГОСТ 5915). Это помогает минимизировать риски несовместимости и упрощает закупку «единым окном».

Практика показывает: до 70% отказов фланцевых соединений Ру 16 связаны не с качеством самого фланца, а с нарушением технологии монтажа. Вот ключевые ошибки и способы их предотвращения:

1. Неравномерная затяжка болтов. Часто монтажники затягивают болты по кругу «на глаз», что приводит к перекосу фланцев, неравномерному сжатию прокладки и последующей утечке. Правильно — поэтапная крестообразная затяжка (минимум 3 этапа: 30%, 60%, 100% от расчётного момента) с использованием динамометрического ключа. Для фланцев Ру 16 DN100 из стали 20 с паронитовой прокладкой расчётный момент затяжки — ~90–110 Н·м (по методике ГОСТ 32569-2013).

2. Использование прокладок, не соответствующих среде или температуре. Например, паронит ПМБ (ГОСТ 481-80) не допускается выше +250 °C, а при контакте с органическими растворителями быстро разбухает. При 300 °C и пару — требуется асбестовый картон (КАП) или металлопаронит. Металлические прокладки (восьмиугольные, овальные) требуют идеальной чистоты уплотнительных поверхностей по Ra ≤ 1,6 мкм (ГОСТ 12815-80).

3. Применение фланцев с повреждёнными уплотнительными поверхностями (задиры, коррозия, вмятины). Даже микротрещина на выступе «высокий выступ — впадина» (исполнение 3–4 по ГОСТ 12815) может вызвать утечку при 1,6 МПа. Проверка — визуально с помощью дефектоскопа или шаблона.

4. Несоосность труб при стыковке. Допустимый перекос для DN150 Ру 16 — не более 0,5 мм на 1 м длины (СП 70.13330.2012). При большем перекосе создаётся изгибающий момент, перегружающий фланец и прокладку.

5. Отсутствие компенсации тепловых расширений. На участках с ΔT > 50 °C (например, паропроводы) жёсткие фланцевые соединения без компенсаторов или П-образных изгибов создают дополнительные нагрузки, превышающие расчётные. По ГОСТ Р 55994-2014 необходимо выполнять расчёт на прочность с учётом температурных деформаций.

Компания АГЛАНТ может оказать содействие в подборе комплекта «фланец + прокладка + крепёж» с учётом конкретных параметров среды, включая поставку с сопроводительной документацией по ГОСТ Р и рекомендациями по монтажу, основанными на СП 70.13330 и РД 36-62-84.

Применение стальных фланцев Ру 16 в РФ регулируется комплексом государственных и отраслевых стандартов. Основой являются:

– ГОСТ 12815-80 — классификация, типы уплотнительных поверхностей (исполнения 1–9), ряды условных давлений и диаметров.

– ГОСТ 12820-80 и ГОСТ 12821-80 — конструкция и размеры плоских и встык приварных фланцев соответственно.

– ГОСТ 356-80 — номинальные давления и температуры для арматуры и фланцев, включая таблицы снижения допустимого давления с ростом температуры для разных марок сталей.

– ГОСТ 32382-2013 — требования к проектированию технологических трубопроводов, включая расчёт фланцевых соединений на прочность и герметичность.

– СП 70.13330.2012 (актуализированная редакция СНиП 3.03.01-87) — правила монтажа, требования к сварке, контролю качества.

Для подтверждения соответствия поставляемых фланцев Ру 16 действующим нормам требуется техническая документация: паспорт изделия (по ГОСТ 2.601), сертификат соответствия (при наличии обязательной сертификации — например, для объектов Ростехнадзора), протоколы входного контроля, результаты неразрушающего контроля (радиография, УЗК, капиллярный метод по ГОСТ 3242). По запросу клиентов АГЛАНТ предоставляет сертификаты качества по ГОСТ Р и, при необходимости, сертификат EN 10204-3.1 с указанием химического состава и механических свойств (σв ≥ 410 МПа, δ₅ ≥ 21% для стали 20).

Важно: с 2021 года фланцы, применяемые на опасных производственных объектах (ОПО), подлежат декларированию соответствия по ТР ТС 032/2013 (оборудование, работающее под избыточным давлением). Декларация оформляется на основании испытаний в аккредитованной лаборатории. Хотя фланцы сами по себе не являются «оборудованием под давлением» в узком смысле, они входят в состав трубопроводов, которые подпадают под действие ТР ТС — поэтому для проектов с участием Ростехнадзора мы стараемся обеспечить полный пакет сопроводительной документации, включая протоколы гидравлических испытаний (1,5 × Ру = 2,4 МПа в течение 5 минут без течи и остаточной деформации).