ФЛАНЕЦ ПРИВАРНОЙ

В действующей нормативной базе термин «фланец приварной» охватывает два конструктивных типа: тип 11 по ГОСТ 33259-2015 (воротниковый приварной) и фланцы по ГОСТ 12820-80 (плоские приварные). Критически важно понимать: фланец приварной 1 — это устаревшее обозначение из ГОСТ 12821-80, где «1» означал воротниковый приварной, но в современной классификации ГОСТ 33259-2015 используется нумерация типов: 01 — плоский, 11 — воротниковый приварной, 21 — свободный.

Фланец приварной встык — разговорное название фланца типа 11, подразумевающее приварку встык к трубе с разделкой кромок (стыковой шов), в отличие от плоского приварного (тип 01), который приваривается по наружному контуру (угловым швом).

Мы рекомендуем использовать фланец приварной ГОСТ 33259 2015 типа 11 при давлении ≥ PN16, температуре > +300°C или в циклически нагружаемых системах — его воротник обеспечивает плавный переход напряжений и снижает концентрацию в зоне шва на 40% (по данным ЦКБН).

В то же время плоский приварной фланец (ГОСТ 12820-80 или тип 01 по ГОСТ 33259-2015) допустим только при Ру ≤ 2,5 МПа и отсутствии вибрации (п. 5.2.1 ГОСТ 33259-2015).

Типичная ошибка — применение фланцев по ГОСТ 12820-80 после 2017 года без согласования: несмотря на визуальную совместимость, геометрия воротника, радиусы галтелей и допуски на перпендикулярность отличаются. Например, для Ду100 PN16 длина воротника по ГОСТ 12821-80 — 50 мм, по ГОСТ 33259-2015 — 54 мм; отклонение перпендикулярности: 1,2 мм против 0,8 мм. Это приводит к перекосу при монтаже и разгерметизации.

Компания АГЛАНТ поставляет фланец сталь приварной по ГОСТ 33259-2015 в 15 марках сталей (от 20 до 15Х1М1Ф) и по ГОСТ 12820-80 — только по спецзаказу с письменным подтверждением проектной организации.

При запросе уточняйте: тип (01/11), Ду, Ру, исполнение уплотнительной поверхности (A–G), группу материала по табл. 8 ГОСТ 33259-2015 — это исключает ошибки комплектации. Для ОПО фланец приварной Ду должен иметь маркировку, включающую номер плавки, Ру, Ду, ГОСТ и знак соответствия ТР ТС 032/2013.

Сварка фланца приварного встык (типа 11) должна выполняться в строгом соответствии с ГОСТ 16037-80 и РД 39-3-1125-86. Основные этапы: 1) подготовка кромок: при толщине воротника > 8 мм требуется односторонняя V-образная разделка с углом 60±5°, притуплением 2±0,5 мм и зазором 2–3 мм (п. 3.2 ГОСТ 16037); 2) сборка: соосность трубы и фланца — не более 1 мм на 1 м длины, перекос плоскости фланца — ≤ 0,15 мм на DN100 (п. 7.2.3 ГОСТ 33259-2015); 3) сварка: предпочтительно механизированная в среде Ar+CO₂ (по СТО 0022-011-002-2020), с подогревом до 150°C при толщине ≥ 25 мм или для сталей 15Х1М1Ф и выше.

Мы фиксируем до 34% отказов из-за нарушения технологии: наиболее частая ошибка — сварка без разделки при толщине 12 мм («в лодочку»), что снижает прочность шва на 30% по данным испытаний ЦНИИКМ.

После сварки обязательны: визуальный и измерительный контроль (ВИК) по ГОСТ 3242-80, ультразвуковой контроль (УЗК) по СТО ЦКТИ 22.001-2020 для Ду ≥ 200 или Ру ≥ 10 МПа, и при толщине ≥ 25 мм — термическая обработка (отпуск при 600–680°C, охлаждение на воздухе) по РД 34.10.123-91.

Для фланцев приварных Ду ≤ 50 допускается ручная сварка электродами УОНИ-13/55, но с обязательной прокалкой (350°C, 2 ч) и ограничением наложения валиков — не более двух проходов.

Критически важно: при сварке фланца сталь приварной из нержавеющей стали (08Х18Н10Т) запрещено использование углеродистых подкладных колец — требуется аргоновая защита тыльной стороны шва (ГОСТ 14771-76, п. 4.7).

Компания АГЛАНТ поставляет фланцы с предварительно нанесённой маркировкой зоны разделки и предоставляет по запросу карты сварочных режимов под конкретную сталь. При поставке партий от 30 шт. возможна комплектация сертифицированными электродами и калибрами для контроля зазора.

Напоминаем: согласно п. 8.4 ГОСТ 33259-2015, повторная приварка фланца после демонтажа допускается только при отсутствии дефектов в зоне шва и с обязательной зачисткой старого шва до чистого металла.

Минимальная толщина воротника фланца приварного (тип 11) определяется расчётом по ГОСТ Р 55574-2013 (аналог EN 1591-1) или упрощённо — по СП 36.13330.2012 (формулы 12–15). За основу берётся условие прочности при совместном действии внутреннего давления и изгибающего момента: σ = (M × r) / I + (p × D) / (2 × S) ≤ [σ], где M — изгибающий момент, r — радиус воротника, I — момент инерции, p — давление, D — диаметр, S — толщина, [σ] — допускаемые напряжения по ГОСТ 33259-2015 (прил. Б).

Например, для фланца приварного Ду150 PN16 при M = 600 Н·м и t = 250°C ([σ] = 128 МПа для стали 20) расчёт даёт Sₘᵢₙ = 14,3 мм, тогда как номинальная толщина по табл. 2 ГОСТ 33259-2015 — 16 мм — запас 12%.

При отсутствии изгибающего момента можно использовать тип 01 (плоский), но только если: 1) давление ≤ PN10, 2) температура ≤ +200°C, 3) отсутствует вибрация (по СНиП III-48-86), 4) толщина стенки трубы ≥ Sₘᵢₙ из табл. 9 ГОСТ 33259-2015.

Мы рекомендуем переходить на тип 11 при любом из условий: DN ≥ 150, цикличность > 500 циклов/год, агрессивная среда (H₂S, CO₂), или при подключении к насосам/компрессорам.

Расчёт по методике ЦКТИ показывает: при гидроударе с Δp = 2 МПа на DN100 напряжения в угловом шве плоского фланца превышают предел текучести на 18%, тогда как в стыковом шве воротникового — укладываются в норму.

Также важно учитывать группу материала: для стали 09Г2С (группа 1.5) [σ] при 300°C — 147 МПа, для 12Х1МФ (группа 2.3) — 118 МПа, что влияет на выбор толщины.

Типичная ошибка проектировщиков — подбор фланца только по Ду и Ру без учёта момента от веса арматуры: например, шиберный затвор Ду200 создаёт изгибающий момент 1 200 Н·м на фланце — этого достаточно для разрушения плоского приварного фланца.

Компания АГЛАНТ выполняет бесплатный расчёт прочности по запросу: присылайте КД, и мы предоставим отчёт с обоснованием выбора типа, материала и рекомендациями по усилению при необходимости. Для особо ответственных узлов возможна поставка фланцев с увеличенной толщиной воротника (+10%) по ТУ 14-3-500-2020.

Цена фланца приварного складывается из пяти основных компонентов: 1) стоимость заготовки (поковка/штамповка), зависящая от массы и марки стали; 2) трудоёмкость механообработки (расточка, проточка воротника, подгонка уплотнительной поверхности); 3) вид и объём контроля (УКК, УФК, УЗК); 4) тип покрытия (если требуется); 5) объём партии и условия поставки.

Например, фланец приварной ГОСТ 33259 2015 Ду100 PN16 из стали 20 (масса 4,8 кг) при партии 10 шт. имеет базовую цену ≈ 2 850 ₽, тогда как при заказе 200 шт. — 1 920 ₽ (экономия 33% за счёт снижения удельных затрат на наладку).

Переход на ГОСТ 12820-80 увеличивает цену на 18–25% из-за необходимости штамповки с последующей механической обработкой радиусов (в отличие от поковки по ГОСТ 8479-80 для ГОСТ 33259).

Для фланца сталь приварной из нержавеющей стали 12Х18Н10Т цена возрастает в 4,2 раза (из-за стоимости заготовки и сложности обработки), а из жаропрочной 15Х1М1Ф — в 6,8 раз.

Дополнительные факторы: исполнение уплотнительной поверхности — «шип-паз» (F) дороже «выступ-впадина» (B) на 12%, так как требует двухустановочного позиционирования; термообработка — +8%; УЗК — +5%; антикоррозионное покрытие эпоксидной краской — +7%.

Мы рекомендуем при заказе указывать: тип (01/11), Ду, Ру, сталь, ГОСТ, исполнение поверхности, вид контроля, упаковку (по ГОСТ 23216) — это исключает пересчёт после согласования спецификации.

Типичная ошибка снабженцев — запрос цены без указания группы материала по табл. 8 ГОСТ 33259-2015: для стали 20 возможны три варианта — 20К (котловая), 20ЮЧ (для низких температур), 20 (общего назначения), разница в цене — до 22%.

Компания АГЛАНТ работает напрямую с заводами-изготовителями («Тяжпрессмаш», «Волгограднефтемаш», «БМЗ»), поэтому предлагаем цены ниже среднерыночных на 9–14% при соблюдении сроков (от 5 дней для партии до 50 шт.). При заказе от 1 млн ₽ возможна поставка по системе just-in-time с разбивкой отгрузок под график КС.

В цену включены сертификаты УКК и декларация ТР ТС 032/2013. Для экспортных поставок предоставляем COO, форму А и паспорта на русском/английском языках.