Фланцевые соединения используют для подключения задвижек, кранов, насосов и других элементов трубопровода, а также на участках, которые требуется разбирать для обслуживания. Сам фланец не обеспечивает герметичность: узел работает вместе с прокладкой, крепежом и правильно подготовленными уплотнительными поверхностями.

Выбирать фланец только по диаметру трубы нельзя. Необходимо учитывать тип конструкции, номинальное давление PN, рабочую температуру, среду, марку стали и исполнение уплотнительной поверхности.

Какой ГОСТ применяется для стальных фланцев

В Казахстане действует ГОСТ 33259-2015, который устанавливает современные типы и обозначения фланцев на номинальное давление до PN 250. Ранее плоские, воротниковые и свободные фланцы выпускались по отдельным стандартам, поэтому в старых проектах и спецификациях ещё встречаются прежние обозначения:

  • ГОСТ 12820-80 - современный тип 01, плоский приварной;
  • ГОСТ 12822-80 - тип 02, свободный на приварном кольце;
  • ГОСТ 12821-80 - тип 11, приварной встык, или воротниковый.

При подготовке новой заявки лучше использовать обозначения по ГОСТ 33259-2015, а старый стандарт указывать только для сопоставления с существующим оборудованием или проектом.

Плоский приварной фланец - тип 01

Плоский фланец надевают на трубу и закрепляют сварными швами по предусмотренной технологии. Его применяют в системах водоснабжения, отопления, на коммунальных и производственных трубопроводах, если это допускают рабочие параметры линии.

По ГОСТ 33259-2015 тип 01 предусмотрен для номинального давления от PN 1 до PN 25. Доступный диапазон DN зависит от выбранного PN.

Нельзя считать, что плоский фланец подходит для любой воды или автоматически ограничен температурой 300 °C. Допустимые давление и температура зависят от марки стали, прокладки, крепежа, рабочей среды и требований проекта.

Воротниковый фланец - тип 11

Воротниковый фланец имеет конический переход и приваривается встык к торцу трубы. Такая конструкция обеспечивает более плавный переход от трубы к фланцу и снижает концентрацию напряжений возле сварного соединения.

Тип 11 выпускается для широкого диапазона - от PN 1 до PN 250 в зависимости от DN. Его применяют не только при высоком давлении, но и там, где это требуется проектом из-за температуры, циклических нагрузок, условий сварки или ответственности трубопровода.

Наличие возможных гидроударов само по себе не определяет тип фланца. В этом случае трубопровод, арматуру и соединения рассчитывают на возникающие нагрузки как единую систему.

Свободный фланец на приварном кольце - тип 02

Такой узел состоит из свободно перемещаемого фланца и кольца, которое приваривают к стальной трубе. Фланец можно повернуть при сборке, поэтому отверстия под крепёж удобнее совместить с ответной частью.

Тип 02 предусмотрен для номинального давления от PN 1 до PN 25 в зависимости от DN. Уплотнительную поверхность образует приварное кольцо, поэтому его материал и исполнение должны соответствовать рабочей среде, температуре и прокладке.

Соединение полиэтиленовой трубы выполняют иначе: применяют специальную втулку под фланец и прижимной фланец, подобранный под её размеры. Такой узел нельзя автоматически считать обычным типом 02 на стальном приварном кольце. Подробнее комплектующие рассмотрены в статье «Трубы ПЭ и арматура для водоснабжения объекта».

Сравнение основных типов

Тип фланца Обозначение Диапазон PN Соединение с трубой Особенности
Плоский приварной Тип 01 PN 1–25 Надевается на трубу и приваривается Простая конструкция для трубопроводов, где её применение допускается проектом
Приварной встык Тип 11 PN 1–250 Приваривается встык Плавный переход к трубе, широкий диапазон давлений
Свободный на приварном кольце Тип 02 PN 1–25 К трубе приваривается кольцо Фланец можно поворачивать при совмещении отверстий

Указанные диапазоны показывают предусмотренные стандартом значения. Конкретная применяемость зависит от сочетания DN и PN.

PN и рабочее давление: почему это не одно и то же

PN обозначает класс номинального давления. Например, PN 16 соответствует номинальному давлению 16 бар, или приблизительно 1,6 МПа, при опорной температуре 20 °C. Это не означает, что фланцевый узел можно эксплуатировать при 16 бар при любой температуре.

Допустимое рабочее давление проверяют с учётом температуры и материала деталей. При повышении температуры прочностные характеристики стали могут изменяться, поэтому рабочее давление определяют по проектной и нормативной документации.

В заявке также нельзя указывать только PN. Фланцы с одинаковым давлением могут отличаться по DN, типу, размерному ряду, расположению отверстий, уплотнительной поверхности и марке стали.

Как подобрать уплотнительную поверхность

ГОСТ 33259-2015 предусматривает исполнения A, B, C, D, E, F, J, K, L и M. Для распространённых соединений используют следующие сочетания:

  • B–B - соединительные выступы с подходящей прокладкой;
  • E–F - выступ и впадина;
  • C–D - шип и паз;
  • J - под прокладку овального сечения;
  • K - под линзовую прокладку;
  • L–M - шип и паз под фторопластовую прокладку.

Нельзя соединять фланцы только потому, что у них совпадают DN и PN. Ответные поверхности должны быть совместимы между собой и с выбранной прокладкой. При замене старого фланца также необходимо учитывать, что в прежних стандартах исполнения обозначались цифрами, а в ГОСТ 33259-2015 - буквами.

Как выбрать марку стали

Марку стали выбирают по рабочему давлению, температуре, свойствам транспортируемой среды, условиям окружающей среды и материалу соединяемой трубы или оборудования.

  • Ст3сп применяют в обычных условиях, если её характеристики соответствуют проекту.
  • Сталь 20 используют в более широком диапазоне рабочих температур, но точные пределы зависят от вида заготовки и документации.
  • 09Г2С выбирают для работы при пониженных температурах с учётом категории материала и требований к ударной вязкости.
  • Коррозионностойкие стали применяют там, где углеродистая или низколегированная сталь не соответствует свойствам среды.

Сталь 09Г2С не является нержавеющей и не подходит автоматически для агрессивных химических сред. В таких условиях отдельно подбирают материал фланцев, прокладки и крепежа.

Что указать при заказе

Чтобы получить совместимые детали, в заявке следует указать:

  • номинальный диаметр DN;
  • номинальное давление PN;
  • тип фланца - 01, 02 или 11;
  • размерный ряд 1 или 2;
  • исполнение уплотнительной поверхности;
  • марку стали;
  • рабочую температуру и среду;
  • требуемую группу контроля;
  • количество фланцев;
  • необходимость прокладок и крепежа.

DN - это номинальный диаметр, а не обязательно измеренный наружный диаметр трубы. Перед заказом проверяют размеры трубы, арматуры или оборудования, к которым будет присоединяться фланец.

При комплектовании трубопровода также могут потребоваться переходы, тройники и крутоизогнутые отводы. Все детали должны соответствовать проектным параметрам одной линии.

Часто задаваемые вопросы

Можно ли использовать плоский фланец на паропроводе?

Можно только в том случае, если тип 01 допускается проектом для заданных давления, температуры и категории трубопровода. Также проверяют марку стали, прокладку, крепёж и условия работы соединения.

Чем отличаются фланцы из Ст3сп и 09Г2С?

Ст3сп применяют в обычных температурных условиях. Сталь 09Г2С сохраняет необходимые механические свойства при более низких температурах, но её применение и категорию материала определяют по проекту. Коррозионностойкой эта сталь не является.

Что означает PN 16?

Это класс номинального давления 16 бар при опорной температуре 20 °C. Допустимое рабочее давление при фактической температуре зависит от материала и документации на трубопровод.

Что входит в комплект ответных фланцев?

Состав КОФ необходимо уточнять у поставщика. В комплект могут входить фланцы, прокладки, болты или шпильки, гайки и шайбы, но их количество и характеристики зависят от исполнения. Перед заказом всё равно проверяют DN, PN, поверхности, материал и размеры крепежа.

Вывод

Тип фланца нельзя выбирать только по названию трубопровода. Сначала определяют DN, PN, рабочую температуру и среду, затем подбирают конструкцию, марку стали, уплотнительные поверхности, прокладку и крепёж.

Доступные позиции представлены в категории Фланцы. Для точного подбора укажите параметры линии и обозначение ответной арматуры или оборудования.