Коротко: плоский фланец надевается на трубу и приваривается двумя угловыми швами — он проще и дешевле, применяется на воде и теплоносителе при умеренных давлениях. Воротниковый приваривается к трубе встык через конический воротник, лучше держит высокие давления, температуры, вибрацию и циклические нагрузки. По ГОСТ 33259 фланец подбирают по типу, Ду, Ру, ряду под наружный диаметр трубы, исполнению уплотнительной поверхности и марке стали.
Какой стандарт действует
ГОСТ 33259-2015 заменил прежние ГОСТ 12820-80 (плоские приварные фланцы) и ГОСТ 12821-80 (воротниковые). В документации и на объектах старые обозначения встречаются до сих пор, и это нормально: основные присоединительные размеры в новом стандарте сохранены, а сам он гармонизирован с европейскими нормами. Главное отличие для закупщика — в 33259 появились ряды присоединения к трубе и буквенные исполнения уплотнительной поверхности.
Стандарт описывает несколько типов. Тип 01 — плоский приварной, тип 02 — свободный на приварном кольце, тип 05 — фланцевая заглушка, тип 11 — приварной встык, то есть воротниковый. На практике в водопроводе, отоплении и насосных почти всегда работают с типами 01 и 11.
Плоский приварной фланец
Плоский фланец — диск с отверстием под трубу и отверстиями под болты. Трубу вставляют внутрь, фланец приваривают снаружи угловым швом и изнутри по торцу трубы. Монтаж простой, центровка не требует высокой квалификации, а допуск по наружному диаметру трубы небольшой, но заметный.
По прежнему ГОСТ 12820 плоские фланцы применялись на условное давление до Ру 25 и температуру до +300 °C. Это вода, теплоноситель, сжатый воздух, неагрессивные технологические среды. На обвязку задвижек, затворов и насосов в зданиях почти всегда ставят именно плоские фланцы.
Воротниковый фланец
У воротникового фланца есть конусная втулка — воротник, — которая плавно переходит в трубу. Сварка выполняется встык, как стык двух труб, с разделкой кромок. Внутренний диаметр воротника должен совпадать с внутренним диаметром трубы, поэтому фланец подбирают не только по наружному диаметру, но и по толщине стенки.
Конус воротника снимает концентрацию напряжений у сварного шва. Поэтому воротниковые фланцы по ГОСТ 12821 применялись на давления до Ру 200 и широкий диапазон температур: пар, перегретая вода, нефтепродукты, газ, трубопроводы с вибрацией и частыми циклами нагрева. Стыковой шов можно проконтролировать радиографией, что требуется на опасных производственных объектах.
Сравнение плоского и воротникового фланца
| Параметр | Плоский (тип 01) | Воротниковый (тип 11) |
|---|---|---|
| Способ приварки | Два угловых шва, труба входит внутрь фланца | Один стыковой шов с разделкой кромок |
| Давление (по прежним ГОСТ) | До Ру 25 | До Ру 200 |
| Температура (по прежним ГОСТ) | До +300 °C | Широкий диапазон, включая пар высоких параметров |
| Вибрация и циклические нагрузки | Переносит хуже, шов работает на изгиб | Переносит хорошо за счёт воротника |
| Подбор под трубу | По наружному диаметру | По наружному диаметру и толщине стенки |
| Монтаж | Проще, быстрее | Нужна точная центровка и квалифицированный сварщик |
| Масса и стоимость | Меньше | Больше |
| Типичное применение | Водопровод, отопление, насосные, вентиляция | Пар, тепловые сети высоких параметров, нефтегаз, технологические линии |
Ряды, исполнения и обозначение по ГОСТ 33259
Ряд 1 и ряд 2
Ряд определяет, под какой наружный диаметр трубы сделан фланец. Ряд 1 соответствует европейским трубам, ряд 2 — традиционным отечественным. Например, на Ду 50 это 60,3 и 57 мм, на Ду 100 — 114,3 и 108 мм, на Ду 150 — 168,3 и 159 мм. Присоединительные размеры к арматуре в обоих рядах одинаковы, отличается только отверстие под трубу. Если перепутать ряд, плоский фланец либо не наденется на трубу, либо будет болтаться с зазором, который не заварить качественно.
Исполнение уплотнительной поверхности
Самое распространённое исполнение — B, с соединительным выступом, под плоскую прокладку из паронита или резины. Исполнение A — без выступа, гладкое. Для высоких давлений применяют пары «выступ — впадина» и «шип — паз», где прокладка зажата в замке и не может быть выдавлена, а также поверхности под металлические прокладки овального или восьмиугольного сечения. Ответные фланцы пары должны иметь согласованные исполнения.
Что указывать в заказе
В обозначении фланца по ГОСТ 33259 указывают тип, Ду, Ру, ряд, исполнение уплотнительной поверхности и марку стали. Например: тип 01, Ду 100, Ру 16, ряд 2, исполнение B, сталь 20. Если в спецификации проектировщика стоит старое обозначение по ГОСТ 12820, переведите его в новые параметры — по Ду, Ру и диаметру трубы.
Присоединительные размеры для Ру 16
Чаще всего на объектах сталкиваются с фланцами Ру 16. Ниже — диаметр окружности центров отверстий и крепёж для распространённых Ду. Перед заказом сверяйте размеры с таблицами стандарта и паспортом арматуры.
| Ду | Окружность центров отверстий, мм | Количество болтов | Резьба болтов |
|---|---|---|---|
| Ду 50 | 125 | 4 | М16 |
| Ду 80 | 160 | 8 | М16 |
| Ду 100 | 180 | 8 | М16 |
| Ду 150 | 240 | 8 | М20 |
| Ду 200 | 295 | 12 | М20 |
| Ду 250 | 355 | 12 | М24 |
| Ду 300 | 410 | 12 | М24 |
До Ду 150 присоединительные размеры Ру 10 и Ру 16 в большинстве случаев совпадают, с Ду 200 расходятся: у Ру 10 восемь болтов, у Ру 16 — двенадцать. Поэтому фланцевая задвижка Ру 16 Ду 200 не встанет на фланцы Ру 10.
Марка стали
Для воды и теплоносителя основной материал — сталь 20, для неответственных трубопроводов холодной воды допускается Ст3сп. Сталь 09Г2С выбирают, когда трубопровод проходит по улице и стенка зимой охлаждается ниже нуля, а также при повышенных требованиях к прочности. Нержавеющая сталь 12Х18Н10Т нужна для агрессивных и пищевых сред. Марка стали фланца должна свариваться с маркой трубы без особых технологий.
Порядок подбора фланца
- Измерьте наружный диаметр и толщину стенки трубы, определите Ду и ряд по ГОСТ 33259.
- Определите Ру по максимальному давлению с учётом опрессовки и Ру присоединяемой арматуры.
- Выберите тип: плоский для воды и отопления при умеренных параметрах, воротниковый — для пара, высоких давлений, вибрации и циклических нагрузок.
- Уточните исполнение уплотнительной поверхности у ответной детали: у арматуры, насоса или другого фланца.
- Выберите марку стали по среде, температуре и месту прокладки.
- Добавьте в заказ крепёж нужной резьбы и длины, прокладки и сопутствующие сварные фитинги: отводы, переходы, тройники того же сортамента.
Частые ошибки при выборе
- Неверный ряд. Фланец под трубу 114 мм заказали на трубу 108 мм. Зазор в 6 мм по диаметру не даёт нормального углового шва.
- Разный Ру на одном соединении. На Ду 200 и выше фланцы Ру 10 и Ру 16 не совпадают по числу отверстий.
- Воротниковый фланец не под толщину стенки. Если внутренний диаметр воротника меньше, чем у трубы, в потоке появляется ступенька, а качественный шов сделать сложнее.
- Несогласованные исполнения уплотнения. Фланец с выступом не стыкуется с ответным под шип-паз, а прокладка не встаёт на место.
- Плоский фланец на паропровод или вибрирующую линию. Угловые швы со временем трескаются, соединение начинает парить.
- Импортная арматура под ANSI. Фланцы американского стандарта не совпадают с ГОСТ по окружности отверстий и диаметру болтов. Это нужно выяснить до закупки.
Итог
Плоский фланец — рабочий вариант для водопровода, отопления и насосных при умеренных давлениях. Воротниковый — для пара, высоких параметров и нагруженных трубопроводов. В обоих случаях фланец подбирают по Ду, Ру, ряду под трубу и исполнению уплотнения. Стальные фланцы и заглушки есть в каталоге ARMALUX.
Пришлите специалисту ARMALUX спецификацию или параметры трубы и арматуры — подберём фланцы, крепёж, прокладки и сварные фитинги одного сортамента. Телефон +998 99 829 17 72. Отгрузка со склада в Ташкенте, доставка по Ташкенту и по всему Узбекистану.
Часто задаваемые вопросы
Чем плоский фланец отличается от воротникового?
Плоский надевается на трубу и приваривается двумя угловыми швами, воротниковый приваривается встык через конический воротник. Воротниковый лучше держит высокое давление, температуру и вибрацию, плоский проще в монтаже и дешевле.
Какой ГОСТ на стальные фланцы действует сейчас?
Действует ГОСТ 33259-2015, он заменил ГОСТ 12820-80 и ГОСТ 12821-80. Основные присоединительные размеры сохранились, поэтому фланцы по старым и новому стандартам, как правило, стыкуются.
Что такое ряд 1 и ряд 2 во фланцах по ГОСТ 33259?
Ряд показывает, под какой наружный диаметр трубы сделано отверстие фланца. Например, на Ду 100 ряд 1 рассчитан на трубу 114,3 мм, а ряд 2 — на трубу 108 мм. Размеры под болты в обоих рядах одинаковы.
Подойдёт ли фланец Ру 10 к задвижке Ру 16?
До Ду 150 присоединительные размеры Ру 10 и Ру 16 в большинстве случаев совпадают, но соединение будет рассчитано на меньшее давление. С Ду 200 фланцы отличаются числом болтов и не стыкуются. Правильнее брать фланцы того же Ру, что и арматура.
Какую сталь выбрать для фланцев на улице?
Для наружных трубопроводов, где стенка зимой охлаждается ниже нуля, обычно выбирают сталь 09Г2С. Внутри зданий для воды и отопления достаточно стали 20.
