Фланец — это соединительный элемент трубопровода, сосудов, аппаратов и других инженерных систем, представляющий собой кольцо или диск с отверстиями для болтов или шпилек. Его основное назначение — создание разъемных соединений, что необходимо для:
Монтажа и демонтажа оборудования.
Установки арматуры (задвижек, клапанов).
Изменения направления трубопровода (в комплекте с другими элементами).
Проведения ревизии и очистки.
Чтобы правильно подобрать фланец, необходимо знать несколько основных параметров:
| Параметр | Обозначение | Описание |
|---|---|---|
| Условный проход | DN (Ду) | Внутренний диаметр присоединяемого трубопровода. Например: DN50, DN100, DN300. |
| Условное давление | PN (Ру) | Максимальное избыточное давление, которое соединение может выдерживать при температуре 20°C. Например: PN6, PN16, PN40, PN100. |
| Тип фланца | - | Конструктивное исполнение, определяющее способ соединения с трубой или оборудованием. |
| Исполнение поверхности | B, C, D, E, F и др. | Тип поверхности уплотнительной кольцевой поверхности, которая обеспечивает герметичность. |
| Диаметр болтовой окружности | PCD | Диаметр окружности, на которой расположены центры отверстий под болты/шпильки. |
| Количество и диаметр отверстий | n x d | Количество и диаметр отверстий под крепеж (например, 4 x Ø18). |
| Материал | - | Сталь, нержавейка, чугун и т.д., от которого зависят прочность и коррозионная стойкость. |
Вот самые распространенные типы, которые используются в 90% случаев:
| Тип фланца | Краткое описание | Преимущества | Недостатки |
|---|---|---|---|
| Приварной встык (EN 1092-1 Type 11, ASME B16.5 Weld Neck) |
Имеет длинную коническую шейку, которая приваривается к трубе встык. | Очень прочное и надежное соединение, выдерживает высокие давления и вибрации. | Высокая стоимость, сложный монтаж (требуется 2 сварных шва). |
| Плоский приварной (EN 1092-1 Type 01, ASME B16.5 Slip-On) |
Надевается на трубу и приваривается двумя сварными швами — с внутренней и внешней стороны. | Проще в монтаже и дешевле, чем приварной встык. | Менее прочное, не рекомендуется для систем с высокими нагрузками и вибрацией. |
| Свободный фланец с приварным кольцом (EN 1092-1 Type 02, ASME B16.5 Lap Joint) |
Состоит из двух частей: хомута (кольца), который приваривается к трубе, и свободного фланца. | Легкий монтаж и юстировка (свободный фланец можно повернуть), удобство при частом демонтаже. | Более высокая стоимость по сравнению с плоским, требует точной сварки кольца. |
| Резьбовой (Threaded) | Навинчивается на трубу с резьбой без сварки. | Быстрый и простой монтаж/демонтаж, идеально для мест, где сварка невозможна или опасна. | Не подходит для высоких давлений и температур, есть риск срыва резьбы. |
| Глухой (Blind) | Не имеет центрального отверстия. Используется для герметичного закрытия концов трубопроводов, люков и отверстий. | Позволяет изолировать участки системы для ремонта или на будущее. | - |
Существуют международные и национальные стандарты, которые определяют геометрию, размеры и допуски.
| Стандарт | Страна/Регион | Краткое описание |
|---|---|---|
| ГОСТ / ГОСТ 33259 | Россия / ЕАЭС | Российский стандарт, объединивший старые ГОСТ 12820-80 и ГОСТ 12821-80. Основные типы: 01-09. |
| EN 1092-1 | Европа | Европейский стандарт на стальные фланцы. Самый распространенный. Типы: 01-11, 21, 22... и т.д. |
| ASME B16.5 / ASME B16.47 | США / Международный | Американский стандарт. B16.5 - для диаметров до 24" (DN600), B16.47 - для больших диаметров (Серия A и B). |
| DIN | Германия | Немецкий стандарт (например, DIN 2633, 2627). Активно вытесняется EN, но еще широко используется. |
| JIS | Япония | Японский промышленный стандарт. Имеет отличия в размерах от ASME и EN. |
Важно: Фланцы разных стандартов, как правило, не взаимозаменяемы из-за различий в диаметрах болтовых окружностей и размерах уплотнительных поверхностей.
Выбор материала зависит от рабочей среды, давления и температуры.
Углеродистая сталь (Ст3сп, 20, A105): Наиболее распространенный и дешевый вариант для воды, пара, воздуха, нефтепродуктов.
Нержавеющая сталь (AISI 304, 316, 321, 12Х18Н10Т): Для агрессивных сред (кислоты, щелочи), пищевой и фармацевтической промышленности.
Легированная сталь (15Х5М, 13ХФА, F11, F22): Для высоких температур и давлений (энергетика, нефтепереработка).
Чугун (СЧ20, ВЧ40): Для низких давлений и неагрессивных сред. Дешевле, но хрупкие.
Фланцевые соединения универсальны и используются практически везде:
Нефтегазовая промышленность: Магистральные трубопроводы, НПЗ, буровые установки.
Энергетика: Тепловые и атомные электростанции, паропроводы, системы водоподготовки.
Химическая и нефтехимическая промышленность: Агрессивные среды, сложные технологические линии.
Водоснабжение и канализация: Насосные станции, очистные сооружения, городские сети.
Судостроение: Системы морской воды, топливные системы, вентиляция.
Пищевая промышленность: Линии розлива, молокопроводы, системы CIP-мойки.
Для сборки одного соединения необходимы:
Два фланца (на трубе и на оборудовании).
Крепеж: Болты, шпильки, гайки (подбираются по стандарту и материалу фланцев).
Прокладка: Уплотнительный элемент, который устанавливается между фланцами для обеспечения герметичности. Бывают паронитовые, фторопластовые, металлические (оцинкованная сталь, нержавейка) и многие другие.
Фланец — это основа разъемных соединений в современной промышленности. Правильный подбор фланца по типу, стандарту, материалу и параметрам (DN, PN) — это залог надежной, долговечной и безопасной работы любого трубопровода или оборудования.