Фланцы по ГОСТ 33259 и 12820: типы, давление, как выбрать

DN и PN: что означают числа на фланце

По ГОСТ 12820-80 каждому DN сопоставлен наружный диаметр присоединяемой трубы. Это важно, потому что в магазине и на чертеже труба обозначена наружным диаметром, а фланец проходом:

Отверстие во фланце больше трубы на 1–3 мм, так труба заходит с небольшим зазором. ГОСТ допускает трубы других диаметров и расточку по фактическому размеру: для фланцев больше DN 200 с зазором на сторону не более 2,5 мм, а до DN 200 включительно без зазора. Размеры и массы труб собраны в справочнике стальных труб.

Какой стандарт действует

ГОСТ 33259-2015 введён с 1 апреля 2016 года и распространяется на фланцы арматуры, соединительных частей и трубопроводов до PN 250. Он заменил ГОСТ 12815-80, 12816-80, 12817-80, 12818-80, 12819-80, 12820-80, 12821-80 и 12822-80. Старые номера всё ещё стоят в чертежах и заказах. Размеры в них близки к первому ряду нового стандарта.

ГОСТ 12820-80 описывал стальные плоские приварные фланцы на давление от 0,1 до 2,5 МПа и температуру от −70 до +300 °C. ГОСТ 12821-80 касался воротниковых фланцев. В новом стандарте определены типы:

Ограничения плоских фланцев тип 01–04 прописаны в стандарте: они не годятся при температуре выше 300 °C, при числе циклов давления и температуры от 2000 за срок службы и в средах, вызывающих коррозионное растрескивание. Для вредных и пожаровзрывоопасных сред при PN 10 и ниже стандарт требует брать фланец на PN 16. При давлении выше PN 25 нужен тип 11.

Исполнения уплотнительной поверхности

Буква после типа показывает, какая поверхность у торца. В заказе она записана так: «Фланец 150-10-01-1-В-Ст 20-IV» означает DN 150, PN 10, тип 01, ряд 1, исполнение B, сталь 20, IV группа контроля.

В ГОСТ 12820-80 у тех же фланцев были исполнения 1, 2 и 3: с соединительным выступом, с выступом и с впадиной. Например, DN 50 на PN 10 в исполнении B имеет выступ диаметром 102 мм и высотой 3 мм. Размеры для других DN есть в таблице 2 стандарта.

Шероховатость уплотнительных поверхностей исполнений A–F в ГОСТ 33259 задана значением Ra 3,2 мкм, у исполнений L и M Ra 0,8 мкм. На практике торец после чистового прохода оставляют с видимыми кольцевыми рисками, потому что гладкая поверхность хуже удерживает прокладку. Подробнее о классах и числах Ra см. справочник по шероховатости.

Размеры плоских фланцев типа 01 на PN 10

Таблица 3 стандарта даёт два ряда размеров. Первый ряд предпочтительный и повторяет размеры ГОСТ 12820-80. Второй соответствует европейской системе EN 1092-1 и совпадает с ней по наружному диаметру, болтовой окружности и числу отверстий. Ряд 2 сверен с таблицами EN 1092-1 двух независимых поставщиков. D здесь наружный диаметр фланца, K диаметр болтовой окружности.

Резьбу и шаги болтов M16 и M20 смотрите в справочнике: M16, M20.

Как подобрать фланец под трубу и давление

Если фланец крепится к насосу, станку или аппарату, у которых нет стандартного присоединения, DN и PN заменяет чертёж. Заказчик присылает эскиз с наружным диаметром, болтовой окружностью, числом и диаметром отверстий, высотой и посадкой центрирующего пояска. Как оформить такой чертёж, описано в статье про чертёж по ЕСКД, а если детали нет, поможет изготовление по образцу.

Как фланец делают на ЧПУ

ГОСТ 12820-80 рекомендует изготавливать фланцы ковкой, штамповкой, кислородной и плазменной резкой или гибкой из полосы с последующей сваркой стыка. Для заказа в одну-несколько штук подходит вырезка из листа, для серии экономичнее штамповка или поковка.

Пример расчёта массы: DN 50 на PN 10 по ГОСТ 12820 имеет наружный диаметр 160 мм, отверстие под трубу 59 мм, толщину 15 мм, выступ 102 × 3 мм и четыре отверстия Ø18. Диск с отверстиями при плотности стали 7850 кг/м³ весит 1,93 кг, выступ добавляет 0,13 кг, итого 2,05 кг. В таблице стандарта масса этого фланца 2,06 кг, расчёт сошёлся. Заготовка из листа 20 мм диаметром 164 мм с отверстием 55 мм весит около 2,9 кг, и около 0,9 кг уйдёт в стружку. Массу под любой размер можно прикинуть в калькуляторе веса металла.

Допуски и шероховатость

Допуски фланца зависят от способа изготовления. Предельные отклонения размеров по таблице 14 стандарта такие:

Обозначения допусков формы и расположения расшифрованы в справочнике.

Брак и его причины

Нестандартные фланцы

Фланцы для станков, насосов и аппаратов часто не укладываются в DN и PN: у них своё число отверстий, проточка под центровку или паз под уплотнение. Их делают по чертежу или образцу, а заказ должен содержать материал, наружный диаметр, толщину, болтовую окружность, число и диаметр отверстий, размеры центрирующего пояска и посадку. Для резьбовых отверстий вместо гладких ГОСТ задаёт вдвое меньший позиционный допуск. Стоимость такой детали складывается из резки, токарной и фрезерной обработки, как разобрано в статье о расчёте себестоимости.