Стальные детали трубопроводов: ГОСТ, марки стали, исполнения фланцев
Отводы, фланцы, тройники, переходы и заглушки — базовый набор деталей, из которых собирается любой стальной трубопровод. Все они описаны родственными ГОСТами и рассчитаны на один и тот же диапазон условий, поэтому применяются в одном узле. Ниже — что означает каждый стандарт, какие марки стали и температуры допустимы и как детали стыкуются между собой.
Общие условия применения
| Деталь | Стандарт | Давление | Температура среды |
|---|---|---|---|
| Отводы бесшовные приварные | ГОСТ 17375 | до 16 МПа (160 кгс/см²) | −70…+450 °C |
| Тройники бесшовные приварные | ГОСТ 17376 | до 16 МПа (160 кгс/см²) | −70…+450 °C |
| Переходы бесшовные приварные | ГОСТ 17378 | до 16 МПа (160 кгс/см²) | −70…+450 °C |
| Заглушки эллиптические | ГОСТ 17379 | до 16 МПа (160 кгс/см²) | −70…+450 °C |
| Фланцы плоские приварные | ГОСТ 12820-80 | 0,1…2,5 МПа (1…25 кгс/см²) | по марке стали, см. ниже |
| Фланцы воротниковые | ГОСТ 12821-80 | 0,1…20 МПа | −253…+600 °C по марке стали |
| Фланцы глухие | ГОСТ 12836-67 | по ответному фланцу | по ответному фланцу |
Отводы
Стальные бесшовные приварные отводы меняют направление трубопровода плавно, без местных сопротивлений, характерных для сварных сегментных «уток». Самые ходовые углы — 90°, 45°, 60° и 180°.
Изготавливают отводы протяжкой трубной заготовки через рогообразный сердечник с предварительным нагревом газом или электричеством — поэтому стенка в месте гиба не утоняется так, как при холодной гибке трубы.
Марки стали: ст3, 10, 20, 09Г2С, 17Г1С, а для нержавеющего исполнения — 08Х18Н10Т и 12Х18Н10Т.
Фланцы
Плоские приварные, ГОСТ 12820-80
Плоский фланец надевается на трубу и приваривается двумя швами — наружным и внутренним. Это самое распространённое и самое дешёвое фланцевое присоединение для давлений до 2,5 МПа. Им соединяют трубы между собой, подключают запорную и регулирующую арматуру, насосы и автоматику, монтируют пожарные гидранты и подставки под них. Европейский аналог — польский стандарт PN-87/H-74731.
Воротниковые, ГОСТ 12821-80
Воротниковый фланец имеет конический переход («воротник»), который приваривается к трубе встык. Такая конструкция работает на трубопроводах высокого давления — до 20 МПа — и в широком диапазоне температур, от −253 до +600 °C в зависимости от стали. Уплотнительная поверхность может быть выполнена с соединительным выступом, с выступом, шип-паз, под линзовую прокладку или под прокладку овального сечения. Европейские аналоги — DIN 2634 и DIN 2635.
Глухие, ГОСТ 12836-67
Глухой фланец (фланцевая заглушка) закрывает концевое отверстие трубопровода в паре с обычным фланцем. Соединение остаётся разборным: чтобы продолжить строительство ветки, заглушку просто снимают, без резки и сварки. По межцентровым расстояниям глухие фланцы полностью совпадают с ГОСТ 12820 и ГОСТ 12821. Зарубежные аналоги — PN-87/H-74728 и DIN 2527.
Расточенные под ПЭ втулку
Фланцы для буртовых втулок применяют при переходе со стального трубопровода на полиэтиленовый. К концу ПЭ трубы приваривается буртовая втулка, а свободно вращающийся расточенный фланец стягивает соединение болтами. Диапазон: DN 40–600 мм, PN 6–1,6 МПа.
Геометрия таких фланцев соответствует ГОСТ 12820-80 и EN 1092-1 с одним отличием — увеличенным внутренним диаметром под втулку. Поэтому расточенный фланец стыкуется и с обычным фланцем по ГОСТ, и с фланцем по EN, и к нему можно присоединить арматуру.
Ду, давление и марка стали: как читать обозначения
Что такое Ду
Условный проход Ду — это не наружный диаметр трубы. Это характеристика сечения, по которому идёт среда. Трубы с одинаковым Ду могут иметь разный наружный диаметр, поэтому и внутренний диаметр фланца отличается в зависимости от того, под какую трубу он изготовлен. Это первая причина, по которой фланец «не налез» при монтаже.
Давление
Ру определяет не только толщину и диаметр фланца, но и исполнение уплотнительной поверхности. Фланцы одного Ду, но разных Ру — это разные детали с разным числом и диаметром отверстий начиная примерно с Ду 200.
Марки стали и допустимые температуры
| Стандарт | Марка стали | Давление | Температура |
|---|---|---|---|
| ГОСТ 12820-80 (плоские) | Ст3сп, ст. 20, ст. 25 | до 25 кгс/см² | −30…+300 °C |
| 15ХМ, 12Х18Н9Т | до 25 кгс/см² | −40…+300 °C | |
| 09Г2С, 10Г2 | до 25 кгс/см² | −70…+300 °C | |
| ГОСТ 12821-80 (воротниковые) | Ст3сп | 1…25 кгс/см² | −30…+300 °C |
| ст. 20 | 1…200 кгс/см² | −40…+450 °C | |
| 12Х18Н10Т | — | −80…+600 °C | |
| 10Х17Н13М3Т | — | −253…+600 °C |
Практический вывод: для наружных сетей и зимнего монтажа берут 09Г2С, для обычного отопления и водоснабжения достаточно ст3сп или ст. 20, а низкие температуры и агрессивные среды закрываются нержавеющими марками.
Девять исполнений уплотнительной поверхности
ГОСТ предусматривает девять исполнений присоединительной поверхности фланца. Исполнение 1 — самое распространённое, но его применение ограничено давлением до 6,3 МПа (63 кгс/см²). Остальные используются там, где требования выше: высокое давление, агрессивная среда, ответственные узлы.
Стыковать можно только совместимые исполнения:
| Исполнение | Поверхность | Стыкуется с |
|---|---|---|
| 1 | с соединительным выступом | исполнение 1 |
| 2 | с выступом | исполнение 3 (с впадиной) |
| 4 | с шипом | исполнение 5 (с пазом) |
| 6 | под линзовую прокладку | исполнение 6 |
| 7 | под прокладку овального сечения | исполнение 7 |
| 8 | с шипом | исполнение 9 (с пазом), обязательно с фторопластовой прокладкой |
Тройники, ГОСТ 17376
Стальной тройник даёт боковое ответвление равного или меньшего диаметра. Равнопроходный тройник имеет все три конца одного Ду; переходный — боковой отвод меньшего Ду, что позволяет подключить ветку без дополнительного перехода и лишнего сварного шва.
Переходы, ГОСТ 17378
Переходы соединяют трубы разного диаметра. Бывают двух типов:
- Концентрические — диаметр меняется симметрично относительно центральной оси. Применяются на вертикальных и горизонтальных участках.
- Эксцентрические — общей остаётся нижняя образующая. Их ставят на горизонтальных участках там, где нельзя допустить скопления воздуха в верхней точке или, наоборот, застоя конденсата в нижней.
Марки стали: ст. 10, 20, 09Г2С, 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т.
Заглушки эллиптические, ГОСТ 17379
Эллиптическая заглушка приваривается встык и закрывает конец трубопровода наглухо. Её же используют как эллиптическое днище при изготовлении ёмкостей и сосудов. Выпуклая форма распределяет нагрузку от давления лучше плоского диска, поэтому заглушка держит те же 16 МПа, что и остальные детали ряда. Зарубежные аналоги — DIN 28011 и PN-64/M-35411 с практически совпадающим размерным рядом.
Что заказывать вместе
Фланцевое соединение, помимо самих фланцев, требует крепежа и прокладки. Комплект на одно соединение — два фланца, прокладка, болты или шпильки с гайками и шайбами. Таблица подбора крепежа по Ду и Ру приведена в разделе фланцы.