Исполнения фланцев A, B, C, D, E и F по ГОСТ 33259-2015

Коротко:

• Исполнение — это форма уплотнительной поверхности (зеркала) фланца, а не тип фланца.
• A — плоскость, B — соединительный выступ, C — шип, D — паз, E — выступ, F — впадина.
• Пары: A-A, B-B, E-F, C-D. Фланец B не соединяется с E или F.
• Фланцы арматуры по ГОСТ делают с поверхностями A, B, D или F, поэтому ответный фланец к F — E, к D — C.
• Для негорючих сред ГОСТ рекомендует A до PN 6, B до PN 25, выше — E-F или шип-паз; для горючих и токсичных сред требования строже.

Подобрать фланцы с нужным исполнением можно в каталоге фланцев ГОСТ 33259-2015.

Фланцевое соединение должно сохранять герметичность при рабочем давлении, изменении температуры и нагрузках на трубопровод. За плотность стыка отвечает не только прокладка. Важна форма поверхности, к которой она прилегает. В ГОСТ 33259-2015 эта форма называется исполнением уплотнительной поверхности фланца.

Для исполнений A, B, C, D, E и F стандарт предусматривает четыре сочетания: A-A, B-B, C-D и E-F. Поверхности A и B соединяют с одноименными. Остальные работают попарно: шип C входит в паз D, а выступ E соединяется с впадиной F. Если перепутать ответные части, прокладка не займет предусмотренное положение и собрать соединение по стандарту не получится.

Исполнение не следует путать с типом фланца. Тип описывает конструкцию самой детали, например плоскую приварную или воротниковую. Исполнение относится только к контактной стороне. Поэтому одинаковый профиль можно встретить у фланцев разных типов, если такое сочетание допускают DN, PN и таблицы стандарта.

Уплотнительная поверхность находится на лицевой стороне фланца. После затяжки крепежа два фланца сжимают прокладку, и она заполняет небольшие неровности металла. Так перекрывается путь рабочей среде через стык. В производственной и монтажной речи эту поверхность часто называют зеркалом фланца.

Профиль задает положение прокладки. На плоскости A и соединительном выступе B она расположена между одинаковыми ответными сторонами. Во впадине F и пазу D прокладка помещается в углубление, а противоположный выступ E или шип C прижимает ее при сборке.

Какие исполнения фланцев соединяются между собой

Таблица дает быстрый ответ при подборе ответной детали. Однако совпадения обозначений недостаточно. У обоих фланцев должны соответствовать тип, ряд, номинальный диаметр DN, номинальное давление PN и присоединительные размеры. Требования проекта также могут ограничивать допустимое исполнение и материал прокладки.

Исполнение A: плоская поверхность

У исполнения A контактная сторона остается плоской. На ней нет соединительного выступа, шипа, паза или впадины. Два фланца A образуют пару A-A, а прокладку устанавливают между их ровными поверхностями.

Такой профиль предусмотрен для низкого номинального давления. Для стальных плоских приварных фланцев типа 01, свободных фланцев типа 02 и приварных встык фланцев типа 11 исполнение A применяют при PN 1, PN 2,5 и PN 6. Допустимый диапазон DN зависит от конструкции детали и соответствующей таблицы ГОСТ.

Исполнение A появилось в ГОСТ 33259-2015. В таблице соответствия с ГОСТ 12815-80 для него нет прежнего цифрового обозначения. Поэтому попытка найти для плоскости A прямой аналог среди старых исполнений приведет к ошибке.

Поверхность A может быть выполнена как на плоских фланцах, так и на изделиях другой конструкции. При подборе сначала проверяют тип фланца и давление, затем исполнение и размеры.

Исполнение B: соединительный выступ (бывшее исполнение 1)

Исполнение B имеет приподнятую кольцевую площадку вокруг проходного отверстия. Это соединительный выступ, который и образует рабочую зону контакта с прокладкой. Ответный фланец должен иметь такую же поверхность B, поэтому соединение обозначают как B-B.

Во время сборки прокладка находится между двумя выступами. Усилие от затяжки крепежа передается на ограниченную кольцевую площадь, а не на всю лицевую сторону детали. Поверхность B легко узнать по выступающему зеркалу, но его размеры зависят от DN и PN. Подбирать пару только по внешнему виду нельзя.

От плоскости A исполнение B отличается наличием выступа. С поверхностью E его иногда путают из-за похожего общего контура. Разница заключается в ответной части: B соединяется с B, а для E требуется фланец с впадиной F. Если поставить E вместо B, предусмотренная геометрия стыка будет нарушена.

В ГОСТ 12815-80 соединительному выступу соответствовало исполнение 1. После перехода на ГОСТ 33259-2015 оно получило обозначение B. Этот профиль применяется у разных конструкций, включая воротниковые фланцы типа 11.

Исполнения E и F: соединение выступ-впадина

Исполнение E: выступ (бывшее исполнение 2)

Фланец исполнения E имеет на лицевой стороне узкий кольцевой выступ. От соединительного выступа B его отличает форма: E уже и выше. Например, для DN 50 при PN 10–40 зеркало B имеет диаметр 102 мм и высоту 3 мм, а выступ E — диаметр 87 мм и высоту 4 мм.

Ответный фланец к E — только исполнение F. На арматуре поверхность E выполняют только по требованию заказчика, поэтому обычно выступ E находится на ответном фланце трубопровода. По ГОСТ 12815-80 этому профилю соответствовало исполнение 2.

Исполнение F: впадина (бывшее исполнение 3)

Исполнение F — кольцевое углубление на лицевой стороне фланца, в которое укладывают прокладку. Для DN 50 при PN 10–40 диаметр впадины 88 мм, глубина 3 мм — на 1 мм шире выступа E и на 1 мм меньше его высоты.

Ответный фланец к F — только исполнение E. Впадина F входит в число стандартных исполнений фланцев арматуры, поэтому задвижку или кран с F комплектуют ответными фланцами E. По ГОСТ 12815-80 этому профилю соответствовало исполнение 3.

Как устроена пара E-F

Исполнения E и F рассматривают вместе, поскольку каждое из них рассчитано на ответную поверхность другого профиля. Фланец E имеет кольцевой выступ, фланец F имеет впадину соответствующей формы. При сборке выступ входит в углубление, образуя пару E-F.

Прокладка размещается во впадине F. Ее положение задается наружной стенкой углубления, поэтому уплотнение не лежит свободно на открытой площадке. Такая конструкция облегчает центрирование и ограничивает смещение прокладки наружу при затяжке соединения.

Два исполнения E нельзя соединить между собой: оба выступа займут одну и ту же область. Пара из двух поверхностей F тоже не соответствует предусмотренной конструкции, поскольку в ней не будет ответного выступа. Для правильной сборки необходимы один фланец E и один F с совпадающими присоединительными параметрами.

Применяемость и размеры

Для плоских приварных фланцев типа 01 и свободных фланцев типа 02 поверхности E и F предусмотрены для всех значений PN, установленных для соответствующего типа. У воротниковых изделий типа 11 возможность применения зависит от PN и DN по таблице 2 ГОСТ 33259-2015. Размеры выступа и впадины подбирают по одной строке стандарта, чтобы профили двух деталей совпали.

Исполнения C и D: соединение шип-паз

Исполнение C: шип (бывшие исполнения 4 и 8)

Исполнение C — кольцевой шип на лицевой стороне фланца. Ответный фланец к нему — только исполнение D с пазом. На арматуре шип C выполняют только по требованию заказчика, поэтому обычно он находится на ответном фланце.

По ГОСТ 12815-80 шипу соответствовало исполнение 4. Исполнение 8 — шип под фторопластовую прокладку; в ГОСТ 33259-2015 ему соответствует отдельное исполнение L.

Исполнение D: паз (бывшие исполнения 5 и 9)

Исполнение D — кольцевой паз, в который укладывают прокладку и входит шип C. Ответный фланец к D — только C. Паз D входит в число стандартных исполнений фланцев арматуры.

По ГОСТ 12815-80 пазу соответствовало исполнение 5. Исполнение 9 — паз под фторопластовую прокладку, по новому стандарту это M.

Как устроена пара C-D

У исполнения C на лицевой стороне расположен кольцевой шип. Ответный фланец D имеет паз, форма которого рассчитана на этот шип. Вместе они образуют пару C-D. Прокладка находится в пазу и прижимается шипом после затяжки крепежа.

Паз ограничивает положение уплотнения с обеих сторон. Это снижает риск смещения прокладки во время монтажа и помогает сохранить заданное положение в собранном стыке. Глубина и ширина элементов определяются стандартом и меняются в зависимости от параметров фланца.

Соединение C-D по общему принципу похоже на E-F: в обеих парах есть выступающая и углубленная части. При этом их профили и размеры различаются. Шип C должен входить именно в паз D. Он не рассчитан на впадину F, так же как выступ E не является заменой шипу. Смешивать детали двух пар нельзя.

Применяемость и размеры

Для фланцев типов 01 и 02 исполнения C и D допускаются во всем диапазоне PN, предусмотренном таблицами этих типов. Для типа 11 сочетание PN и DN проверяют по таблице 2. Ширина шипа должна соответствовать пазу, а глубина паза должна обеспечивать расчетное обжатие прокладки после затяжки крепежа.

Чем отличаются A-A, B-B, E-F и C-D

Главное различие между четырьмя парами состоит в форме контакта и способе фиксации прокладки. A-A и B-B собирают из одинаковых поверхностей. Для E-F и C-D нужны две разные ответные детали.

Какое исполнение на арматуре, а какое на ответном фланце

По п. 7.2 ГОСТ 33259-2015 фланцы арматуры изготавливают с уплотнительными поверхностями A, B, D, F, а также J, K и M. Исполнения с выступом или шипом — C, E и L — на арматуре допускаются только по требованию заказчика. Поэтому по умолчанию углубление находится на арматуре, а выступ или шип — на ответном фланце.

Если арматура поставлена по требованию заказчика с поверхностью E или C, правило меняется на обратное. Поэтому исполнение ответного фланца определяют по паспорту или КД конкретной арматуры, а не по умолчанию. Ответной деталью к фланцу F служит исполнение E — это касается и фланцевых заглушек ГОСТ 34785-2021: для арматуры с впадиной F нужна заглушка исполнения E.

Какое исполнение выбрать по среде и давлению

Рекомендации по выбору исполнения в зависимости от рабочей среды и номинального давления приведены в приложении А ГОСТ 33259-2015 (таблица А.1). Приложение рекомендуемое: если проект задает другое исполнение, действует проект.

Шип-паз в таблице — это C-D, а под фторопластовые прокладки — L-M. Исполнения J, K, L и M разобраны отдельно.

Для воды и пара до PN 25 ГОСТ рекомендует исполнение B, выше — E-F или шип-паз. Для горючего газа B допускается до PN 40 только с прокладками, отвечающими требованиям п. 7.3, в остальных случаях — E-F или шип-паз. Для термомасла (ВОТ) рекомендуется только шип-паз при любом давлении. Как PN переводится в МПа и снижается при нагреве, разобрано в статье «Давление фланцев: PN, Ру и МПа», а выбор между плоским и воротниковым фланцем — в статье «Плоский или воротниковый фланец».

Размеры уплотнительных поверхностей A-F

Профиль исполнения не имеет одного размера для всех фланцев. Диаметры и высоты элементов зависят от DN, PN и размерного ряда. ГОСТ 33259-2015 показывает форму поверхностей на рисунке 3, а числовые значения приводит в таблице 2. Ряд 1 принят как предпочтительный.

На чертежах используются диаметры D2-D6 и высоты h, h1, h2, h4 и h5. Для исполнения B по ним задается соединительный выступ. Для пар C-D и E-F эти параметры определяют наружные и внутренние границы шипа, паза, выступа и впадины, а также их высоту или глубину. Исполнение A не имеет выступа, поэтому соответствующая высота равна нулю.

Пример для DN 50, PN 10–40, ряд 1 по таблице 2:

Впадина F на 1 мм шире выступа E по диаметру, а выступ на 1 мм выше глубины впадины; так же соотносятся шип C и паз D. Поэтому размеры обеих деталей берут из одной строки таблицы. Для PN 1–6 значения другие: у DN 50 D2 = 90 мм, D3–D6 — 66, 80, 65 и 81 мм. Для остальных DN, PN и ряда 2 размеры смотрят в таблице 2 ГОСТ, а подбор фланца по DN и PN разобран в статье «Размеры фланцев: как подобрать по DN, PN и ГОСТ».

Подставлять размеры от фланца с тем же DN, но другим PN или рядом нельзя. Даже при правильном сочетании букв поверхности могут не совпасть по геометрии. Поэтому размеры обеих деталей сверяют по одной строке таблицы стандарта и по проектному обозначению.

Для исполнений A, B, C, D, E и F стандарт устанавливает минимальную шероховатость Ra 3,2. Максимально допустимое значение зависит от участка профиля и указано на рисунке 3. Состояние зеркала важно для герметичности: забоины, риски и загрязнение в зоне контакта мешают прокладке равномерно обжаться.

Частые вопросы

Чем отличается исполнение E от F?

E — кольцевой выступ, F — впадина под него. Они работают только в паре E-F, прокладка лежит во впадине F.

Какой ответный фланец к исполнению F?

Только E. Если F стоит на арматуре, ответный фланец на трубопроводе — E.

Какой ответный фланец к исполнению B?

Тоже B: соединительный выступ работает в паре B-B.

Можно ли соединить фланец E с фланцем B?

Нет. Выступ E рассчитан на впадину F, с соединительным выступом B пары по ГОСТ не получится.

Исполнение B — это плоский или воротниковый фланец?

Ни то ни другое: B — форма зеркала, а плоский (тип 01) или воротниковый (тип 11) — тип фланца. Подробнее — в статье «Плоский или воротниковый фланец».

Исполнение 2 и исполнение E — одно и то же?

Да. По таблице Г.1 ГОСТ 33259-2015 исполнение 1 соответствует B, 2 — E, 3 — F. Перевод старых обозначений — в статье «ГОСТ 33259-2015 вместо ГОСТ 12820-80 и 12821-80».

Шип-паз — это какое исполнение?

C (шип) и D (паз). Шип-паз под фторопластовые прокладки — исполнения L и M.

Краткие выводы

• Плоскую поверхность A соединяют с таким же исполнением A.
• Соединительный выступ B образует пару только с поверхностью B.
• Шип C устанавливают напротив паза D.
• Выступ E соединяют с впадиной F.
• На арматуре по умолчанию F и D, ответные фланцы — E и C; при поставке по требованию заказчика исполнение сверяют по паспорту.
• Для негорючих сред до PN 25 ГОСТ рекомендует B; для горючих газов, токсичных сред и высоких давлений — E-F или шип-паз.
• Буква исполнения не заменяет проверку типа, ряда, DN, PN и размеров фланца.
• При работе со старой документацией цифровое исполнение переводят по приложению Г ГОСТ 33259-2015.

При комплектации сначала определяют нужную пару поверхностей, затем проверяют параметры обоих фланцев и прокладки. Такой порядок позволяет избежать ситуации, когда детали совпадают по DN и PN, но не подходят друг к другу по профилю зеркала.