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
| Исполнение | Название поверхности | Ответное исполнение | Пара в соединении | Обозначение по ГОСТ 12815-80 |
|---|---|---|---|---|
| A | Плоскость | A | A-A | Прямого аналога нет |
| B | Соединительный выступ | B | B-B | Исполнение 1 |
| C | Шип | D | C-D | Исполнения 4 и 8 |
| D | Паз | C | C-D | Исполнения 5 и 9 |
| E | Выступ | F | E-F | Исполнение 2 |
| F | Впадина | E | E-F | Исполнение 3 |
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
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
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.
Соответствие старым обозначениям
Исполнению E соответствует исполнение 2 по ГОСТ 12815-80, а исполнению F соответствует исполнение 3. При работе со старой спецификацией эти номера помогают определить форму поверхности, но не заменяют проверку размеров по чертежу.
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
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.
Соответствие старым обозначениям
По ГОСТ 12815-80 профилю C соответствуют исполнения 4 и 8. Для поверхности D прежними обозначениями были исполнения 5 и 9. Какой из старых вариантов указан в документации, уточняют по конструкции и размерам поверхности.
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
| Пара | Форма поверхностей | Положение прокладки | Особенность |
|---|---|---|---|
| A-A | Две плоскости | Между плоскими сторонами | Нет центрирующего выступа или углубления |
| B-B | Два соединительных выступа | Между выступами | Одинаковое исполнение обоих фланцев |
| E-F | Выступ и впадина | Во впадине F | Уплотнение ограничено наружной стенкой впадины |
| C-D | Шип и паз | В пазу D | Положение прокладки задано профилем паза |
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.
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 и h2. 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.
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.
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.
- 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.
