Массу фланцев и фланцевых заглушек приводят справочные приложения: приложение В ГОСТ 33259-2015 и приложение Б ГОСТ 34785-2021. Ниже собраны значения для ходовых DN и PN в одной таблице, формулы для самостоятельного расчёта и причины, по которым взвешенная деталь не совпадает с табличной.
Коротко:
- Расчётная масса фланцев приведена в таблице В.1 приложения В ГОСТ 33259-2015. Значения справочные и даны для круглых фланцев.
- Для типов 01 и 11 в таблице указана максимальная масса среди всех исполнений уплотнительной поверхности, её уточняют по конструкторской документации. У типа 02 масса дана без приварного кольца.
- Массу фланцевых заглушек приводит таблица Б.1 ГОСТ 34785-2021. Расчёт выполнен для плотности стали 7850 кг/м³, значение одно для всех исполнений.
- Воротниковый фланец не всегда тяжелее плоского. При PN 16 тип 11 легче типа 01 в диапазоне DN 25–65 и тяжелее начиная с DN 100.
- До DN 150 фланцевая заглушка весит примерно как фланец того же DN и PN. На DN 400–500 при PN 16 она тяжелее плоского фланца почти вдвое.
- Для фланцев из 12Х18Н10Т табличную массу умножают на 7900 / 7850 ≈ 1,006, то есть добавляют около 0,6 %.
Масса нужна, чтобы посчитать тоннаж в спецификации, загрузку транспорта и нагрузку на опоры трубопровода. Таблицы стандартов дают верхнюю оценку. Фактическая деталь обычно легче табличной, но не намного.
Сколько весят фланец, воротниковый фланец и заглушка одного размера
Фланец DN 100 PN 16 весит 4,73 кг в исполнении типа 01 и 4,90 кг в исполнении типа 11. Фланцевая заглушка того же размера по ряду 1 весит 4,8 кг. Значения взяты из таблицы В.1 ГОСТ 33259-2015 и таблицы Б.1 ГОСТ 34785-2021.
| DN | Плоский, тип 01 | Воротниковый, тип 11 | Заглушка | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| PN 10 | PN 16 | PN 25 | PN 16 | PN 40 | PN 16 | PN 40 | |
| 15 | 0,51 | 0,61 | 0,71 | 0,68 | 0,80 | 0,7 | 0,7 |
| 25 | 0,89 | 1,17 | 1,17 | 1,05 | 1,19 | 1,3 | 1,3 |
| 50 | 2,06 | 2,58 | 2,8 | 2,28 | 2,81 | 2,6 | 2,6 |
| 65 | 2,80 | 3,42 | 3,22 | 3,19 | 3,72 | 3,4 | 3,3 |
| 80 | 3,19 | 3,71 | 4,06 | 4,21 | 4,81 | 4,1 | 4,3 |
| 100 | 3,96 | 4,73 | 5,92 | 4,90 | 7,40 | 4,8 | 6,0 |
| 150 | 6,97 | 7,9 | 10,5 | 8,50 | 13,2 | 8,2 | 13,5 |
| 200 | 8,05 | 10,2 | 13,3 | 11,8 | 24,4 | 12,5 | 25,5 |
| 250 | 10,7 | 14,5 | 18,9 | 17,4 | 37,6 | 21,5 | 46,0 |
| 300 | 12,9 | 17,8 | 24,0 | 22,8 | 57,1 | 32,0 | 64,0 |
| 400 | 21,6 | 31,0 | 44,6 | 43,0 | 107 | 61,5 | 145,0 |
| 500 | 28,0 | 57,0 | 67,3 | 71,0 | 132,3 | 115,0 | 214,0 |
Плоский фланец типа 01 по ряду 1 выпускают только до PN 25, поэтому для него в таблице нет PN 40. Значения для остальных сочетаний DN и PN приведены в таблице В.1 ГОСТ 33259-2015. Масса заглушек дана для ряда 1. По ряду 2 они обычно тяжелее: у DN 100 PN 16 это 5,6 кг против 4,8 кг. Полная таблица масс заглушек на PN 6,3–40 для DN 10–1200 приведена в статье «Фланцевые заглушки по ГОСТ 34785-2021».
Таблица показывает два эффекта, которые редко учитывают при оценке тоннажа. При PN 16 в диапазоне DN 25–65 воротниковый фланец легче плоского: тарелка у него тоньше, и тонкая втулка не компенсирует разницу. С ростом DN втулка удлиняется, и начиная с DN 80 тип 11 уже тяжелее: 4,21 кг против 3,71 кг. Заглушка не имеет центрального отверстия, поэтому на больших диаметрах её масса растёт быстрее, чем у фланцев.
Масса фланцевых заглушек при высоком давлении
Таблица Б.1 ГОСТ 34785-2021 охватывает заглушки DN от 10 до 1200 и PN от 6,3 до 160. С ростом давления масса заглушки растёт быстрее, чем у фланца: у DN 100 она составляет 6,0 кг при PN 40, 9,3 кг при PN 63 и 16,0 кг при PN 160.
| DN | PN 63 | PN 100 | PN 160 |
|---|---|---|---|
| 15 | 1,4 | 1,4 | 1,4 |
| 25 | 2,8 | 2,8 | 2,8 |
| 50 | 3,8 | 5,5 | 7,0 |
| 65 | 5,3 | 8,5 | 9,6 |
| 80 | 6,4 | 9,4 | 10,6 |
| 100 | 9,3 | 12,5 | 16,0 |
| 125 | 14,0 | 19,6 | 24,8 |
| 150 | 21,0 | 28,0 | 36,0 |
| 200 | 38,0 | 56,0 | 70,0 |
| 250 | 58,0 | 87,0 | 109,0 |
| 300 | 85,0 | 140,0 | 180,0 |
В примечании к таблице Б.1 сказано, что масса указана одна на все исполнения уплотнительной поверхности. Для исполнений под овальную прокладку J и под линзовую K геометрия заметно отличается, поэтому их массу уточняют по конструкторской документации. Заглушки по старому альбому АТК 24.200.02-90 легче: сравнение по DN 50–300 есть в статье «Сравнение АТК 24.200.02-90 и ГОСТ 34785-2021».
Как рассчитать массу фланца или заглушки
Масса равна объёму детали, умноженному на плотность: \( m = \rho V \). Для углеродистой и низколегированной стали принимают ρ = 7850 кг/м³, для 12Х18Н10Т — около 7900 кг/м³.
Плоский фланец — это кольцо с отверстиями под крепёж:
\[ V = \frac{\pi}{4}\left(D^2 - d_в^2\right) b - n \frac{\pi}{4} d_0^2 b \]
Воротниковый фланец считают как такое же кольцо плюс втулку в форме усечённого конуса высотой h:
\[ V_{вт} = \frac{\pi h}{12}\left(D_н^2 + D_н d_н + d_н^2\right) - \frac{\pi}{4} d_в^2 h \]
Заглушка — сплошной диск с отверстиями под крепёж:
\[ V = \frac{\pi}{4} D^2 b - n \frac{\pi}{4} d_0^2 b \]
Здесь D — наружный диаметр, dв — внутренний диаметр, b — толщина, n и d₀ — число и диаметр отверстий, Dн и dн — наружные диаметры втулки у тарелки и у торца под сварку.
Пример: заглушка и фланец DN 100 PN 16
| Параметр | Заглушка, ГОСТ 34785 | Фланец типа 01, ГОСТ 33259 |
|---|---|---|
| D, мм | 215 | 215 |
| Внутренний диаметр, мм | — | 110 |
| b, мм | 18 | 26 |
| Отверстия n × d₀, мм | 8 × 18 | 8 × 18 |
| Объём по формуле, см³ | 617 | 644 |
| Масса по формуле, кг | 4,84 | 5,05 |
| Масса по таблице стандарта, кг | 4,8 | 4,73 |
Для заглушки формула почти совпала с таблицей. Для фланца расчёт дал на 6–7 % больше: простая формула не учитывает фаску под сварной шов, скругления и профиль уплотнительной поверхности. Поэтому формулой удобно проверять порядок величины, а для спецификации брать значение из таблицы стандарта.
Почему фактический вес отличается от табличного
Табличная масса расчётная, а для типов 01 и 11 — максимальная среди исполнений. На вес конкретной детали влияют ещё несколько факторов:
- Исполнение поверхности. Выступ B, впадина F и шип C имеют разный объём металла.
- Допуски. Наружный диаметр и толщина изготавливаются с допусками по таблице 14 ГОСТ 33259.
- Форма. Фланцы с четырьмя отверстиями до PN 40 допускается делать квадратными (п. 6.8 ГОСТ 33259), и тогда их масса больше табличной для круглых.
- Комплектность. У свободного фланца типа 02 таблица учитывает только сам фланец, без приварного кольца.
- Материал. Нержавеющая сталь плотнее углеродистой, поправка — около 0,6 %.
Вопросы и ответы
Сколько весит фланец Ду 100 Ру 16?
Плоский фланец типа 01 — 4,73 кг, воротниковый типа 11 — 4,90 кг по таблице В.1 ГОСТ 33259.
Сколько весит фланцевая заглушка Ду 100 Ру 160?
16,0 кг по ряду 1 по таблице Б.1 ГОСТ 34785-2021. Это втрое больше, чем у заглушки того же DN на PN 16 (4,8 кг).
Сколько весит воротниковый фланец Ду 50 Ру 40?
Около 2,6 кг по таблице В.1 ГОСТ 33259. Плоский фланец на PN 40 по ряду 1 не выпускают.
Почему вес в сертификате не совпадает с таблицей ГОСТ?
Таблица даёт расчётную максимальную массу для круглого фланца. В сертификате указывают вес фактического изделия с его исполнением поверхности и допусками.
Как быстро оценить вес заглушки из листа?
Площадь диска умножают на толщину и на 7850 кг/м³, затем вычитают отверстия под крепёж. Для DN 100 PN 16 так получается 4,84 кг при табличных 4,8 кг.
Вывод
Массу фланцев берут из таблицы В.1 ГОСТ 33259-2015, массу фланцевых заглушек — из таблицы Б.1 ГОСТ 34785-2021. Обе таблицы справочные и дают верхнюю оценку для круглых деталей из углеродистой стали. При PN 16 воротниковый фланец уверенно тяжелее плоского только начиная с DN 100, а заглушка обгоняет оба фланца на больших диаметрах. Для нержавеющей стали к табличной массе добавляют около 0,6 %, а для проверки подходит формула объёма, умноженного на плотность.
Нормативные документы
- ГОСТ 33259-2015. Фланцы арматуры, соединительных частей и трубопроводов на номинальное давление до PN 250
- ГОСТ 34785-2021. Заглушки фланцевые стальные. Конструкция, размеры и общие технические требования
