Фланцы из нержавейки: типы, ГОСТ 12820 и 12821, давление, размеры

Типы фланцев и стандарты: ГОСТ 33259-2015, 12820-80 и 12821-80

Фланцевое соединение — два фланца, стянутые болтами или шпильками через прокладку. В отличие от сварного стыка его можно разобрать для ревизии или замены арматуры. Типы фланцев, их размеры и технические требования в России задаёт ГОСТ 33259-2015 «Фланцы арматуры, соединительных частей и трубопроводов на номинальное давление до PN 250». Приказом Росстандарта от 26 мая 2015 года № 443-ст он введён с 1 апреля 2016 года; в нём учтены ISO 7005-1:2011 и ISO 7005-2:1988.

Для трубопроводов из нержавеющей стали чаще всего нужны два типа. Тип 01 — плоский приварной фланец: диск с отверстием, его надевают на трубу и приваривают. Тип 11 — приварной встык, в прайсах и в разговоре — воротниковый: у него коническая шейка, которую приваривают торцом к торцу трубы. У типа 02 к трубе приваривают кольцо с уплотнительной поверхностью, а сам фланец на нём свободный. Литой тип 21 — часть корпуса арматуры, отдельно его не изготавливают.

Глухих фланцев в перечне типов ГОСТ 33259-2015 нет: слов «глухой» и «заглушка» в тексте стандарта не встречается. Резьбовые фланцы на Ру 20–100 МПа относятся к другому стандарту — ГОСТ 9399-81, на него ссылается область применения ГОСТ 33259. Заглушки трубопроводов разобраны в статье о заглушках из нержавеющей стали.

Что действует: 33259, 12820 или 12821

Номера 12820 и 12821 по-прежнему стоят в прайс-листах, спецификациях и на чертежах, поэтому их нужно уметь переводить: тип 01 — бывший ГОСТ 12820-80, тип 11 — бывший ГОСТ 12821-80, тип 02 — бывший ГОСТ 12822-80. Приложение Г к ГОСТ 33259 сопоставляет обозначения: «Фланец 1-50-10 Ст 25 ГОСТ 12820-80» (исполнение 1, Ду 50, Ру 10) соответствует «Фланец 50-10-01-1-В-Ст 25-III ГОСТ 33259». В новом заказе пишите тип по ГОСТ 33259, а прежний номер приводите в скобках: так проще сверить с чертежом.

Размеры двух поколений стандартов сравнивать нужно осторожно. Диаметр отверстия под трубу dB у типа 01 (ряд 1) в таблице 3 ГОСТ 33259 совпадает с dв из ГОСТ 12820-80 для всех DN до 1000 мм. Толщина b в новом стандарте на 2–6 мм больше, чем в старом для того же DN и PN, хотя масса в приложении В для типа 01 во всех 132 сочетаниях DN и PN, общих для двух стандартов, осталась прежней (расхождение с наибольшей массой по ГОСТ 12820-80 не более 1,5 %). Поэтому толщину из двух стандартов друг с другом не сравнивают, а массу берут из приложения В, а не пересчитывают по размерам.

Давление PN, диаметр DN и температура

DN — номинальный диаметр фланца, PN — номинальное давление. В ГОСТ 33259 PN указано в кгс/см²: PN 10 соответствует Ру 1,0 МПа, PN 16 — 1,6 МПа, PN 25 — 2,5 МПа (в прежних стандартах Ру давали в МПа, а в скобках — в кгс/см²). Ряд PN для типа 11: 1; 2,5; 6; 10; 16; 25; 40; 63; 100; 160; 200; 250. Номинальные, рабочие и пробные давления стандарт отсылает к ГОСТ 356 (п. 7.1): допустимое рабочее давление для конкретной марки стали и температуры берут оттуда, в этой статье оно не приводится.

Диапазоны диаметров по таблице 1 стандарта. Тип 01: DN от 10 до 2400 при PN 1 и 2,5, до 2000 при PN 6, до 1600 при PN 10, до 1200 при PN 16 и до 800 при PN 25. Тип 11: до DN 2000 при PN 16 и 25, до 1600 при PN 40, до 1200 при PN 63, до 500 при PN 100, до 400 при PN 160 и до 250 при PN 200 и 250.

Пределы плоских фланцев

Пункт 7.10 ГОСТ 33259 ограничивает плоские фланцы (типы 01–04):

• они применяются на давления из таблицы 1 и при температуре среды не выше 300 °C;
• их нельзя ставить там, где число циклов изменения давления и температуры за весь срок службы достигает 2·10³ и более, и в средах, вызывающих коррозионное растрескивание;
• при давлении выше PN 25 независимо от температуры и при температуре выше 300 °C независимо от давления должен применяться тип 11;
• для вредных веществ 1–3 классов опасности и пожаровзрывоопасных сред при PN ≤ 10 ставят фланцы на PN 16.

Прежние стандарты задавали температурные пределы: плоские фланцы по ГОСТ 12820-80 — от −70 до +300 °C, воротниковые по ГОСТ 12821-80 — от −253 до +600 °C.

Если присоединительные размеры совпадают у нескольких PN, стандарт разрешает делать фланец толщиной на максимальное давление и ставить фланец на большее PN, чем у изделия (п. 7.1). На практике до DN 150 включительно размеры D, D1, число и диаметр отверстий у PN 10 и PN 16 одинаковы (таблица 3), различается только толщина: у PN 16 фланец толще. Со DN 200 присоединительные размеры различаются: у PN 16 двенадцать отверстий вместо восьми.

Уплотнительная поверхность, прокладка и крепёж

Уплотнительная поверхность — рабочая плоскость фланца, по которой он прилегает к прокладке. ГОСТ 33259 обозначает её латинской буквой. Ответные фланцы должны быть парными: выступ E работает со впадиной F, шип C — с пазом D, шип L — с пазом M (таблица А.1). Прежний ГОСТ 12815-80 нумеровал исполнения цифрами 1–9; соответствие даёт приложение Г.

Какие исполнения допустимы: у типа 01 исполнение A — только на PN 1, 2,5 и 6, остальные (B, C, D, E, F, L, M) — на любое PN. У типа 11 исполнение A — на PN 1, 2,5 и 6, B — на PN до 100, C, D, E, F, J, K, L и M — в пределах таблицы 2 стандарта (примечания к таблицам 3 и 6). Приложение А рекомендует исполнение по среде и давлению:

Прокладка зависит от исполнения. На поверхностях A–F применяют эластичные прокладки по ГОСТ 15180, металлические, спирально-навитые (СНП), графитовые и металлографитовые, волновые; на K и J — линзовые и прокладки овального или восьмиугольного сечения; на L и M — прокладки на основе фторопласта-4. Размеры, материал и технические требования к прокладкам стандарт не задаёт: они определяются документацией на прокладку или проектом (п. 7.3, 7.8).

Болты и шпильки

Крепёжные детали фланцевого соединения делают из стали того же структурного класса, что и фланцы (п. 7.9.3): к аустенитным фланцам идёт аустенитный крепёж. Коэффициенты линейного расширения материалов фланца и крепежа должны различаться не более чем на 10 %; больше допускается при обосновании расчётом, данными эксплуатации или опытом либо при расчётной температуре не выше 50 °C. Твёрдость болтов или шпилек должна быть выше твёрдости гаек не менее чем на 12 HB (п. 7.9.4). Болты допускаются до PN 25 включительно и температуры от −40 до +300 °C (п. 7.9.5), за этими пределами нужны шпильки. Среди аустенитных сталей таблица 12 называет для болтов, шпилек и гаек, в частности, 08Х18Н10Т, 12Х18Н9Т и 12Х18Н10Т (от −196 до +600 °C), а также 10Х17Н13М2Т и 10Х17Н13М3Т (от −253 до +600 °C).

Марка нержавеющей стали для фланца

Материал фланца выбирает проектная организация или заказчик с учётом давления, температуры, среды и марки привариваемой трубы (п. 7.9.1 ГОСТ 33259). Таблица 11 «Рекомендуемые материалы» называет для коррозионностойких сталей 08Х18Н10Т, 12Х18Н9Т, 12Х18Н10Т, 10Х18Н9, 08Х22Н6Т, 08Х21Н6М2Т, 15Х18Н12С4ТЮ, 06ХН28МДТ, 10Х17Н13М3Т и 10Х17Н13М2Т; заготовки для большинства марок — поковки по ГОСТ 25054 или лист по ГОСТ 7350, температуры применения — от −270 до +700 °C в зависимости от марки. Качество и характеристики материала должны быть подтверждены сертификатом поставщика.

Две ходовые марки в таблице 11 не названы: 08Х18Н10 (AISI 304) и 03Х17Н14М3 (AISI 316L). Это не запрет: п. 7.9.1 допускает другие материалы и заготовки, в том числе из сортового проката, с характеристиками не ниже указанных в таблицах 11 и 12. Но такую марку нужно прямо написать в заказе и согласовать с проектом и изготовителем.

Подробнее о составе и отличиях — в статьях о 12Х18Н10Т, 08Х18Н10 и AISI 304, 316L и 321; о риске при сварке — в статье о межкристаллитной коррозии.

Как записать марку в заказе

Пишут российскую марку по ГОСТ 5632 и аналог AISI: «12Х18Н10Т (AISI 321)», «03Х17Н14М3 (AISI 316L)». В нашем прайсе AISI 316L записана как 03Х17Н14М2, но такой марки в ГОСТ 5632-2014 нет: российский аналог 316L там — 03Х17Н14М3 (подробнее — в таблице аналогов в статье об AISI 316 и 316L). В форме заявки из приложения Б ГОСТ 33259 из нержавеющих сталей названа 12Х18Н10Т, остальные марки вписывают в строку «Другая».

Из чего делают заготовку

Плоские фланцы (типы 01–04) можно изготавливать из листа и сваривать из частей, если швы выполнены с полным проваром, а радиальные швы проверены на 100 % радиографией или ультразвуком (п. 7.9.2). Фланцы типа 11 делают из поковок или штамповок, допускается точение из сортового проката; из листа их изготавливать нельзя. Плоскую заготовку по чертежу можно заказать на нашей лазерной резке — это деталь по чертежу, а не фланец по ГОСТ 33259: стандарт требует маркировку, паспорт и группу контроля (разделы 8–9), а для напорных трубопроводов берут фланцы с документами изготовителя.

Размеры, масса и подбор фланца по трубе

Размеры фланцев приведены в таблицах 3–10 ГОСТ 33259-2015, для типов 01 и 11 — в таблицах 3 и 6. Каждый размер дан в двух рядах: ряд 1 предпочтительный, ряд 2 соответствует ISO 7005-1. Присоединительные размеры D1, n и d и размеры уплотнительных поверхностей обязательны, остальные можно уточнять по расчёту прочности и размерам присоединяемых труб (п. 7.6).

Обозначения таблицы 3: D — наружный диаметр фланца, D1 — диаметр окружности центров отверстий, dB — диаметр отверстия под трубу, b — толщина. В таблице дан ряд 1. В ряду 2 при DN 32–200 диаметр D на 5 мм больше, при DN 65 и 80 отверстий восемь вместо четырёх, у PN 16 толщина b меньше, чем в ряду 1. Для DN 100, 125 и 150 стандарт допускает несколько значений dB (110 и 116; 135 и 142; 154, 161 и 170): в таблице значения по умолчанию из п. 7.18.

Подбор по трубе

Фланец подбирают не только по DN, но и по наружному диаметру трубы: трубы Ø57 и Ø60,3 мм обе относятся к DN 50, а фланцы ряда 1 и ряда 2 под них различаются. У типа 01 труба проходит в отверстие dB; зазор при сварке задают от 0,5 до 2 мм (п. 7.18). Если dB не указан, фланец делают по таблице 3, а для DN 100 — 110 мм, DN 125 — 135 мм, DN 150 — 161 мм. У типа 11 в ряду 2 диаметр шейки Dn равен наружному диаметру трубы по ISO (60,3; 114,3 мм), в ряду 1 он немного отличается (58 мм при трубе Ø57; 110 мм при трубе Ø108 или Ø114 — см. таблицу), а внутренний диаметр d1 рассчитан на определённую стенку: например, DN 100, PN 16, ряд 2 — Dn 114,3 и d1 107,1 мм, то есть стенка 3,6 мм. Если внутренние диаметры фланца и трубы не совпадают, допускается плавный переход под углом (15 ± 5)° (п. 7.17).

Вес фланцев

Приложение В ГОСТ 33259 (справочное) даёт расчётную массу стальных фланцев типов 01, 02 и 11 для DN 10–2400. Для типов 01 и 11 указана максимальная масса для всех возможных исполнений уплотнительной поверхности, для типа 02 — масса без кольца (примечания к таблице В.1). Плотность в приложении не названа; для пересчёта принимаем 7,85 г/см³, как у углеродистой стали.

Для нержавеющей стали массу пересчитывают по плотности: у AISI 304 и 321 (08Х18Н10, 12Х18Н10Т) — 7,9 г/см³, у AISI 316L — 8,0 г/см³ (значения, принятые на сайте; подробнее — в статье о плотности нержавеющей стали). Поправка к таблице: ×1,006 для 304 и 321 и ×1,019 для 316L. Пример: фланец типа 01 DN 100 PN 16 — 4,73 кг по таблице, около 4,76 кг для 304 и 321 и 4,82 кг для 316L. На партии это заметно: на 1000 фланцев такого размера поправка даёт около 30 кг.

Массу фланца не стоит считать «по диску» из размеров таблицы 3. Расчёт по формуле [π/4·(D² − dB²) − n·π/4·d²]·b·ρ даёт для типа 01 на 4–14 % больше таблицы приложения В (проверено на DN 25–300, PN 10–25 по ряду 1): толщина b в ГОСТ 33259 больше, чем в ГОСТ 12820-80, а масса в приложении осталась прежней. Калькулятор веса фланца на сайте считает именно по такой формуле, поэтому для типа 11 с шейкой он не подходит, а для типа 01 даёт оценку с запасом.

Приварка, контроль и приёмка

Приварка

• Кромка. Для типа 01 допускается фаска под сварной шов с углом (50 ± 5)° (примечание к п. 6.1). Для типа 11 разделка кромки дана на рисунке 7 для ряда 1; допускаются другие виды разделки по утверждённой документации (примечание 4 к п. 6.4).
• Зазор. У типов 01 и 02 диаметр dB выбирают так, чтобы зазор при сварке составил от 0,5 до 2 мм (п. 7.18). Изготовитель может подогнать внутренний диаметр фланца по фактическому наружному диаметру трубы, если заказчик это просит (п. 7.16).
• Корень шва. Обратную сторону шва защищают инертным газом: IMOA называет аргон, азот и формир-газ из 90 % азота и 10 % водорода. Цвета побежалости после сварки снимают травлением и пассивацией — это услуга нашего цеха.
• Присадка и режимы — в статье как варить нержавейку.

Что проверить при приёмке

1. Маркировка. На каждом фланце, кроме типа 21: товарный знак изготовителя, DN, PN, номер типа, номер размерного ряда, исполнение уплотнительной поверхности, марка материала и группа контроля (п. 9.1). Она нанесена на цилиндрической поверхности или тыльной стороне и должна читаться после приварки (п. 9.2); по согласованию допускается бирка. Для группы V добавляется заводской номер.
2. Паспорт. Партию сопровождает паспорт (п. 9.6; форма — приложение Д). Партия — фланцы одного типоразмера, одного материала, прошедшие термообработку по одному режиму. По согласованию к паспорту прилагают копии документов на заготовки: химический состав, механические свойства, термообработку, дефектоскопию.
3. Группа контроля должна совпадать с заказанной (таблица ниже). Для высоколегированных сталей по ГОСТ 6032, работающих в коррозионно-активной среде, испытание на межкристаллитную коррозию проводят по требованию заказчика (сноска к таблице 13), поэтому его пишут в заявке.
4. Внешний вид и размеры. Визуальный и измерительный контроль (п. 8.2) сверяет размеры, взаимное расположение поверхностей, шероховатость и маркировку; на уплотнительных поверхностях недопустимы вмятины, задиры и механические повреждения. Допуск плоскостности уплотнительных поверхностей — не более 0,4 мм при наибольшем диаметре уплотнительной поверхности до 1000 мм (таблица 14).
5. Упаковка и консервация. Упаковка защищает уплотнительные поверхности и кромки под приварку (п. 9.4). Временная консервация для фланцев из коррозионно-стойких сталей не требуется (п. 9.3).
6. Давление. Испытание фланцев давлением проводят в составе трубопровода или оборудования (п. 8.3), а не отдельно.

Что есть в нашем каталоге

В разделе «Детали трубопровода и ограждения» по прайсу на 25 июля 2026 года 153 позиции фланцев трубопроводов: 78 в подгруппе «Фланец плоский» и 75 в подгруппе «Фланец воротниковый». Цены в статье не приводим, остатки в прайсе не указаны.

• Плоские (тип 01). 70 позиций с ценой и 8 по запросу. В названиях 63 позиции — ГОСТ 33259-2015, 15 — ГОСТ 12820-80. Марки: 12Х18Н10Т (AISI 321) — 67 позиций, AISI 304 — 2, AISI 316 — 1; по запросу — AISI 310S, 316Ti, 904L и DUPLEX 2205 (по две позиции; в названиях 1x50x16 и 1x100x16 по ГОСТ 33259-2015).
• Воротниковые (тип 11). Все 75 позиций с ценой и все из 12Х18Н10Т (AISI 321): 66 по ГОСТ 33259-2015 и 9 по ГОСТ 12821-80 (DN 20–200, Ру 16–63).

В названиях по ГОСТ 33259-2015 числа означают DN × PN × тип (1 — тип 01, 11 — тип 11); в позициях по ГОСТ 12820-80 и 12821-80 первое число — исполнение уплотнительной поверхности по прежнему ГОСТ 12815-80, затем Ду и Ру. Исполнение уплотнительной поверхности, размерный ряд и группа контроля в названиях по ГОСТ 33259 не указаны: их нужно уточнять при заказе.

• Нет в прайсе: воротниковые фланцы из AISI 304, 316 и 316L; плоские из AISI 304, 316 и 316L по ГОСТ 33259-2015 (есть три позиции по ГОСТ 12820-80: две AISI 304 и одна AISI 316); свободные фланцы на приварном кольце (тип 02), типы 03 и 04; DN свыше 300. Эти позиции можно запросить: в прайсе нет, поставка по запросу.
• Стальные фланцы из стали 20 и 09Г2С — в отдельном разделе «Детали трубопровода», цена и наличие по запросу.
• Крепёж и прокладки в прайсе не указаны; на странице раздела сказано, что по запросу фланцы комплектуют шпильками, гайками и прокладками.
• Другая уплотнительная поверхность. На сайте есть страница «Переточка фланцев»: доработка готового фланца под исполнения E, F, C, D, L, M и J по ГОСТ 33259-2015 с калькулятором коэффициента стоимости.
• Не путать: 8 позиций подгруппы «Фланец настенный» — декоративные настенные и цанговые фланцы из AISI 304 для ограждений, к фланцам трубопроводов они не относятся.

Что указать в заявке

По п. 7.18 ГОСТ 33259 заказчик при запросе и оформлении заказа сообщает DN, PN, номер типа, размерный ряд, исполнение уплотнительной поверхности, марку стали, группу контроля, для типов 01 и 02 — диаметр dB, номер стандарта, а для групп контроля IV и V — размеры трубы. Рекомендуемая форма заявки — приложение Б. Удобный минимум:

1. Тип: 01 (плоский приварной) или 11 (воротниковый). При замене по старому чертежу — и прежний стандарт, например ГОСТ 12821-80.
2. DN и PN: например, DN 100, PN 16 (1,6 МПа).
3. Труба: наружный диаметр и стенка, например 108 × 4 мм. У типа 01 — диаметр отверстия dB, если нужен определённый зазор.
4. Размерный ряд: 1 или 2 (ряд 2 — по ISO 7005-1, отличается диаметрами D, dB и числом отверстий).
5. Исполнение уплотнительной поверхности: A, B, E, F, C, D, L, M, J или K — парное ответному фланцу.
6. Марка стали: 12Х18Н10Т (AISI 321), 08Х18Н10 (AISI 304), 03Х17Н14М3 (AISI 316L) и другие.
7. Группа контроля I–V и дополнительные требования: МКК по ГОСТ 6032, ультразвуковой контроль, ударная вязкость.
8. Документы: паспорт на партию (п. 9.6) и сертификат завода-изготовителя на металл.
9. Количество; при необходимости — крепёж и прокладки.

Пример обозначения, составленный по схеме п. 7.18: «Фланец 100-16-01-1-В-12Х18Н10Т-III-dB 110 ГОСТ 33259» — плоский приварной фланец DN 100, PN 16, ряд 1, исполнение B, из 12Х18Н10Т, группа контроля III, отверстие под трубу 110 мм. В самом стандарте такие обозначения даны для стали 20: «Фланец 50-10-11-1-М-Ст 20-IV ГОСТ 33259» и «Фланец 150-10-01-1-В-Ст 20-IV-dB 161 ГОСТ 33259». Пришлите заявку в таком виде — подтвердим позиции из прайса или запросим поставку.