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法兰
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作者:prodd625a
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发布时间: 2020-02-05
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管法兰及其垫片、紧固件统称为法兰接头。
应用
法兰接头是工程设计中使用极为普遍、涉及面非常广泛的一种零部件。它是配管设计、管件阀门必不可少的零件，而且也是设备、设备零部件(如人孔、视镜液面计等)中必备的构件。此外，其它专业如工业炉、热工、给排水、采暖通风、自控等，也经常使用法兰接头。
材质
锻钢、WCB碳钢、不锈钢、316L、316、304L、304、321、铬钼钢、铬钼钒钢、钼二钛、衬胶、衬氟材质。
分类
平焊法兰、带颈法兰、对焊法兰、环连接法兰、承插法兰、及盲板等。
标准
有GB系列(国家标准)、JB系列(机械部)、HG系列(化工部)、ASME B16.5（美标）、BS4504（英标）、DIN（德标）、JIS（日标）。
国际标准
国际上管法兰标准主要有两个体系。
a、以德国DIN(包括原苏联)为代表的欧洲管法兰体系
b、以美国ANSI管法兰为代表的美洲管法兰体系。
应用
法兰接头是工程设计中使用极为普遍、涉及面非常广泛的一种零部件。它是配管设计、管件阀门必不可少的零件，而且也是设备、设备零部件(如人孔、视镜液面计等)中必备的构件。此外，其它专业如工业炉、热工、给排水、采暖通风、自控等，也经常使用法兰接头。
材质
锻钢、WCB碳钢、不锈钢、316L、316、304L、304、321、铬钼钢、铬钼钒钢、钼二钛、衬胶、衬氟材质。
分类
平焊法兰、带颈法兰、对焊法兰、环连接法兰、承插法兰、及盲板等。
标准
有GB系列(国家标准)、JB系列(机械部)、HG系列(化工部)、ASME B16.5（美标）、BS4504（英标）、DIN（德标）、JIS（日标）。
国际标准
国际上管法兰标准主要有两个体系。
a、以德国DIN(包括原苏联)为代表的欧洲管法兰体系
b、以美国ANSI管法兰为代表的美洲管法兰体系。
法兰类型及特点
板式平焊法兰
板式平焊法兰（化工标准HG20592、国家标准GB/T9119、机械JB/T81）。优点：取材方便，制造简单，成本低，使用广泛。缺点：刚性较差，因此不得用于有供需、易燃、易爆和较高真空度要求的化工工艺配管系统和高度、极度危害的场合。密封面型式有平面和突面。
板式平焊法兰板式平焊法兰（化工标准HG20592、国家标准GB/T9119、机械JB/T81）。优点：取材方便，制造简单，成本低，使用广泛。缺点：刚性较差，因此不得用于有供需、易燃、易爆和较高真空度要求的化工工艺配管系统和高度、极度危害的场合。密封面型式有平面和突面。
带颈平焊法兰带颈平焊法兰属于国标法兰标准体系，是国标法兰(又称GB法兰)的其中一种表现形式，是设备或管道上常用的法兰之一。优点：现场安装较方便，可省略焊缝拍揉伤的工序。缺点：带颈平焊法兰颈部高度较低，对法兰的刚度、承载能力有所提高。与对焊法兰相比，焊接工作量大，焊条耗量高，经不起高温高压及反复弯曲和温度波动。
带颈对焊法兰带颈对焊法兰的密封面形式有：突面(RF)、凹面(FM)，凸面(M)、榫面(T)，槽面(G)，全平面(FF)。优点：连接不易变形,密封效果好,应用广泛,适用于温度或压力大幅度波动的管道或高温、高压及低温的管道,也用于输送价格昂贵介质、易燃易爆介质、有毒气体的管道上。缺点：带颈对焊法兰的体积庞大，重量笨重，价格昂贵，安装定位很困难，因此在运输途中更容易磕碰。
整体法兰整体法兰是一种法兰的连接方式。也是属于带颈对焊钢制管法兰的一种。材质有碳钢、不锈钢、合金钢等。在国内各个标准之中，用IF来表示整体法兰。多用于压力较高的管道之中，生产工艺一般为铸造。在法兰类型中就是用一个“IF”来表示整体法兰的类型。一般为突面（RF）,如果在易燃、易爆、高度和极度危害的使用工况之中，则可以选用除了RF面之外的凸凹面（MFM）及榫槽面（TG）的密封面的形式。
承插焊法兰承插焊法兰是一端与钢管焊接另一端用螺栓连接的的法兰。密封面形式：突面（RF）、凹凸面（MFM）、榫槽面（TG）、环连接面（RJ）。应用范围：锅炉压力容器、石油、化工、造船、制药、冶金、机械、食品等行业。常用于PN≤10.0MPa，DN≤40的管道中。
螺纹法兰螺纹法兰是将法兰的内孔加工成管螺纹，并和带螺纹的管子配套实现连接，是一种非焊接法兰。低压管道可以使用丝接法兰，4公斤以上压力的使用焊接法兰。两片法兰盘之间加上密封垫圈，然后用螺栓紧固。不同压力的法兰有不同的厚度和使用不同的螺栓。优点：它和平焊法兰或对焊法兰相比，螺纹法兰具有安装、维修方便的特点，可在一些现场不允许焊接的管线上使用。合金钢法兰有足够的强度，但不易焊接，或焊接性能不好，亦可选择螺纹法兰。缺点：在管道温度变化急剧或温度高于260℃低于-45℃的条件下，建议不使用螺纹法兰，以免发生泄漏。
对焊环松套法兰对焊环松套法兰是可以活动的法兰片,一般是配套在给排水配件上，厂家出厂时伸缩节两端就各有一片法兰，直接与工程中的管道、设备用螺栓连接。作用：使用对焊环松套法兰的目的一般是为了节省材料，其结构分成两部分，管子部分一头和管道接，一头做成对焊环。法兰盘采用低等级的材料，而管子部分使用和管道一样的材料，达到节省材料的目的。优点：节约成本，当管材材质特殊，价格昂贵时，焊接同样材质的法兰成本高。不便于焊接或不便于加工或需要的强度大，如塑料管、玻璃钢管之类。便于施工，如连接时法兰螺栓孔对应不便于找正或者防止日后更换设备法兰螺栓孔有变等。缺点：承受压力低、焊环处强度低（特别是厚度3mm以下时）。
平焊环松套法兰平焊环松套法兰盘是可以活动的法兰片，直接与工程中的管道、设备用螺栓连接。使用平焊环松套法兰盘的目的一般是为了节省资料，其结构分成两部分，管子局部一头和管道接，一头做成翻边，法兰盘部分套在翻边上。优点：方便于焊接或方便于加工或需要的强度大，如塑料管、玻璃钢管之类。便于施工，如连接时法兰螺栓孔对应方便于找正或者防止日后更换设备法兰螺栓孔有变等。价格高贵时，节约本钱。当管材材质特殊，焊接同样材质的法兰成本高。缺点：接受压力低。焊环处强度低（特别是厚度3mm以下时）。
法兰盖也称盲板法兰、盲板，是中间不带孔的法兰，供封住管道堵头用。作用与焊接封头及丝扣管帽是一样的，只不过盲板法兰和丝扣管帽可以随时卸下来，而焊接封头则不行。法兰盖密封面：平面(FF)、突面(RF)、凹凸面(MFM)、榫槽面(TG)、环连接面(RJ)
衬里法兰盖衬里法兰盖是一种盲板法兰，接近介质的一边堆焊不锈钢，为一个整体。衬里法兰盖在有腐蚀性介质的管道上作盲板用，与普通法兰盖的区别是，与介质接触面增加了防腐衬层。
美标带颈平焊法兰带颈平焊法兰连接于管端，主要是使管子与管子相互连接的零件。带颈平焊法兰上有孔眼，可穿螺栓，使两法兰紧连，法兰间用衬垫密封。垫片放在两法兰密封面之间，拧紧螺母后，垫片表面上的比压达到一定数值后产生变形，并填满密封面上凹凸不平处，使联接严密不漏。法兰联接是一种可拆联接，按所联接的部件可分为容器法兰及管法兰。带颈平焊法兰适用于公称压力不超过2.5MPa的钢管道连接。带颈平焊法兰用于法兰与管子的对口焊接，其结构合理，强度与刚度较大，经得起高温高压及反复弯曲和温度波动，密封性可靠。公称压力为0.25～2.5MPa的带颈平焊法兰采用凹凸式密封面。
美标带颈对焊法兰美标法兰是使管子与管子相互连接的零件,连接于管端。美标对焊法兰由锻造而成和浇铸而成两种方法。美标对焊法兰根据带颈情况可以分为带颈美标对焊法兰和不带颈的美标对焊法兰。美标对焊法兰由两个法兰盘加上法兰垫，用螺栓紧固在一起，完成了连接。美标法兰上有孔眼，螺栓使两法兰紧连，法兰间用衬垫密封。
法兰密封面有7种基本形式，即：全平面FF、突面RF、凹面FM、凸面M、榫面T、槽面G、环连接面RTJ(RJ)等七种类型，根据工况、介质、压力、规格、温度等情况的不同所以选用的类型也不尽相同。
FF-全平密封面
Flat Face Full Face类型密封面表面为全平，适用于压力不高、介质无毒的场合。
RF-突面密封面
Raised Face类型密封面应用在几种类型当中最为广泛，最为常用的一种，国际标准与欧洲体系和国内的标准均为固定高度，但美标法兰中应注意高压力的高度会增高密封面的高度，垫片的使用也有多种类型。
适用于突面密封面法兰的垫片有各种非金属平垫片、包覆垫片；金属包垫；缠绕式垫片（含带外环或带内外环）等。
M/FM-凹凸密封面
Male Face与Female Face这两种密封面类型是一对，一雌一雄，必须配套使用，按装时便于对中，还能防止垫片被挤出。适用于压力较高的场合。
凹凸面密封面适用的密封垫片有：各种非金属平垫、包覆垫；金属包垫；基本型或带内环型缠绕挚片等。
T/G-榫槽连接密封面
Tongue Face和Groove Face同凹凸面差不多，也是一公一母的配对密封面类型，同样是配对使用。其垫片位于环状凹槽内，受两侧金属壁的限制·可免于垫片受压变形而被挤入管道中。由于垫片不与管内流体介质直接接触，较少遭受流体介质的浸蚀或腐蚀，故可用于高压、易燃易爆、有毒介质等对密封要求较严的场合。这种密封面垫片安装对中性好，但密封面加工比较困难，更换垫片时易损伤密封面，而且安装和拆卸时必须在轴向将法兰分开，因此在管线设计时要考虑到有将法兰在轴向分开的可能。
榫槽面密封面适用的垫片有：各种金属及非金属平垫、金属包垫及基本型缠绕垫片等。
RTJ(RJ)-环连接密封面
Ring Joint Face环连接面密封的法兰，也属于窄面法兰，并在法兰的突面上开出一环状梯形槽作为法兰密封面，和榫槽面法兰一样，这种法兰在安装和拆卸时必须在轴向将法兰分开，因此，在管线设计时要考虑到将法兰在轴向分开的可能。
这种密封面专用来与金属材料加工成形状为八角形或椭圆形的实体金属垫片配合，实现密封连接。由于金属环垫可以依据各种金属的固有特性，因而这种密封面的密封性能好，对安装要求也不太严格，适合于高温、高压工况，但密封面的加工精度较高。
法兰密封面与垫片配合解决方法
垫片要能够成功的密封，必须很好的控制与垫片配合的法兰表面的缺陷程度，大的刻痕、凹槽、或者擦伤等表面缺陷都是必须避免的，因为垫片很难密封或者说填补这些缺陷。法兰表面的光洁度可以用“粗糙度、纹路、波形度”等概念来描述。
粗糙度
粗糙度是从法兰表面中心开始计算突起和凹陷的平均值，用万分之一英寸(或米)来表示。对于锯齿状的法兰表面，典型的粗糙度为125-500微英寸，而对于非锯齿状的法兰表面，粗糙度为125-250微英寸。过于粗糙的法兰，垫片往往不能密封，只能尽量选用更软的垫片，而另一方面，很高的光洁度的法兰面，比如磨光过的表面，也是很难密封的，必须避免，因为密封表面需要充分的“咬痕”以提供足够的摩擦力，防止垫片被吹出或被挤出，或者过度的蠕变。
纹路
纹路是法兰表面粗糙式样的主导方向，比如：多方向的、唱片螺旋状的、锯齿状等 表面光洁度的纹路应尽可能和垫片的中心线相一致，比如圆形法兰，表面纹路应该加工为同心圆或者唱片螺旋线型，这样就可以避免有穿过法兰表面的线，如果有一条穿过密封表面的直线研磨线，就会成为一个直接泄露的路径。
波形度
波形度就是相对于整个平面度的偏差，正常条件下，并不需要考虑波形度的问题，但是有两种情况，需要特别关注，因为过度的波形度也是非常难以处理的问题。
第一种情况是搪玻璃的设备，在这种设备中融化玻璃的自然流动会形成很大的波形度，而且在较高的螺栓扭矩下，搪玻璃的法兰也容易变形。解决的办法是使用更厚的，而且可以高度压缩的垫片。
第二种情况涉及到翘曲的法兰，如果这种翘曲是由于热变形或者内应力造成的，那么对法兰进行再次加工处理就可以了，如果是由于过度螺栓负载或者法兰厚度不足而造成的翘曲，我们一般称为“弓形变形”，解决办法是重新设计具有更大刚度的法兰，有时可以加入加强筋来增强结构，而不用替换法兰，另一个办法是增加更多的螺栓，也可以把少而大的螺栓方案改为多而小的方案，由此增大了螺栓的弹性，使接头更好的结合。
法兰标记与标记示例
FF-全平密封面Flat Face Full Face类型密封面表面为全平，适用于压力不高、介质无毒的场合。
RF-突面密封面Raised Face类型密封面应用在几种类型当中最为广泛，最为常用的一种，国际标准与欧洲体系和国内的标准均为固定高度，但美标法兰中应注意高压力的高度会增高密封面的高度，垫片的使用也有多种类型。
适用于突面密封面法兰的垫片有各种非金属平垫片、包覆垫片；金属包垫；缠绕式垫片（含带外环或带内外环）等。
M/FM-凹凸密封面Male Face与Female Face这两种密封面类型是一对，一雌一雄，必须配套使用，按装时便于对中，还能防止垫片被挤出。适用于压力较高的场合。
凹凸面密封面适用的密封垫片有：各种非金属平垫、包覆垫；金属包垫；基本型或带内环型缠绕挚片等。
T/G-榫槽连接密封面Tongue Face和Groove Face同凹凸面差不多，也是一公一母的配对密封面类型，同样是配对使用。其垫片位于环状凹槽内，受两侧金属壁的限制·可免于垫片受压变形而被挤入管道中。由于垫片不与管内流体介质直接接触，较少遭受流体介质的浸蚀或腐蚀，故可用于高压、易燃易爆、有毒介质等对密封要求较严的场合。这种密封面垫片安装对中性好，但密封面加工比较困难，更换垫片时易损伤密封面，而且安装和拆卸时必须在轴向将法兰分开，因此在管线设计时要考虑到有将法兰在轴向分开的可能。
榫槽面密封面适用的垫片有：各种金属及非金属平垫、金属包垫及基本型缠绕垫片等。
RTJ(RJ)-环连接密封面Ring Joint Face环连接面密封的法兰，也属于窄面法兰，并在法兰的突面上开出一环状梯形槽作为法兰密封面，和榫槽面法兰一样，这种法兰在安装和拆卸时必须在轴向将法兰分开，因此，在管线设计时要考虑到将法兰在轴向分开的可能。
这种密封面专用来与金属材料加工成形状为八角形或椭圆形的实体金属垫片配合，实现密封连接。由于金属环垫可以依据各种金属的固有特性，因而这种密封面的密封性能好，对安装要求也不太严格，适合于高温、高压工况，但密封面的加工精度较高。
法兰密封面与垫片配合解决方法
垫片要能够成功的密封，必须很好的控制与垫片配合的法兰表面的缺陷程度，大的刻痕、凹槽、或者擦伤等表面缺陷都是必须避免的，因为垫片很难密封或者说填补这些缺陷。法兰表面的光洁度可以用“粗糙度、纹路、波形度”等概念来描述。
粗糙度
粗糙度是从法兰表面中心开始计算突起和凹陷的平均值，用万分之一英寸(或米)来表示。对于锯齿状的法兰表面，典型的粗糙度为125-500微英寸，而对于非锯齿状的法兰表面，粗糙度为125-250微英寸。过于粗糙的法兰，垫片往往不能密封，只能尽量选用更软的垫片，而另一方面，很高的光洁度的法兰面，比如磨光过的表面，也是很难密封的，必须避免，因为密封表面需要充分的“咬痕”以提供足够的摩擦力，防止垫片被吹出或被挤出，或者过度的蠕变。
纹路
纹路是法兰表面粗糙式样的主导方向，比如：多方向的、唱片螺旋状的、锯齿状等 表面光洁度的纹路应尽可能和垫片的中心线相一致，比如圆形法兰，表面纹路应该加工为同心圆或者唱片螺旋线型，这样就可以避免有穿过法兰表面的线，如果有一条穿过密封表面的直线研磨线，就会成为一个直接泄露的路径。
波形度
波形度就是相对于整个平面度的偏差，正常条件下，并不需要考虑波形度的问题，但是有两种情况，需要特别关注，因为过度的波形度也是非常难以处理的问题。
第一种情况是搪玻璃的设备，在这种设备中融化玻璃的自然流动会形成很大的波形度，而且在较高的螺栓扭矩下，搪玻璃的法兰也容易变形。解决的办法是使用更厚的，而且可以高度压缩的垫片。
第二种情况涉及到翘曲的法兰，如果这种翘曲是由于热变形或者内应力造成的，那么对法兰进行再次加工处理就可以了，如果是由于过度螺栓负载或者法兰厚度不足而造成的翘曲，我们一般称为“弓形变形”，解决办法是重新设计具有更大刚度的法兰，有时可以加入加强筋来增强结构，而不用替换法兰，另一个办法是增加更多的螺栓，也可以把少而大的螺栓方案改为多而小的方案，由此增大了螺栓的弹性，使接头更好的结合。
法兰标记与标记示例
1、国家标准标记：法兰应按公称通径、公称压力、密封面形式代号、配用的钢管系列代号(配用米制管代号为“系列2”，配用英制管不标记)和标准编号进行标记。
标记示例：公称通径80mm、公称压力4.0MPa(25bar)的凸面对焊钢制管法兰(配用米制管)
法兰 DN80－PN40 M(系列2) GB/T9115.2－2000，公称通径100mm、公称压力5.0MPa(25bar)的突面带颈平焊钢制管法兰(配用英制管)法兰 DN100-PN50 RF GB/T9116.1-2000。
2、机械部标准标记：
标记示例：公称通径500mm、公称压力1.6MPa,系列2的突面平焊钢制管法兰
法兰 500-16 JB/T81-94
公称通径300mm、公称压力6.4MPa，系列1的凹面对焊钢制管法兰
法兰 300-64B(系列1)JB/T82.2-94
(注：机械部标准默认管子外径为系列2，对焊法兰分类：A型凸面、B型凹面、C型榫面、D型槽面)
标记示例：公称通径80mm、公称压力4.0MPa(25bar)的凸面对焊钢制管法兰(配用米制管)
法兰 DN80－PN40 M(系列2) GB/T9115.2－2000，公称通径100mm、公称压力5.0MPa(25bar)的突面带颈平焊钢制管法兰(配用英制管)法兰 DN100-PN50 RF GB/T9116.1-2000。
2、机械部标准标记：
标记示例：公称通径500mm、公称压力1.6MPa,系列2的突面平焊钢制管法兰
法兰 500-16 JB/T81-94
公称通径300mm、公称压力6.4MPa，系列1的凹面对焊钢制管法兰
法兰 300-64B(系列1)JB/T82.2-94
(注：机械部标准默认管子外径为系列2，对焊法兰分类：A型凸面、B型凹面、C型榫面、D型槽面)
3、化工部标准标记：法兰应按下列规定标记 (推荐采用此种标记方法)
a、标准号：各种类型管法兰均以本标准的标准号统一标记：HG20592。
a、标准号：各种类型管法兰均以本标准的标准号统一标记：HG20592。
b、法兰类型代号按表5.0.1的规定。
螺纹法兰采用按GB/T7306规定的锥管螺纹时，标记为“Th(Rc)”或“Th(Rp)”；
螺纹法兰采用按GB/T12716规定的锥管螺纹时，标记为“Th(NPT)”；
螺纹法兰如未标记螺纹代号，则为Rp(GB/T7306.1)。
螺纹法兰采用按GB/T7306规定的锥管螺纹时，标记为“Th(Rc)”或“Th(Rp)”；
螺纹法兰采用按GB/T12716规定的锥管螺纹时，标记为“Th(NPT)”；
螺纹法兰如未标记螺纹代号，则为Rp(GB/T7306.1)。
c、法兰公称通径DN(mm)与适用钢管外径系列：
整体法兰、法兰盖、衬里法兰盖、螺纹法兰，适用钢管外径系列的标记可省略；
适用于国际通用系列钢管(俗称英制管)的法兰，标记“DN(A)”；
适用于国内沿用系列钢管(俗称公制管)的法兰，标记为“DN(B)”。
整体法兰、法兰盖、衬里法兰盖、螺纹法兰，适用钢管外径系列的标记可省略；
适用于国际通用系列钢管(俗称英制管)的法兰，标记“DN(A)”；
适用于国内沿用系列钢管(俗称公制管)的法兰，标记为“DN(B)”。
d、法兰公称压力PN,MPa。
e、密封面形式代号按表6.0.1的规定，突面法兰如车制密纹水线，则标记为“RF(A)”。
f、应由用户提供的钢管壁厚。
带颈对焊法兰、对焊环松套法兰应标注钢管壁厚。
带颈对焊法兰、对焊环松套法兰应标注钢管壁厚。
g、材料牌号。
h、其它。采用与本标准系列规定不一致的要求或附加要求，如密封面的表面粗糙度等。
标记示例：
公称通径1200mm、公称压力0.6MPa、配用公制管的突面板式平焊钢制管法兰，材料为Q235A
HG20592 法兰 PL1200(B)－0.6 RF Q235A
标记示例：
公称通径1200mm、公称压力0.6MPa、配用公制管的突面板式平焊钢制管法兰，材料为Q235A
HG20592 法兰 PL1200(B)－0.6 RF Q235A
公称通径300mm、公称压力2.5MPa、配用英制管的凸面带颈平焊钢制管法兰，材料为20钢
HG20592 法兰 SO300(A)－2.5 M 20
HG20592 法兰 SO300(A)－2.5 M 20
公称通径150mm、公称压力16.0MPa、配用英制管的环连接面带颈对焊钢制管法兰，材料为16Mn,钢管壁厚为10mm
HG20592 法兰 WN150(A)－16.0 RJ S＝10mm 16Mn
HG20592 法兰 WN150(A)－16.0 RJ S＝10mm 16Mn
公称通径为200mm、公称压力为1.0MPa、配用公制管的突面对焊环松套钢制管法兰，材料为：法兰20、对焊环316，钢管壁厚为4mm
HG20592 法兰 PJ/SE200(B)－1.0 RF S＝4m 20/316
HG20592 法兰 PJ/SE200(B)－1.0 RF S＝4m 20/316
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