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什么是法兰

什么是法兰

法兰是将两个法兰之间的垫圈作为密封材料栓接在一起的管道部件。法兰是焊接之后第二常用的连接方法,当需要拆卸接头时使用法兰。 它为维护提供了灵活性。 法兰连接管道与各种设备和阀门。

法兰接头由三个相互独立且相互独立的组件组成; 法兰,垫片和螺栓三者相互连接作为一组组合密封结构的可拆连接。 在选择和应用所有这些元件时,需要特殊的控制以实现具有可接受的密封性的接头。

然而,当地下管道应该埋在地下时,不建议使用法兰连接。法兰也是工艺设备中最常见的泄漏和火灾源。有多种法兰可满足要求。



法兰的材质

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。

法兰的标准:

GB系列(国家标准)、JB系列(机械部)、HG系列(化工部)、ASMEB16.5(美标)、BS4504(英标)、DIN(德标)、JIS(日标)。

国际管法兰标准体系:国际上管法兰标准主要有两个体系,即以德国DIN(包括原苏联)为代表的欧洲管法兰体系和以美国ANSI管法兰为代表的美洲管法兰体系。除此之外,还有日本JIS管法兰,但在石油化工装置中一般仅用于公用工程,而且在国际上影响较小。

各国管法兰简介:

以德国及原苏联为代表的欧洲体系管法兰。

美洲体系管法兰标准,以ANSIB16.5和ANSIB16.47为代表。

英国和法国管法兰标准,两国各有两套管法兰标准,综上所述,国际上通的管法兰标准可概括为两个不同的,且不能互换的管法兰体系:一个以德国为代表的欧洲管法兰体系;另一个是以美国为代表的美洲管法兰体系。IOS7005-1是国际标准化组织于1992年颁布的一项标准,该标准实际上是把美国和德国两套系列的管法兰合并而成的管法兰标准。

两个体系的管法兰连接尺寸安全不同,无法互配。两个体系的管法兰以压力等级来区分最为合适,即:

欧洲体系为:0.25、0.6、1.0、1.6、2.5、4.0、6.3、10.0、16.0、25.0、32.0、40.0MPa;

美洲体系为:1.0、2.0、5.0、11.0、15.0、26.0、42.0MPa。

1)我国管法兰标准现状

我国化工、石化行业使用的管法兰常用的标准1.英制管(国际上通用的配管系列)GB9112~9125、SH3406

2)公制管(国内常用的钢管外径尺寸系列)HGJ44~76、JB/T74~90DIN的连接尺寸与JB标准是有所差别的,具体见下表:

我国管法兰标准

(注:表中括号内的“全部”表示所有规格紧固件被第二行的紧固件所代替。“部分”表示有一部分该规格的紧固件有变化,但仍有一部分规格的紧固件未变化,是一致的。)

HG新标准与JB老标准法兰配合使用时,要注意以下几点:

1.有三个法兰的螺栓个数不一致,其中有两个规格(PN0.25/DN500、PN0.6/DN500)直接影响配合;PN1.0/DN80HG标准螺栓个数8,JB标准螺栓个数是4;

2.部分老标准法兰(JB系列2)的螺孔最好能扩孔1~2mm,另有一部分可在安装时加垫圈;

3.PN16.0MPa的高压管法兰,新HG与JB标准连接尺寸完全不同。

法兰的类型和密封面形式

法兰的类型


代号

板式平焊法兰(Plate Flanges)

PL

带颈平焊法兰(Slip On Flanges)

SO

带颈对焊法兰(Weld Neck Flanges)

WN

承插焊法兰(Socket Weld Flanges)

SW

螺纹法兰(Threaded Screwed Flanges)

TH

整体法兰(Integral type Flanges)

IF

对焊环松套法兰

PJ/SE

平焊环松套法兰

PJ/PR

法兰盖(Bland Flanges)

BL

衬里法兰盖

BL(S)

法兰的类型

一、板式平焊法兰

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):取材方便,制造简单,成本低,使用广泛;但刚性较差,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。

密封面型式有平面和突面

二、带颈平焊法兰

带颈平焊法兰

带颈平焊法兰全称带颈平焊钢制管法兰,英文名称:Slip-on简称SO。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。

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,但现场安装较方便,可省略焊缝拍揉伤的工序。

带颈平焊法兰密封面

三、带颈对焊法兰

带颈对焊法兰

带颈对焊法兰同板式平焊法兰一样也是将钢管、管件等伸入法兰内通过角焊缝与设备或管道连接的法兰。对焊法兰是管件的一种,是指带颈的并有圆管过渡的并与管子对焊连接的法兰。

带颈对焊法兰的密封面形式有:

突面(RF)、凸凹面(MFM),榫槽面(TG),环连接面(RJ),全平面(FF);

带颈对焊法兰的通径范围:DN10~DN600;

适用范围:PN系列PN2.5~PN40;Class系列Class150~Class1500。

法兰材料:碳素钢、珞钼钢、304、316、304L、316L、321、347、CF8C。

制造工艺:锻造。

优点:带颈对焊法兰也属于平焊法兰,因为有个短颈,从而提高了法兰的强度改善了法兰的承载力度。所以可以用于更高压力的管道上。

缺点:较板式平焊法兰而言造价更高,由于其形状的特点在运输途中更容易磕碰。

带颈对焊法兰密封面

平焊和对焊是指法兰和管道连接时的焊接方式,对焊法兰焊接时只需单面焊接不需要焊接管道和法兰连接的内口,对焊法兰的焊接安装需要法兰双面焊。所以对焊法兰一般用于低、中压管道,对焊法兰用于中、高压管道的连接,对焊的法兰一般是至少PN2.5MPa,采用对焊是为了减少应力集中,一般的对焊法兰多为带颈法兰也叫高颈法兰

四、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。

法兰的类型,你知道多少? 技术文摘 第9张

五、承插焊法兰

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、冲压弯头食品等行业承插焊法兰:常用于PN≤10.0MPa,DN≤40的管道中;

承插焊法兰密封面

六、螺纹法兰

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。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。但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。

螺纹法兰密封面

七、对焊环松套法兰

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。

对焊环松套法兰的优点:

1、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。

2、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。

3、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:

1、承受压力低。

2、焊环处强度低(特别是厚度3mm以下时)

八、平焊环松套法兰

平焊环松套法兰

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。法兰盘采用低等级的资料,而管子局部使用和管道一样的资料,达到节省资料的目的。

平焊环松套法兰的缺点:

1)接受压力低。

2)焊环处强度低(特别是厚度3mm以下时)

平焊环松套法兰的优点:

1)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。

2)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。

3)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。

松套法兰密封面

九、法兰盖

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。密封面的形式种类较多,有全平面、突面、凹凸面、榫槽面、环连接面。生产主要区域在孟村一带。

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)

法兰盖密封面

十、衬里法兰盖

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1 个整体。衬里法兰盖用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。

衬里法兰盖密封面

十一、美标带颈平焊法兰

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。带颈平焊法兰联接指由一对法兰、一个垫片及若干个螺栓螺母组成。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。

美标带颈平焊法兰

十二、美标带劲对焊法兰

美标带劲对焊法兰

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。

美标带劲对焊法兰


法兰密封面的型式

法兰密封面的型式和表面特性对密封效果的影响起着极为重要的作用。法兰密封面的型式分为: 全平面( FF),凸( 突) 面( RF), 凹凸面( MFM),榫槽面( TG),环连接面( RJ),除全平面( FF) 用于低压且对密封性要求不高的法兰连接场合外,其余4种密封面均可用于对密封性要求较高的中、高压法兰连接工况。


  • 1、全平面(FF):与环连接面(RJ) 全平面密封适合于压力较小的场合PN≤1.6MPa;
  • 2.突面(RF):表面是一个光滑的平面,也可车制密纹水线。密封面结构简单,加工方便,且便于进行防腐衬里。但是,这种密封面垫片接触面积较大,预紧时垫片容易往两边挤,不易压紧。用在压力PN≤2.5MPa;
  • 3.凹凸面(MFM):密封面是由一个凸面和一个凹面相配合组成,在凹面上放置垫片,能够防止垫片被挤出,故可适用于压力较高的场合。用在压力PN>2.5MPa;
  • 4.榫槽面(TG):密封面是由榫和槽所组成的,垫片置于槽中,不会被挤动。垫片可以较窄,因而压紧垫片所需的螺栓力也就相应较小。即使用于压力较高之处,螺栓尺寸也不致过大。因而,它比以上两种密封面均易获得良好的密封效果。密封面的缺点是结构与制造比较复杂,更换挤在槽中的垫片比较困难。榫槽密封面适于易燃、易爆、有毒的介质以及较高压力的场合。当压力不大时,即使直径较大,也能很好地密封;
  • 5.环连接面(RJ):主要用在带颈对焊法兰与整体法兰上,适用压力范围为6.3MPa≤PN≤25.0MPa。
  • 6.其它类型密封面:对于高压容器和高压管道的密封,密封面可采用锥形密封面或梯形槽密封面,它们分别与球面金属垫片(透镜垫片)和椭圆形或八角形截面的金属垫片配合。密封面可适用于压力较高的场合,但需要的尺寸精度和表面光洁度高,不易加工。


考虑的因素首先是压力,要满足压力要求,再才是温度、介质,有毒有害介质按压力选择都要上升等级才行,重要的还要进行密封计算。

法兰密封面的表面特性

法兰的尺寸公差密封面的表面粗糙度、密封面与法兰中心线的垂直度、 密封面的平面度、配对法兰间的平行度及同心度。法兰密封面表面特性直接影响到垫片的受力均匀程度和垫片与法兰的良好接触。法兰密封面的粗糙度应与垫片的要求相匹配。

法兰密封面不允许有径向刀痕或划痕,更不允许存在表面裂纹。法兰的尺寸公差和法兰密封面缺陷允许尺寸应符合相关法兰标准的规定。对于热处理设备,法兰密封面应在热处理之后机加工,并在机加工法兰密封面后对密封面的表面特性提出检测要求。

与小直径法兰相比,大直径法兰制造加工过程中质量不易保证,更容易出现密封面的表面粗糙度和形位公差较大的情况,所以对密封要求高的大直径法兰应严格控制法兰的尺寸公差、密封面的表面粗糙度、密封面与法兰中心线的垂直度、配对法兰间的平行度及同心度。例如:当大直径法兰 DN≥650 mm 时,应要求密封面的平面度(任何参考平面的最大偏差)应不大于 A( 缠绕式垫片 A=0.8mm; 金属包垫片和非金属垫片A=0.3mm),且不得出现在小于20° 弧长范围内。检查现场配对法兰安装时的平行度不大于0.5mm; 法兰在运输、安装过程中制造厂和业主,应注意对法兰和垫片的密封面采取保护措施等。垫片选材及选型就参照有关标准选用。

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