我國現行的法蘭標準分為兩個(gè)體系,分別是PN系列(歐洲體系)和Class系列(美洲體系)。
PN系列公稱(chēng)壓力等級采用PN表示,包括以下九個(gè)等級:PN2.5、PN6、PN10、PN16、PN25、PN40、PN63、PN100、PN160。
Class系列公稱(chēng)壓力等級采用Class表示,包括以下六個(gè)等級:Class150、 Class300、Class600、Class900、Class1500、Class2500。
法蘭的公稱(chēng)壓力等級對照表
磅級(class) 150 300 600 900 1500 2500 公稱(chēng)壓力PN(Bar) 20 50 110 150 260 420 LB與PN是壓力等級,不是簡(jiǎn)單的壓力單位,就是LB可與MPa相互換算,但是LB與PN是不能簡(jiǎn)單的換算的。
因為壓力等級本身就應該是無(wú)次的,只是不同的等級標準,互換時(shí)除了要考慮LB與MPa的換算關(guān)系,大概是MPa=0.007×LB。
HG/T20592-2009與HG/T20592-97法蘭標準中公稱(chēng)壓力的區別。
壓力換算公式:1巴(bar)=100000帕(Pa)=10牛頓/平方厘米=0.1MPa(MPa就是兆帕)是國際標準組織定義的單位。
在HG/T20592-2009法蘭標準中壓力為PN16,與HG/T20592-97法蘭標準中壓力PN1.6的壓力是相同的,即我們平時(shí)所說(shuō)的16公斤壓力。
2009版公稱(chēng)壓力是按bar為單位,97版公稱(chēng)是按MPa為單位,16bar=1.6MPa。
法蘭的概念與分類(lèi)
法蘭又叫法蘭盤(pán)或凸緣盤(pán)。法蘭是使管子與管子相互連接的零件,連接于管端;也有用在設備進(jìn)出口上的法蘭,用于兩個(gè)設備之前的連接。法蘭連接或法蘭接頭,是指由法蘭、墊片及螺栓三者相互連接作為一組組合密封結構的可拆連接,管道法蘭系指管道裝置中配管用的法蘭,用在設備上系指設備的進(jìn)出口法蘭。法蘭上有孔眼,螺栓使兩法蘭緊連。法蘭間用襯墊密封。法蘭按連接方式可分為螺紋連接(絲扣連接)法蘭和焊接法蘭。
1、按化工行業(yè)標準來(lái)分,法蘭分為:
| 板式平焊法蘭(PL) | 帶頸平焊法蘭(SO) |
| 帶頸對焊法蘭(WN) | 整體法蘭(IF) |
| 承插焊法蘭(SW) | 螺紋法蘭(Th) |
| 對焊環(huán)松套法蘭(PJ/SE) | 法蘭蓋(BL) |
| 平焊環(huán)松套法蘭(PJ/PJ) | 襯里法蘭蓋(BL(s)) |
2、按石化(SH)行業(yè)標準來(lái)分,法蘭分為:
| 螺紋法蘭(PL) | 對焊法蘭(WN) |
| 平焊法蘭(SO) | 承插焊法蘭(SW) |
| 松套法蘭(LJ) | 法蘭蓋(不表注) |
3、按機械(JB)行業(yè)標準來(lái)分,法蘭分為:
| 整體法蘭 | 對焊法蘭 | 板式平焊法蘭 |
| 對焊環(huán)板式松套法蘭 | 平焊環(huán)板式松套法蘭 | |
| 翻邊環(huán)板式松套法蘭 | 法蘭蓋 |
4、按國家(GB)標準來(lái)分,法蘭分為:
| 整體法蘭 | 螺紋法蘭 | 對焊法蘭 | |
| 帶頸平焊法蘭 | 帶頸承插焊法蘭 | ||
| 對焊環(huán)帶頸松套法蘭 | 板式平焊法蘭 | 對焊環(huán)板式松套法蘭 | 平焊環(huán)板式松套法蘭 |
| 翻邊環(huán)板式松套法蘭 | 法蘭蓋 |
5、按照連接方式法蘭連接種類(lèi)來(lái)分,法蘭分為:
板式平焊法蘭、帶頸平焊法蘭、帶頸對焊法蘭、承插焊法蘭、螺紋法蘭、法蘭蓋、帶頸對焊環(huán)松套法蘭、平焊環(huán)松套法蘭、環(huán)槽面法蘭及法蘭蓋、大直徑平板法蘭、大直徑高頸法蘭、八字盲板、對焊環(huán)松套法蘭等。
法蘭連接的形式
法蘭連接(flange,joint):由一對法蘭、一個(gè)墊片及若干個(gè)螺栓螺母組成。法蘭聯(lián)接是一種可拆聯(lián)接。
原理:墊片放在兩法蘭密封面之間,擰緊螺母后,墊片表面上的比壓達到一定數值后產(chǎn)生變形,并填滿(mǎn)密封面上凹凸不平處,使聯(lián)接嚴密不漏。
性能:較好的強度和密封性,結構簡(jiǎn)單,成本低廉,可多次重復拆卸,應用較廣 。
失效形式:主要表現為泄漏,泄漏量控制在工藝和環(huán)境允許的范圍內。
按所聯(lián)接的部件可分為容器法蘭及管法蘭。
按結構型式分,有整體法蘭、螺紋法蘭、平焊法蘭對焊法蘭、活套(松套、活舌)法蘭和法蘭蓋。前面我們提到了。
整體法蘭系指泵、閥、機等機械設備與管道連接的進(jìn)出口法蘭,通常和這些管道設備制成一體,作為設備的一部分。
螺紋法蘭是將法蘭的內孔加工成管螺紋,并和帶螺紋的管子配合實(shí)現連接,是一種非焊接法蘭。與焊接法蘭相比,它具有安裝、維修方便的特點(diǎn),可在一些現場(chǎng)不允許焊接的場(chǎng)合使用。但在溫度高于260℃和低于-45℃的條件下,建議不使用螺紋法蘭,以免發(fā)生泄漏。
平焊法蘭又稱(chēng)搭焊法蘭。平焊法蘭與管子的連接是將管子插入法蘭內孔至適當位置,然后在搭焊,其優(yōu)點(diǎn)在于焊接裝配時(shí)較易對中,且價(jià)格便宜,因而得到了廣泛的應用。按內壓計算,平焊法蘭的強度約為相應對焊法蘭的三分之二,疲勞壽命約為對焊法蘭的三分之一。所以,平焊法蘭只適用于壓力等級比較低,壓力波動(dòng)、振動(dòng)及震蕩均不嚴重的管道系統中。
平焊定義:待焊表面處于近似水平位置,從接頭上面進(jìn)行的焊接。
水平方向焊接水平板焊接一般叫平焊。焊縫傾角0°~5、焊縫轉角0°~10°的焊接位置稱(chēng)為平焊位置,而在平焊位置進(jìn)行的焊接就稱(chēng)為平焊。這種焊接位置屬于焊接全位置中,最容易焊的一個(gè)位置。
平焊法蘭:通過(guò)角焊縫直接與設備或管道焊接的一種法蘭。其結構簡(jiǎn)單,加工方便。
(1)用在容器上又分甲型平焊法蘭和乙型平焊法蘭。甲型平焊法蘭直接與容器焊接,其解焊縫尺寸較小或不開(kāi)坡口焊接,不能保證法蘭與容器同時(shí)受力;乙型平焊法蘭附有一段較厚的短節,法蘭與短節的焊接質(zhì)量可靠,能保證法蘭與容器同時(shí)受力。平焊法蘭廣泛用于中、低壓容器和管道的連接。
對焊法蘭又稱(chēng)高頸法蘭剛性較大,適用于壓力溫度較高的場(chǎng)合。
(2)用在接管上又有板式平焊法蘭、帶頸平焊法蘭和帶頸對焊法蘭三種類(lèi)型。
板式平焊法蘭:由于法蘭直接與鋼管焊接,法蘭盤(pán)在操作時(shí)受力狀態(tài)差,易發(fā)生形變。適用于低壓場(chǎng)合。
帶頸平焊法蘭:由于增加了一厚壁的短節法蘭頸,因此增加了法蘭的剛度,大大減小了法蘭變形。適用于中、低壓場(chǎng)合。
對焊法蘭又稱(chēng)高頸法蘭,它與其他法蘭不同之處在于從法蘭與管子焊接處到法蘭盤(pán)有一段長(cháng)而傾斜的高頸,此段高頸的壁厚沿高度方向逐漸過(guò)渡到管壁厚度,改善了應力的不連續性,因而增加了法蘭強度。對焊法蘭主要用于工況比較苛刻的場(chǎng)合,如管道熱膨脹或其他載荷而使法蘭處受的應力較大,或應力變化反復的場(chǎng)合;壓力、溫度大幅度波動(dòng)的管道和高溫、高壓及零下低溫的管道。
對焊:對接電阻焊(簡(jiǎn)稱(chēng)對焊)是利用電阻熱將兩工件沿整個(gè)端面同時(shí)焊接起來(lái)的一類(lèi)電阻焊方法。對焊的生產(chǎn)率高、易于實(shí)現自動(dòng)化,因而獲得廣泛應用。
對焊分為電阻對焊和閃光對焊兩種。

松套法蘭的連接實(shí)際也是通過(guò)焊接實(shí)現的,只是這種法蘭是松套在已與管子焊接在一起的附屬元件上,然后通過(guò)連接螺栓將附屬元件和墊片壓緊以實(shí)現密封,法蘭(即松套)本身則不接觸介質(zhì)。這種法蘭連接的優(yōu)點(diǎn)是法蘭可以旋轉,易于對中螺栓孔,使用在大口徑管道上易于安裝,也適用于管道需要頻繁拆卸以供清洗和檢查的地方。其法蘭附屬元件材料與管子材料一致,而法蘭材料可與管子材料不同,因此比較適合于輸送腐蝕性介質(zhì)的管道。
(3)其它形式的法蘭連接

法蘭連接也是暖通空調行業(yè)中的閥門(mén)用得最多的連接形式。按結合面形狀又可分為以下幾種:
1)光滑式:用于壓力不高的閥門(mén)。加工比較方便。
2)凹凸式:工作壓力較高,可使用中硬墊圈。
3)榫槽式:可用塑性變形較大的墊圈,在腐蝕性介質(zhì)中使用較廣泛,密封效果較好。
4)梯形槽式:用橢圓形金屬環(huán)作墊圈,使用于工作壓力≥64公斤/cm2的閥門(mén),或高溫閥門(mén)。
5)透鏡式:墊圈是透鏡形狀,用金屬制作。用于工作壓力≥100公斤/cm2的高壓閥門(mén),或高溫閥門(mén)。
6)O形圈式:這是一種較新的法蘭連接形式,它是隨著(zhù)各種橡膠O形圈的出現,而發(fā)展起來(lái)的,它在密封效果上比一般平墊圈可靠。
法蘭的密封形式
一、法蘭密封面形式包括
| 密封面形式 | 代號 | ||
| 平面 | FF | ||
| 突面 | RF | ||
| 凹凸面 | 凸面 | MFM | M |
| 凹面 | FM | ||
| 榫槽面 | 榫面 | TG | T |
| 槽面 | G | ||
| 環(huán)連接面 | RJ |

二、法蘭類(lèi)型與密封面型式
| 法蘭類(lèi)型 | 密封面型式 | 壓力等級PN,MPa |
| 板式平焊法蘭(PL) | 突面(RF) | 0.25~2.5 |
| 全平面(FF) | 0.25~1.6 | |
| 帶頸平焊法蘭(SO) | 突面(RF) | 0.6~4.0 |
| 凹凸面(MFM) | 1.0~4.0 | |
| 榫槽面(TG) | 1.0~4.0 | |
| 全平面(FF) | 0.6~1.6 | |
| 帶頸對焊法蘭(WN) | 突面(RF) | 1.0~25.0 |
| 凹凸面(MFM) | 1.0~16.0 | |
| 榫槽面(TG) | 1.0~16.0 | |
| 環(huán)連接面(RJ) | 6.3~25.0 | |
| 全平面(FF) | 1.0~1.6 |
| 法蘭類(lèi)型 | 密封面型式 | 壓力等級PN,MPa |
| 整體法蘭(IF) | 突面(RF) | 0.6~25.0 |
| 凹凸面(MFM) | 1.0~16.0 | |
| 榫槽面(TG) | 1.0~16.0 | |
| 環(huán)連接面(RJ) | 6.3~25.0 | |
| 全平面(FF) | 0. 6~1.6 | |
| 承插焊法蘭(SW) | 突面(RF) | 1.0~10.0 |
| 凹凸面(MFM) | 1.0~10.0 | |
| 榫槽面(TG) | 1.0~10.0 | |
| 螺紋法蘭(Th) | 突面(RF) | 0.6~4.0 |
| 全平面(FF) | 0.6~1.6 | |
| 對焊環(huán)松套法蘭(PJ/SE) | 突面(RF) | 0.6~4.0 |
| 法蘭類(lèi)型 | 密封面型式 | 壓力等級PN,MPa |
| 平焊環(huán)松套法蘭(PJ/PR) | 突面(RF) | 0.6~1.6 |
| 凹凸面(MFM) | 1.0~1.6 | |
| 榫槽面(TG) | 1.0~1.6 | |
| 法蘭蓋(BL) | 突面(RF) | 0.25~25.0 |
| 凹凸面(MFM) | 1.0~16.0 | |
| 榫槽面(TG) | 1.0~16.0 | |
| 環(huán)連接面(RJ) | 6.3~25.0 | |
| 全平面(FF) | 0.25~1.6 | |
| 襯里法蘭蓋(BL(S)) | 突面(RF) | 0.6~4.0 |
| 凸面(M) | 1.0~4.0 | |
| 榫面(T) | 1.0~4.0 |
法蘭的使用范圍及代號說(shuō)明
法蘭標記
鋼管外徑系列是管法蘭尺寸的基礎。我國目前生產(chǎn)和使用的鋼管,從外徑來(lái)分有兩個(gè)系列:標準中標注為“系列Ⅰ”和“系列Ⅱ”,或稱(chēng)“A系列”及“B系列”。系列A的鋼管為“英制管”,俗稱(chēng)“大外徑管”;系列B的鋼管為“公制管”,俗稱(chēng)“小外徑管”。
所謂“大外徑管及小外徑管”的含義是:在相同管道公稱(chēng)通徑的條件下,管道附件(諸如法蘭、閥門(mén)、管件及管道過(guò)濾器等)所配用鋼管外徑尺寸的大小,尺寸大的叫“大外徑”管;尺寸小的叫“小外徑”管。
例如:公稱(chēng)通經(jīng)DN100的法蘭,配管外徑為114.3mm及108mm兩種,外徑114.3mm的鋼管稱(chēng)為“大外徑”管或“A系列”管;外徑108mm的鋼管稱(chēng)為“小外徑”管或“B系列”管。

PN系列
法蘭按下列規定標記:
HG/T 20592法蘭(或者法蘭蓋)
其中,b為法蘭的類(lèi)型
c為法蘭的公稱(chēng)尺寸與適用鋼管外徑系列。若為A系列可以省略,B系列須在后面注明。另外,整體法蘭、螺紋法蘭、法蘭蓋的適用鋼管外徑系列可省略。
d為公稱(chēng)壓力等級PN
e為密封形式代號
f為鋼管壁厚,由用戶(hù)提供。帶頸對焊法蘭、對焊環(huán)(松套法蘭)應注明鋼管壁厚
g為材質(zhì)牌號
h表示其他。比如附加的要求

法蘭按下列規定標記:
HG/T 20615法蘭(或者法蘭蓋)
其中,b為法蘭的類(lèi)型
c為法蘭的公稱(chēng)尺寸
d為公稱(chēng)壓力等級Class
e為密封形式代號
f為鋼管壁厚,由用戶(hù)提供。帶頸對焊法蘭、對焊環(huán)(松套法蘭)應注明鋼管壁厚
g為材質(zhì)牌號
h表示其他。比如附加的要求

| 法蘭類(lèi)型 | 法蘭類(lèi)型代號 | 標準號 |
| 板式平焊法蘭 | PL | |
| 帶頸平焊法蘭 | SO | HG 20616 |
| 帶頸對焊法蘭 | WN | HG 20617 |
| 整體法蘭 | IF | HG 20618 |
| 承插焊法蘭 | SW | HG 20619 |
| 螺紋法蘭 | Th | HG 20620 |
| 對焊環(huán)松套法蘭 | PJ/SE | HG 20621 |
| 平焊環(huán)松套法蘭 | PJ/PR | |
| 法蘭蓋 | BL | HG 20622 |
| 襯里法蘭蓋 | BL(S) | |
| 大直徑管法蘭 | WN | HG 20623 |
法蘭的常見(jiàn)故障
在現代工業(yè)的連續生產(chǎn)中法蘭受介質(zhì)腐蝕、沖刷、溫度、壓力、震動(dòng)等因素的影響,會(huì )不可避免的出現泄露問(wèn)題。由于密封面加工尺寸的誤差,密封元件的老化以及安裝緊固不當等原因極易造成法蘭的滲漏。如果不能及時(shí)治理法蘭滲漏問(wèn)題,在介質(zhì)的沖刷下會(huì )使滲漏迅速擴大,造成物料的損失,生產(chǎn)環(huán)境的破壞,導致企業(yè)停機停產(chǎn),造成巨大的經(jīng)濟損失。如果是有毒有害、易燃易爆的介質(zhì)泄漏,還有可能造成人員中毒、火災爆炸等重大事故。
傳統解決法蘭滲漏的方法為更換密封元件和涂抹密封膠或者更換法蘭及管道,但該方法具有很大的局限性,且有的滲漏受工作環(huán)境安全的要求限制,無(wú)法現場(chǎng)進(jìn)行解決?,F可以采用高分子復合材料進(jìn)行現場(chǎng)堵漏,其中應用比較成熟的有福世藍的體系。其是一個(gè)很理想的方法,特別是在易燃易爆場(chǎng)合下,更顯示其獨有的優(yōu)越性。高分子復合材料技術(shù)施工工藝簡(jiǎn)單、安全,且費用低,能夠為企業(yè)解決大部分的法蘭滲漏問(wèn)題,消除安全隱患,為企業(yè)節省更多的維修成本。
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