管法兰及其接头的应用、材质、分类与执行标准全解析

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管法兰及其垫片、紧固件统称为法兰接头。

应用:

法兰接头在工程设计领域应用极为广泛,成为了一种不可或缺的零部件。它在配管设计和管件阀门的设计中扮演着关键角色,同时,也是设备和人孔、视镜液面计等设备零部件中不可或缺的组成部分。不仅如此,法兰接头在工业炉、热工、给排水、采暖通风以及自控等多个专业领域中也频繁被采用。

材质:

锻造钢材、WCB型碳素钢、不锈钢合金、316L不锈钢、316不锈钢、304L不锈钢、304不锈钢、321不锈钢、铬钼合金钢、铬钼钒合金钢、钼钛合金、橡胶衬里、氟塑料衬里等材料。

分类:

平焊法兰、带颈法兰、对焊法兰、环连接法兰、承插法兰以及盲板等类型。

执行标准:

GB系列国家标准、JB系列机械部标准、HG系列化工部标准、ASME B16.5美国标准、BS4504英国标准、DIN德国标准、JIS日本标准。

国际管法兰标准体系:

全球范围内,针对管法兰的标准主要分为两大体系,一是以德国DIN标准(包含前苏联标准)为标杆的欧洲管法兰体系,二是以美国ANSI标准为依据的美洲管法兰体系。

12种法兰类型及密封面形式

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1.板式平焊法兰

板式平焊法兰,符合化工行业标准HG20592、国家标准GB/T9119以及机械行业标准JB/T81。

优点:

取材方便,制造简单,成本低,使用广泛

缺点:

因其刚性不足,故不宜应用于那些对供需关系敏感、易燃易爆以及真空度要求较高的化工管道系统,亦不适宜用于高度或极度危险的环境之中。

密封面型式有平面和突面。

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2.带颈平焊法兰

带颈平焊法兰隶属于我国的国家标准法兰体系之中。它构成了国标法兰(亦称GB法兰)众多种类中的一员,并且在设备或管道系统中,是广泛应用的法兰类型之一。

优点:

现场安装较方便,可省略焊缝拍揉伤的工序

缺点:

颈式平焊法兰的颈部高度较小,这有助于增强法兰的刚度和承载性能。然而,相较于对焊法兰,颈式平焊法兰的焊接作业量较大,焊条消耗也更为显著。此外,它难以承受高温高压环境,以及反复的弯曲和温度变化。

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3.带颈对焊法兰

带颈对焊法兰的密封面形式有:

突面又称RF、凹面则称作FM,凸面标记为M,榫面简称为T,槽面表示为G,而全平面直接用FF来表示。

优点:

连接性优良,密封性能出色,应用范围广泛,既适用于经历温度或压力剧烈变化的管道,也适合高温、高压或低温环境下的管道使用,此外,还适用于输送价值高昂、易燃易爆以及有毒气体的管道。

缺点:

颈式对焊法兰体积巨大,分量沉重,成本高昂,且在安装时定位极为不易。故而在运输过程中,它更容易遭受碰撞损害。

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4.整体法兰

整体法兰是一种用于连接的法兰类型,它还属于带颈对焊钢制管法兰的范畴。这种法兰的材质多样,包括碳钢、不锈钢以及合金钢等。

在我国众多标准规范中,通常以IF符号来指代整体法兰;这种部件常应用于承受高压的管道系统;其制造工艺通常采用铸造方法。

在法兰类型中就是用一个“IF”来表示整体法兰的类型。

通常采用突面(RF)设计,但在易燃、易爆以及高度或极度危险的工作环境中,可以选择除RF面以外的凸凹面(MFM)或榫槽面(TG)形式的密封面。

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5.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:

射频(RF)、微形面(MFM)、榫卯面(TG)、环形连接面(RJ)

应用范围:

锅炉、压力容器、石油、化工、造船、制药、冶金、机械以及冲压弯头等众多领域。

常用于PN≤10.0MPa,DN≤40的管道中。

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6.螺纹法兰

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螺纹法兰通过在法兰内部加工出管螺纹,与带有螺纹的管道相配合完成连接,属于一种无需焊接的法兰连接方式。

优点:

螺纹法兰相较于平焊法兰或对焊法兰,在安装和维修方面更为便捷,适用于那些不允许焊接的管线现场。合金钢法兰虽然强度足够,但焊接难度较大,或焊接性能不佳,这时螺纹法兰也是一个不错的选择。

缺点:

当管道温度出现剧烈波动,或者其值超过260℃或低于-45℃时,建议不要采用螺纹法兰,以防止泄漏现象的发生。

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7.对焊环松套法兰

焊环松套法兰是一种可移动的法兰部件,通常与给排水系统中的配件相匹配。在出厂时,制造商会在伸缩节的两端各安装一片此类法兰,以便通过螺栓与工程现场中的管道和设备直接相连。

作用:

采用对焊环松套法兰的初衷主要是为了减少材料的使用,这种结构可被分为两个独立的部分;其中,管子部分的一端与管道相连,另一端则设计成了对焊环的形式。法兰盘部分选用的是较低等级的材料,而管子部分则采用了与管道相同的材质,以此实现节约材料的效果。

优点:

降低费用。遇到管材材质独特且价格不菲的情况,焊接相同材质的法兰所需费用也会相对较高。

焊接操作不便,加工难度较高,或者对强度要求较高。例如,塑料管道、玻璃钢管等材料。

施工便利性较高。例如,在连接过程中,若法兰螺栓孔不易于定位或日后更换设备时法兰螺栓孔可能发生变化等情况。

缺点:

1、承受压力低。

2、焊环处强度低(特别是厚度3mm以下时)

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8.平焊环松套法兰

平焊环松套式法兰盘具备可动特性,它由可移动的法兰片构成。这种法兰盘通过螺栓与工程现场中的管道和设备进行直接连接。

采用平焊环松套式法兰盘的主要目的是为了降低成本,其构造分为两个部分:一端是管子局部,与管道连接,另一端制成翻边形状;而法兰盘则套在这翻边之上。

优点:

缺点:

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9.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。

其功能与焊接封头以及丝扣管帽相当,区别仅在于盲板法兰和丝扣管帽能够任意拆卸,但焊接封头则不具备此特性。

法兰盖密封面:

平面结构(FF)、突出面结构(RF)、起伏面结构(MFM)、榫卯面结构(TG)、环形连接面(RJ)。

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10.衬里法兰盖

衬里法兰盖属于一种盲板法兰类型,其靠近介质的侧面焊接了不锈钢材料,形成一个完整的整体。这种法兰盖适用于管道系统中存在腐蚀性介质的场合,用作封闭装置。相较于普通法兰盖,其显著特点是增加了与介质接触的防腐衬层。

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11.美标带颈平焊法兰

管端处安装了带颈平焊法兰。这种部件的主要功能是连接两根管道。带颈平焊法兰上设有孔洞,便于螺栓穿过,以此确保两个法兰紧密贴合。此外,法兰之间还使用了衬垫进行密封。

垫片被置于两个法兰的密封面之间,紧固螺母后,垫片表面所承受的比压一旦达到预定值,便会产生形变,进而填充密封面上那些不平整的区域,确保连接处无泄漏。法兰连接属于可拆卸类型。根据连接部件的不同,可分为容器法兰和管法兰两种。其中,带颈平焊法兰适用于公称压力不超过2.5MPa的钢制管道连接。

带颈平焊法兰适用于法兰与管道的对接焊接,其设计结构科学,具备较高的强度和刚度,能够承受高温高压环境,以及频繁的弯曲和温度变化,确保了良好的密封性能。对于公称压力介于0.25至2.5MPa范围内的带颈平焊法兰,通常采用凹凸形的密封面设计。

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12.美标带劲对焊法兰

美标法兰是用于管道之间相互连接的关键部件,它安装在管道的端部。美标对焊法兰的生产方式主要有两种,一种是经过锻造工艺制成,另一种则是通过浇注成型。

美标对焊法兰依据其颈部结构的不同,可划分为两类:一类是带有颈部的美标对焊法兰,另一类则是没有颈部的美标对焊法兰。

美标焊接法兰通过将两个法兰盘与法兰垫结合,并利用螺栓进行紧固,从而实现了连接功能。此类法兰上设有孔洞,螺栓则确保了两个法兰之间的紧密连接。

法兰间用衬垫密封。

图表详解

关键词:管法兰法兰接头