对焊法兰
01什么是法兰？
法兰属于圆形部件，在管道系统中极为普遍，通常成对出现。管道系统中，法兰主要用于管道的接续。需要连接的管道两端，分别安装法兰片，低压管道适合采用螺纹法兰，而4公斤以上压力的管道则需使用焊接法兰。两片法兰片之间放置密封件，并借助螺栓进行紧固。不同压力等级的法兰，其厚度不同，所使用的螺栓规格也各异。水泵和阀门，在跟管道对接时，这些装置的某些部位，也做成匹配的法兰样式，这种连接方式叫做法兰对接。只要两个平面边缘用螺栓固定并且能密封的部件，通常都称作“法兰”，例如通风管件的拼接，这类部件可归类为“法兰型部件”。不过这种结合只是设备的一部分，比如法兰和水泵的组合，就不能把水泵称作“法兰型部件”。比较小型的如阀门等，可以叫“法兰类零件”。
02法兰是怎样一种连接方式？
法兰连接是管道施工的重要连接方式。
法兰对接是将管道、管件或设备，分别安装到两个法兰片上，两片法兰之间放置垫片，再用螺栓拧紧，从而实现连接。部分管件和设备出厂时已配备法兰片，这种情况也属于法兰对接。
法兰分为丝接和焊接两种类型。小口径低压法兰采用丝接方式，大口径高压及低压法兰则采用焊接方式，不同压力等级的法兰在厚度、螺栓规格、螺栓数量上均存在差异。
依据受力状况的差异，垫片材质也呈现多样性，低压场合使用石棉材料，高压环境则选用石棉材质，金属材质的垫片也常见于特定场合。
法兰连接使用方便，能够承受较大的压力。
工业管道中，法兰接合应用非常普遍。家庭环境里，管径较小，且为低压状态，因此看不到法兰接合。而在锅炉房或制造场所，到处可见法兰接合的管道及相关设备。法兰接合是将两个管道、管件或设备，分别安装在各自法兰盘上，两法兰盘之间放置法兰垫片，通过螺栓紧固，从而实现连接。有的管件和器材已经自带法兰盘，也是属于法兰连接。
在拧紧连接螺栓时，务必确保每个螺栓都达到相同的紧固程度，不能有松紧不一的情况出现。
03法兰的用处是什么？
法兰是用来定位的。
例如油缸存在一种特定的装配方法，称之为法兰式装配，具体操作是将一个长方体部件套在油缸上，该部件的四周设有四个均匀分布的孔洞，中心位置有一个大孔，其直径与油缸的外部尺寸相吻合，通过焊接将长方体与油缸牢固结合，其他部件则通过连接该长方体四周的孔洞与油缸相连，这个长方体部件在工程上被称为法兰。
04法兰的标准体系
全球范围内管法兰规范大体分为两大系统，一是以德国DIN（涵盖原苏联）为典型的欧洲管法兰规范系统，二是以美国ANSI管法兰为标志的美洲管法兰规范系统。
另外，存在日本JIS管法兰，不过石油化工设备里通常只用于辅助系统，并且其全球范围内的影响力并不大。
05法兰的材质有哪些？
优质钢材包括锻钢, WCB碳钢, 不锈钢, 316L, 316, 304L, 304, 321, 铬钼钢, 铬钼钒钢, 钼二钛, 衬胶材料, 衬氟材料。
06法兰的压力等级
该系列设备的额定承压能力以等级形式标示，具体分为六个层级：150级、300级、600级、900级、1500级和2500级。与法兰的额定承压能力对应的等级列表如下：
美标体系和欧标体系的压力对照
LB和PN代表的是压力等级，并非单纯的压强度量，尽管LB和MPa之间能够进行转换，然而LB与PN却不能直接换算。压力等级本质上应是标量，存在不同的等级规范，在换算时，除了要知晓LB和MPa的换算比例，大致为MPa等于0.007乘以LB。
HG/T20592-2009与HG/T20592-97法兰标准在公称压力方面存在差异,具体体现在压力的换算上。按照规定,1巴作为计量单位等于100000帕,同时也等于10牛顿作用在平方厘米面积上,这个数值相当于0.1兆帕,而兆帕是国际标准化组织认定的一个标准计量单位。HG/T20592-2009法兰标准里压力是PN16，这个值跟HG/T20592-97法兰标准里压力PN1.6的值是一致的，也就是说，它代表我们常说的16公斤压力等级。
2009版公称压力以bar作为计量单位，97版公称压力以MPa作为计量单位，一个16bar的数值相当于一个1.6MPa的数值。
07法兰如何分类？
1.按照化工行业标准来分：
化工行业标准来分
2.按石化行业(SH)标准来分：
石化行业(SH)标准来分
3.按照机械行业（JB）标准来分：
机械行业（JB）标准来分
4.按照国家标准（GB）来分：
国家标准（GB）来分
5.按照连接方式，连接种类来分：
平焊法兰种类繁多，包括板式平焊法兰，还有带颈平焊法兰，以及带颈对焊法兰，此外还有承插焊法兰，螺纹法兰，法兰盖，带颈对焊环松套法兰，平焊环松套法兰，环槽面法兰及法兰盖，大直径平板法兰，大直径高颈法兰，八字盲板，对焊环松套法兰等。
各种法兰类型及其代号
08法兰的密封面类型
密封面类型
密封面和代号
密封面和压力的对照
密封面和压力的对照2
密封面和压力的对照3
09法兰安装时要注意什么？
法兰需要具备充足的承压能力，在紧固过程中不能发生形变。法兰的密封表面必须保持平滑无瑕，安装前务必彻底清除油渍和铁锈。
密封垫需要具备出色的耐油特质和抗老化能力，同时也要拥有令人满意的弹性特质和机械承力水平。在安装时，必须依据连接位置的几何形态，挑选不同横截面和规格的密封垫，而且要确保安放得恰当无误。
3、法兰紧固力应均匀一致，胶垫压缩量应控制在1／3左右。
10对焊和平焊法兰有什么区别？
对焊法兰的接口端管径和壁厚需与待焊接管子相匹配，焊接方式是将两根管子直接连接。平焊法兰的接口部位会制作一个比管子外径稍大的凹槽，管子插入其中后进行焊接。对焊法兰的焊接效果更佳，且耐腐蚀性能更强。平焊法兰与对焊法兰是管道和法兰连接时采用的焊接方法，平焊法兰焊接时只需在一侧进行焊接，无需焊接管道和法兰连接的内部接口，对焊法兰的安装焊接则要求在法兰两面都进行焊接。
因此平焊法兰通常应用于低压和中压管道系统，而对焊法兰则主要用于中压和高压管道系统的衔接，对焊法兰的公称压力一般至少为2.5兆帕，之所以选择对焊方式是为了降低应力集中现象，常见的对焊法兰多为带颈法兰，也被称作奶嘴法兰，所以对焊法兰的安装成本，人工成本以及辅助材料成本相对较高，这是由于增加了一个加工步骤。有些对焊法兰并非都必须内外两面焊接，若无特殊需求，通常仅外层焊接即可，见过1/2英寸的对焊法兰吗，哈哈：），平焊法兰的焊接操作较为简便，因为管道与法兰能很好地垂直对齐，管道不会歪斜。
11法兰如何标记？
法兰的标记方式包括，依据其公称直径，公称承受压力，密封面的类型符号，以及与之适配的钢管种类符号（若适配公制钢管则标记为“系列2”，若适配英制钢管则无需标注）还有对应的标准编号。
公称直径八十毫米、公称承受力四兆帕的凸形对接焊制钢法兰，适用于配合公制管道使用
法兰型号为DN80－PN40 M(系列2)，依据GB/T9115.2－2000标准，此法兰为公称通径100毫米、公称压力5.0兆帕（25巴）的突面带颈平焊钢制管法兰，需配用英制管，法兰型号为DN100－PN50 RF，遵循GB/T9116.1－2000标准。
2、机械部标准标记：
直径500毫米、压力1.6兆帕,型号为2的平面焊接钢制法兰
法兰 500－16 JB/T81－94
公称直径为300毫米，公称承受压力为6.4兆帕，属于系列1的一种，是凹面设计的，用钢材制造的管法兰
法兰 300－64B(系列1)JB/T82.2－94
机械部标准通常将管道外径设定为系列2规格，焊接法兰根据形状分为四种类型，分别是A型凸面式，B型凹面式，C型榫头式，以及D型凹槽式
化工行业规范代号：法兰需遵循以下方式标注（建议使用此种标注方案）
各类管法兰的标记均采用此标准的编号，统一为HG20592。
b、法兰类型代号按表5.0.1的规定。
螺纹法兰若选用依据GB/T7306标准规定的锥管螺纹，其标记形式应为“Th(Rc)”或者“Th(Rp)”
螺纹法兰若选用符合GB/T12716标准的锥管螺纹，则其标记形式为“Th(NPT)”
螺纹法兰若未标注螺纹标识，其规格为Rp，依据GB/T7306.1标准。
c、法兰公称通径DN(mm)与适用钢管外径系列：
整体法兰和法兰盖，以及衬里法兰盖和螺纹法兰，在表示钢管外径系列时，可以省略标记
用于各类标准钢管（别称英制管）的法兰，标注为“DN(A)”
适用于国内通用型号钢管，俗称公制法兰盘，代号记作“DN(B)”
d、法兰公称压力PN,MPa。
密封面代号依据表6.0.1执行，若突面法兰呈现车削密纹水线状，则标注为“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。
g、材料牌号。
h、其余方面，若提出不同于本标准体系说明的特定条件或额外条件，例如对封装界面平整度的具体规定。
标记示例
公称直径为一千二百毫米,公称承受压力为零点六兆帕,适配公制管道的突缘式平面焊接钢制法兰,该法兰材质为Q235A
HG20592法兰，PL1200型号，带括号B，压力等级0.6，连接方式为法兰对接，材质为Q235A
公称直径为300毫米,公称承受压力为2.5兆帕,与英制管道配套使用的凸面颈平焊型钢制管法兰,采用20号钢制造
HG20592 法兰 SO300(A)－2.5 M 20
公称直径150毫米,公称承受压力16.0兆帕,适配英制管道的环状连接面带颈对接焊制钢制管法兰,该法兰材质为16Mn,与之相接的钢管厚度为10毫米
HG20592法兰型号WN150规格为A型,公称压力为16兆帕,连接形式为RJ,法兰厚度为10毫米,材料牌号为16Mn钢
规格参数为直径两百毫米、承受压力为一兆帕、适配公制接口的法兰型焊接件，采用松套式结构，材质为钢材，且法兰面为平直设计
管法兰，材料为：法兰20、对焊环316，钢管壁厚为4mm
HG20592法兰型号为PJ/SE200(B)，压力等级为1.0，连接方式为RF，长度为4米，材质为20/316。
12各种法兰的优缺点
板式平焊
1、板式平焊法兰
板式平焊法兰符合化工标准HG20592, 符合国家标准GB/T9119, 符合机械JB/T81。
优点：
取材方便，制造简单，成本低，使用广泛
缺点：
它的韧性不足，所以不能用于涉及物料交换、存在燃烧爆炸风险、需要高真空环境以及面临严重或极端危险的化工管道工程。
密封面型式有平面和突面。
带颈平焊法兰
2.带颈平焊法兰
颈平焊法兰属于国家标准法兰规范体系，是国标法兰（也称为GB法兰）的一种具体类型，常用于设备或管道的连接部位。
优点：
现场安装较方便，可省略焊缝拍揉伤的工序
缺点：
这种法兰的颈部长度较短，能够增强其整体强度和支撑性能。但与对接型法兰相比，它的焊接作业更复杂，需要消耗更多的焊条材料。这种法兰在面临高温高压环境时，以及承受反复形变和温度剧变的情况下，表现不够稳定。
带颈对焊法兰
3.带颈对焊法兰
带颈对焊法兰的密封面形式有：
正面是突面，反面是凹面，向上的是凸面，接合的是榫面，凹陷的是槽面，平整的是全平面。
优点：
连接不易变形,具有良好的密封性能,用途广泛,能够适应温度或压力发生剧烈变化的管道,也适用于高温高压以及低温环境下的管道,还用于输送昂贵介质、易燃易爆物质和有毒气体的管道
缺点：
带颈对接法兰的尺寸很大，分量很重，费用很高，安放时难以找准位置。所以，在搬运过程中更容易发生碰撞。
整体法兰
整体法兰
4.整体法兰
整体法兰属于法兰的某一种对接形式，它是一种带颈的对焊钢制管法兰类型，可以用碳钢、不锈钢、合金钢等材料制成。
国内各类规范里，IF代表全部法兰部件，常用于高压管道系统，制造方式多为铸造工艺。
在法兰类型中就是用一个“IF”来表示整体法兰的类型。
在突面密封（RF）之外，当应用环境存在易燃易爆或高度、极度危险状况时，可考虑采用其他密封面类型，例如凹凸面（MFM）和榫槽面（TG）。
承插焊法兰
承插焊法兰
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：
正面部分，称作突面，属于RF类型，反面部分，称作凹凸面，属于MFM类型，边缘部分，称作榫槽面，属于TG类型，连接部分，称作环连接面，属于RJ类型。
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，食品等领域。
常用于PN≤10.0MPa，DN≤40的管道中。
螺纹法兰
螺纹法兰
5.螺纹法兰
螺纹法兰的内部孔洞被制作成螺旋状纹路，这种法兰可以和带有螺纹的管道相互匹配来完成对接，它属于一种无需焊接的法兰类型。
优点：
这种法兰比平焊法兰和对焊法兰，在安装和维修方面更为便捷，特别适用于一些现场不允许焊接的管道。合金钢法兰虽然强度足够，但焊接难度较大，或者焊接效果不佳，这种情况也可以选用螺纹法兰。
缺点：
当管道温度出现剧烈波动，或者温度超出260℃上限或低于-45℃下限时，不建议采用螺纹法兰，这样做是为了防止出现泄漏现象。
对焊环松套法兰
对焊环松套法兰
6.对焊环松套法兰
松套法兰属于一种可调式法兰,通常用于给排水系统中,设备出厂时伸缩节两端各配备一片法兰,能够直接通过螺栓与现场管道及设备相接。
作用：
安装松套法兰套筒的通常目的是节省材料，这种结构由两个部分组成，管子一端与管道连接，另一端制作成套筒形式。法兰盘选用较低级别的材质，而管子部分则采用与管道相同的材料，以此实现材料节约的目标。
优点：
削减开支，当管道用料特殊且价格不菲，焊接相同材料的法兰会花费较多费用。
某些材料难以实施焊接，或者加工难度较高，又或者对强度有特殊要求，例如塑料管、玻璃钢管等。
有利于作业。比如对接时法兰螺栓位置难以对准，或者为避免将来设备法兰螺栓位置发生偏移。
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
7.平焊环松套法兰
平焊环松套法兰片具备活动特性，能够直接与工程管道或设备进行螺栓紧固连接。
采用平焊环松套法兰盘的主要意图在于节省材料，它的构造包含两个部分，分别是管子的一端和管道的连接，这一端被设计成翻边形态，法兰盘部件则套在这段翻边上。
法兰盘选用了劣质材料，而管道部分则应用了同管道一样的材质，这样能够节省材料。
优点：
适用于连接操作或利于制作或要求较高承力能力，例如塑料管、玻璃纤维管等。
为了方便施工，连接时法兰螺栓孔能够对准，便于调整，或者避免日后更换设备时法兰螺栓孔发生错位。
价钱昂贵时，要节省开支。如果管道用料与众不同，焊接相同材料的法兰会花费更多。
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
法兰盖
8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。
它的功能等同于焊接封头和丝扣管帽，但盲板法兰与丝扣管帽能够随时取下，而焊接封头则无法拆卸。
封闭面的样式多样，包括平整表面、凸起表面、起伏表面、插口表面、环形接触表面。
法兰盖密封面：
平面、凸面、凹凸面、榫槽面、环连接面
衬里法兰盖
衬里法兰盖
9衬里法兰盖
衬里法兰盖属于一种盲板法兰，靠近介质的那面加装了不锈钢堆焊层，构成一个整体结构。这种法兰盖适用于腐蚀性物质输送的管道系统中，充当管道的盲板。它和普通法兰盖的不同之处在于，与介质接触的部位额外配置了防腐蚀的衬垫层。
美标平焊法兰
美标平焊法兰
10美标平焊法兰
颈带平焊法兰安装在管道末端,它作为管道之间的连接部件,法兰上设有螺栓孔,通过螺栓紧固,使两个法兰紧密贴合,法兰之间放置垫片实现密封。
颈式平焊法兰的连接方式包括两个法兰盘，一个密封垫圈，以及多个螺栓和螺母的组合。
垫片置于两个法兰的密封区域，当螺母被紧固时，垫片承受的压力增大到某个程度，它就会发生形变，从而填充密封面上的高低不平之处，确保连接处没有泄漏。法兰连接属于可以拆卸的连接方式。根据所连接的部件类型，可以分为容器法兰和管法兰两种。带颈平焊法兰适用于公称压力在2.5MPa以下钢质管道的连接。
颈带平焊法兰用于法兰和管子的接缝焊接，构造设计得当，承压能力与支撑强度都很强，能够承受高温高压以及反复折弯和温度变化，密封效果有保障。标称压力在0.25到2.5兆帕范围的颈带平焊法兰，选用凹凸型密封表面。
美标带颈对焊法兰
美标带颈对焊法兰
11美标带颈对焊法兰
美标法兰用于连接管道,是安装在管道两端的部件,使管道相互接合。这种法兰有两种制造方式,分别是锻造和浇铸。
美标对焊法兰依据是否带颈，能够分为带有颈部的此类法兰以及没有颈部的此类法兰。
美标对焊法兰由两个法兰片与法兰垫圈组合，通过螺栓进行紧固，从而实现连接功能。法兰片上设有螺栓孔，螺栓用于使两个法兰片紧密相连。
法兰间用衬垫密封。
13法兰泄漏的原因有哪些？
法兰泄漏，较常见的有以下7种原因。
偏口
法兰与管道连接时，若角度偏差、中心线不重合，且法兰平面不均匀，便构成偏口情形。一旦内部流体压强超越垫圈承受极限，法兰处便会渗漏。此类问题多因施工或维护环节操作不当所致，相对容易察觉。只要竣工之际认真查验，便能防止此类意外出现。
错口
接口位置偏差，表现为管道与法兰成直角排列，但两片法兰的中心线不重合。中心线不重合，导致所有紧固件都无法顺利穿过对应的孔洞。别无他法时，只能选择扩大孔径，或者采用尺寸稍小的螺栓安装，然而这种做法会削弱两片法兰之间的夹紧效果。此外，密封区域轮廓也存在偏差，这种情况极易引发流体泄漏问题。
张口
开口表示法兰之间空隙过大，当法兰空隙过大承受外部负荷，比如轴向或弯曲负荷时，垫片会遭受冲击或震动，无法维持压紧效果，进而逐步减弱密封性能直至失效。
错孔
法兰与管道中心对齐，但两片法兰对应螺栓的位置间隔显著不均。这种偏差导致螺栓承受额外张力，持续作用会引发剪切作用力，日积月累可能使螺栓断裂，进而导致密封失效。
应力影响
法兰在法兰盘安装时，对接较为标准，但在系统运作时，管道接触介质后，导致管道温度波动，使管道出现膨胀或扭曲，进而使法兰承受弯曲应力或剪切作用，容易造成垫圈损坏。
腐蚀影响
垫片因腐蚀性物质持续作用而变质，化学性质发生改变。腐蚀性物质侵入垫片内部，导致其逐渐软化，无法维持原有紧固效果，进而引发法兰处出现渗漏现象。
热胀冷缩
液体或气体受温度影响会发生体积变化，导致螺栓尺寸增大或缩小，进而使垫片与接触面之间出现空隙，最终造成介质沿缝隙被压出而流失。
