欧式法兰和美式法兰

欧式法兰和美式法兰

欧式法兰和美式法兰
    压力等级：PN 0.1 0.25 0.6 1.0 1.6 2.5 4.0 6.3 10.0 16.0 25.0 40.0 MPa 欧式法兰（DIN）
    压力等级：PN 2.0 5.0 6.8 10.0 15.0 25.0 42.0 MPa 美式法兰（ANSI）
    CL 150 300 400 600 900 1500 2500 Psi
    由此可以看出，无论是法兰还是管子，上述两个系列或两个体系是不能混合使用的。
    ANSI——美国国家标准化组织
    ASTM.American Society of Testing Materials, ——美国材料实验协会
    ◆钢管壁厚表示方法
    钢管壁厚表示方法有管子表号、钢管壁厚尺寸和管子重量三种方法
    1）是以管子表号"Sch"表示壁厚。
    管子表号是管子设计压力与设计温度下材料许用应力的比值乘以1000,并经圆整后的数值。
    即: Sch＝P/[σ]t×1000
    ANSI B36.10壁厚等级：Sch10、Sch20、Sch30、Sch40、Sch60、Sch80、Sch100、Sch120、Sch140、Sch160十个等级;
    ANSI B36.19壁厚等级：Sch5s、Sch10s、Sch40s、Sch80s四个等级;
    2）以钢管壁厚尺寸表示中国、ISO、日本部分钢管标准采用
    3）是以管子重量表示管壁厚度,它将管子壁厚分为三种：
    a.标准重量管,以STD表示
    b.加厚管，以XS 表示
    c.特厚管，以XXS表示。
    对于DN≤250mn的管子，Sch40相当于STD，DN<200mm的管子,Sch80相当于XS。
    4.1国际上常用的标准体系
    随着我国对外改革开放和加入WTO，各行业与国际上联系越来越多，为了更好地与国际接轨，就要求从事压力管道设计的人员对国际上通用的和先进的相关标准体系有所了解。下面介绍几个主要的应用标准体系。
    4.1.1德国及前苏联应用标准体系
    a.德国（DIN）
    管子：大外径系列
    管法兰：欧式法兰
    压力等级：PN 0.1、0.25、0.6、1.0、1.6、2.5、4.0、6.4、10.0、16.0、25.0、32.0、40.0 13个等级
    公称直径：DN6～4000mm
    法兰密封面：平面、凸台面、凹凸面、榫槽面、橡胶环连接面、透镜面及膜片焊接面 7种
    法兰型式：平焊板式、平焊松套式、翻边松套式、对焊翻边松套式、对焊环翻边松套式、对焊式、螺纹连接式、整体式及法兰盖 9种
    常用的标准
    DIN2410.T.1
    DIN2448
    DIN2458
    DIN2500
    DIN2501.T.1
    DIN2519
    DIN2980
    管子及钢管标准概述
    无缝钢管尺寸及单位长度质量
    焊接钢管尺寸及单位长度质量
    法兰一般说明
    法兰连接尺寸
    钢法兰交货技术条件
    带螺纹的钢管配件
    b. 前苏联（ΓOCT）
    管子：小外径系列外径尺寸同我国的JB 系列
    管法兰：欧式法兰
    压力等级：PN 0.1、0.25、0.6、1.0、1.6、2.5、4.0、6.4、10.0、16.0、20.0 11个等级
    公称直径：DN6~3000mm
    法兰密封面：全平面、凸台面、凹凸面、聚四氟乙烯用榫槽面、透镜面及椭圆型环连接面 7种
    法兰型式：平焊板式、平焊松套式、翻边松套式、对焊式、螺纹连接式、整体式及法兰7种
    ※德国管法兰标准DIN和前苏联管法兰标准ΓOCT在PN≤16.0的等级中可以配对使用,但已不能互换(因为接管尺寸系列不同)。随着前苏联解体,其应用标准体系ΓOCT目前在国际工程上已很少用。
    4.1.2美国应用标准体系(ANSI)
    美国国家标准ANSI B16.5《钢制管法兰及法兰管件》是一个比较完整、比较成熟同时也是国际上比较流行、比较通用的先进标准。该标准与其它相关的ANSI、API 、ASTM、MSS组成的压力管道应用标准体系形成于大量的试验研究基础之上,并经历了数十年的实践检验,因此不失为一个科学、先进的标准,并广泛为各个国家所接受。
    管子：大外径系列 (ANSI B36.10和ANSI B36.19)
    公称直径范围：(DN6~DN2000)mm
    壁厚表示方法：
    1）是以管子表号"Sch"表示壁厚；
    2）是以管子重量表示管壁厚度。
    管法兰：美式法兰
    压力等级：CL 150 300 400 600 900 1500 2500 Psi 7个等级
    公称直径：DN15~600mm
    法兰密封面：凸台面（RF）、凹凸面（MF）、榫槽面（TG）、金属环连接面 4种
    法兰型式：平焊式、承插焊式、对焊式、螺纹连接式、松套式及法兰盖 6种
    ◆美国应用标准体系ANSI中常用的标准有：
    ANSI/ASME B36.10 无缝及焊接钢管
    ANSI/ASME B36.19 不锈钢无缝及焊接钢管
    ANSI/ASME B16.9 工厂制造的钢对焊管件
    ANSI/ASME B16.11 承插焊和螺纹锻造管件
    ANSI/ASME B16.28 钢制对焊小半径弯头和回弯头
    ASME/ANSI B16.34 法兰连接、螺纹连接和焊接连接的阀门
    ASME/ANSI B16.5 管法兰和法兰管件
    ASME/ANSI B16.36 孔板法兰
    ASME/ANSI B16.42 球墨铸铁法兰和法兰管件
    ASME/ANSI B16.47 大直径钢法兰
    ASME/ANSI B16.20 管法兰用缠绕式、包覆式垫片和环槽式用金属垫片
    ASME/ANSI B16.21 管法兰用非金属平垫片
    ASME/ANSI B18.2.1 方头和六角头螺栓和螺纹
    ASME/ANSI B18.2.2 方头和六角头螺母
    API std605 大口径法兰、法兰盖
    API std526 法兰连接钢制泄压阀
    API std598 阀门的检验与试验
    API std599 法兰连接和焊接连接的金属旋塞阀.果
    API std600 法兰和对焊连接的钢制闸阀
    API std602 小型钢闸阀(紧凑型闸阀)
    API std603 150磅耐腐蚀用法兰阀
    API std608 法兰连接和对焊连接的金属球阀
    API std609 支耳型和对夹型蝶阀
    API std6D 管道阀门规范
    MSS SP-44 带颈平焊法兰
    4.1.3 日本应用标准体系(JIS)
    管子：大外径系列 (JIS G3454、JIS G3458、JIS G 3459)与ANSI大多数相同
    无缝钢管公称直径：(DN6~DN650)mm
    壁厚表示方法：管子表号"Sch"表示壁厚
    碳钢及合金钢JIS G3454、JIS G3458：
    Sch10、Sch20、Sch30、Sch40、Sch60、Sch80、Sch100、Sch120、Sch140、Sch160 10个等级;
    不锈钢JIS G 3459： Sch5s、Sch10s、Sch20s、 Sch40s、Sch80s、 Sch120s 、Sch160s 7个等级;
    焊接钢管公称直径：(DN350~DN2000)mm
    壁厚表示方法：直接用壁厚数值表示。
    管法兰：(JIS B2201、JIS B2220等)自成体系,既不属于"美式法兰",也不属于"欧式法兰"
    公称直径： (DN10~DN1000)mm
    公称压力等级：2K、5K、l0K、16K、20K、30K、40K、63K 共8个等级
    法兰密封面：光滑面、大凸台面、小凸台面、凹凸面、榫槽面 5种
    法兰型式：平焊式、承插焊式、对焊式、螺纹连接式、松套式及法兰盖6种
    ※JIS应用标准体系与ANSI和DIN等都不能配套使用。为了弥补这个缺陷,日本石油学会编制了一套JPI标准,它基本上等效采用了ANSI/API应用标准体系,故它能与ANSI互换。
    ◆日本应用标准体系JIS中常用的标准有:
    JIS G3452 普通用途碳钢管
    JISG3454 承压用碳钢管
    JISG3455 承压用碳钢管
    JISG3456 高温用碳钢管
    JISG3457 电弧焊碳钢管
    JIS G3458 合金钢管
    JIS G3459 不锈钢钢管
    JIS G3468 电弧焊大直径不锈钢钢管
    JIS B2201 铁素体材料管法兰压力等级
    JIS B2202 管法兰尺寸
    JIS B2210 铁素体材料管法兰基础尺寸
    JISB2220 钢制管法兰
    JIS B2302 钢制螺纹连接管件
    JIS B2311 普通用途的钢制对焊管件
    JIS B2312 钢制对焊管件
    JIS B2313 钢板制对焊管件
    JIS B2316 承插焊管件
    JIS B2401 O形环
    JIS B2404 管阀兰用缠绕式垫片
    JIS B3453 压缩石棉垫片
    4.1.4国际标准化组织（ISO）的应用标准体系
    管子：基本上属大外径系列(ISO4200)
    **标准(ISO4200)系列1基本上采用了ANSI的尺寸,仅DN>1100mm时（已不太常用）则使用了"小外径系列"的尺寸。
    管法兰：同时包括了"美式法兰"和"欧式法兰"两个系列。（ISO7005-1）它代表了当前世界法兰标准的应用趋势。
    公称压力等级：
    第一系列：PN 1.0、1.6、2.0、5.0、11.0、15.0、26.0、42.0 8个等级；
    第二系列：PN 0.25、0.6、2.5、4.0 共4个等级。
    第一系列为基本系列,第二系列为限制系列。
    两个系列中：
    PN0.25、PN0.6、PN1.0、PN1.6、PN2.5、PN4.0 六个等级属"欧式法兰",
    PN2.0、PN5.0、PN11.0(600Psi)、PN15.0、PN26.0(1500Psi)、PN42.0属"美式法兰"；
    二者在结构尺寸和密封面尺寸上不能互换的。
    ISO应用标准体系中常用的标准有：
    ISO6708 管件公称尺寸定义
    ISO7268 管件公称压力定义
    ISO4200 焊接和无缝平端钢管尺寸和单位长度
    ISO1127 不锈钢钢管尺寸公差和单位长度质量
    ISO3183 石油和天然气工业用钢管
    IS06759 热交换器用无缝钢管
    ISO7005-1 金属管法兰
    ISO7483 符合ISO7005标准的管法兰密封垫片
    ISO3419 非合金钢和合金钢管件
    ISO5251 不锈钢对焊管件
    ISO7121 法兰型钢制球阀
    ISO10497 阀门试验防火试验要求
    4.1.5英国和法国应用标准体系
    a.英国应用标准体系(BS)
    管子：大外径系列
    BS1600 其直径范围和壁厚分级同ANSI B36.10/B36.11;
    BS3600 基本上等同采用了ISO标准，其直径范围和壁厚分级同ISO4200。
    ◆法兰标准：同时包括了"美式法兰"和"欧式法兰"两个系列。
    BS1560 基本上等同采用了ANSI标准,其结构型式和密封面型式同ANSI B16.5;
    BS4504 基本上等同采用了DIN标准,其结构型式和密封面型式同DIN2500。
    ◆BS中常用的标准有:
    BS1600 石油工业用钢管尺寸
    BS3600 承压用焊接钢管和无缝钢管的尺寸及单位长度质量
    BS3605.1 承压用焊接和无缝不锈钢钢管与
    BS1560 管法兰(美式法兰)
    BS4504 管法兰(欧式法兰)
    BS1740.1 锻钢制管件
    BS1965 对焊承压管件
    BS1640 石油工业用对焊管件
    BS3799 石油工业用螺纹及承插焊管件
    b.法国应用标准体系(NF)
    法国应用标准体系(NF)与英国应用标准体系类似。
    4.2国内常用的标准体系
    目前，国内的压力管道及其元件的应用标准很多,又均不完整。以管法兰标准为例,常用的标准就有国家标准(GB)、机械行业标准(JB)、石化行业标准(SH)和化工行业标准(HG)等。这些标准各有各自的温度-压力表、密封面尺寸和接管尺寸,相互之间互换性差,有些甚至不能配套使用。为了能很好地应用这些标准，介绍一下目前国内常用的压力管道应用标准体系。
    4.2.1石化行业应用标准体系
    ◆管子尺寸系列标准(SH3405) 基本属于“大外径系列”
    SH3405等效采用了ISO4200标准，故当DN≤1100mm时,它能与ANSI B36.l/36.19标准配套使用。SH3405直径范围和壁厚分级：
    序号 钢管类别 公称直径范围 壁厚分级
    1 奥氏体不锈钢无缝钢管 10～400 Sch5s、Sch10s、Sch20s、Sch40s、Sch80s
    2 碳素钢、合金钢无缝钢管 10~600 Sch20、Sch30、Sch40、Sch60、Sch80、Sch100、Sch120、Sch140、Sch160、XXS
    3 奥氏体不锈钢焊接钢管 80~1000 2.0~12mm
    4 碳素钢、合金钢焊接钢管 150~2000 4.0~18mm
    ◆法兰标准(SH3406)：属于"美式法兰"
    公称压力：PN1.0、PN2.0(CL150)、PN5.0(CL300)、PN6.8(CL400)、PN10.0(CL600),
    PN15.0(CL900)、PN25.0(CL1500)、PN42.0(CL2500) 8个等级
    公称直径：DN15~DN1500mm
    法兰密封面：当DN≤600时，凸台面、凹凸面、全平面、榫槽面、环槽面 5种
    DN≥650时，凸台面 1种
    法兰型式：当DN≤600时，平焊、对焊、承插焊、螺纹连接、松套 5种
    DN≥650时，对焊 1种
    ※ SH3406等效采用了ANSI B16.5和API605标准,。SH3406在结构尺寸和密封面型式上与ANSI B16.5/API605有着很好的互换性，它能与ANSI、API、MSS等标准的管道元件配套使用。但因为SH3406采用了我国材料标准而不是美国材料标准(ASTM),故二者的温度-压力表有少许偏差,故在考虑二者互换时,应注意并核对它们的温度-压力对应允许值。
    ◆石化行业应用标准体系中的常用标准
    SH3401 管法兰用石棉橡胶板垫片
    SH3402 管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片
    SH3403 管法兰用金属环垫片
    SH3404 管法兰用紧固件
    SH3405 石油化工企业钢管尺寸系列
    SH3406 石油化工钢制管法兰
    SH3407 管法兰用缠绕式垫片
    SH3408 钢制对焊无缝管件
    SH3409 钢板制对焊管件
    SH3410 锻钢制承插焊管件
    石化行业应用标准体系属于一个比较完整的应用标准体系。因为它等效采用了ANSI标准,因此代表着先进和发展方向。又由于它的法兰(SH3406)能与API标准阀门匹配使用。通过近几年的应用证明,这套应用标准体系是一个科学的、先进的、同时又是可操作性好的标准体系。
     4.2.2化工行业应用标准体系
    ◆管子尺寸系列标准(HG20553) A系列：属于"大外径系列"
    B系列：属于"小外径系列"
    ◆法兰标准同时包含欧式法兰和美式法兰
    l 欧式法兰:（HG20592～HG20605）
    压力等级：PN 0.25、0.6、1.0、1.6、2.5、4.0、6.3、10.0、16.0、25.0等10个等级
    公称直径：DN10~DN2000mm
    法兰型式：板式平焊、带颈平焊、带颈对焊、整体式、承插焊、螺纹、对焊环松套、平焊环松套、法兰盖、衬里法兰等10种
    密封面型式：突面、凹凸面、榫槽面、环连接面、全平面等5种。
    ※它可以与JB阀门配套使用。
    l 美式法兰标准 HG20615-HG20626)
公称压力：PN2.0、PN5.0、PN11.0、PN15.0、PN26.0和PN42.0 6个压力等级
公称直径: DN15~1500
法兰型式: 带颈平焊、带颈对焊、整体法兰、承插焊、螺纹、松套等6种,
密封面型式: 突面、凹凸面、榫槽面、环连接面、全平面等5种型式。
※化工行业压力管道应用标准体系也是一个相对比较完整的标准体系，而且经历了若干年的生产实践检验,具有成熟的使用经验。由于它同时具有"大外径系列"和"小外径系列"、"欧式法兰"和"美式法兰"两个系列,故其使用面比较广,它既可以与国外的ANSI、DIN、ISO等标准配合使用,又可以与国内的GB、SH、JB等标准配合使用。
◆化工行业应用标准体系中的常用标准
HG20537.1 奥氏体不锈钢焊接钢管选用规定
HG20553 化工配管用无缝及焊接钢管尺寸选用系列
HG/T21634 锻钢制承插焊管件
HG/T21635 碳钢、低合金钢元缝对焊管件
HG/T21631 钢制有缝对焊管件
HG/T21632 锻钢制承插焊、螺纹和对焊接管台
HG/T21637 化工管道过滤器
HG/T21577 快速特种接头
HG20592~20605 钢制管法兰(欧洲体系)
HG20615~20626 钢制管法兰(美洲体系)
HG20606~20612 钢制管法兰用垫片(欧洲体系)
HG20627~20633 钢制管法兰用垫片(美洲体系)
HG20613 钢制管法兰紧固件(欧洲体系)
HG20634 钢制管法兰紧固件(美洲体系)  

4.2.3机械行业应用标准体系
◆管子尺寸属于"小外径系列"
◆法兰标准欧式法兰
压力等级：PN 0.25、0.6、1.0、1.6、2.5、4.0、6.3、10.0、16.0、20.0等10个压力等级
公称直径：DN15~DN1600mm
法兰型式：整体、板式平焊、对焊、平焊环板式松套、对焊环板式松套、翻边板式松套和法兰盖等7种
密封面型式：平面、凸面、凹凸面、榫槽面、环连接面 5种。
※JB没有相应的管子尺寸系列标准、管件标准，体系很不完善，需要GB体系作支持；
JB法兰标准把不同等级的材料列入同一温度－压力表中，以至失去了其科学性；
JB阀门标准以有限的型号给出选用系列(从各产品汇编中体现出来)，既限制了其使用范围，又失去了其灵活性。从许多生产装置的应用情况来看,JB阀门的使用性能也不尽人意；JB阀门不能与ANSI配伍使用,不便于与世界接轨；
◆机械行业应用标准体系中的常用标准有:
JB/T74 管路法兰技术条件
JB/T75 管路法兰类型
JB/T79.1~79.4 整体铸钢管法兰
JB/T81 板式平焊钢制管法兰
JB/T82.1~82.4 对焊钢制管法兰
JB/T83 0.25、0.6、1.0、1.6、2.5MPa平焊环式松套钢制管法兰
JB/T84 4.0、6.3、10.0MPa凹凸面对焊环板式松套钢制管法兰
JB/T85 0.25、0.6MPa翻边式松套钢制管法兰
JB/T86.1~86.2 钢制管法兰盖,
JB/4700～4703 压力容器用法兰
JB/T87~90 管路法兰用垫片
JB4704~4706 压力容器用垫片


4.2.4国家应用标准体系
◆管子尺寸系列标准GB17395属于"大外径系列"
◆法兰标准：(GB/T 9112-2000) 包括欧式法兰和美式法兰
接管分为系列I、系列II
系列I 为“大外径系列” ，以期能与SH标准等匹配；
系列II为“小外径系列” ，以期能与JB标准等匹配。
l 欧式法兰：分为系列I、系列II，
公称压力 PN 0.25、0.6、1.0、1.6、2.5、4.0、6.3、10.0、16.0MPa 9个等级
公称通径 DN10～2000mm
法兰型式：整体、带颈螺纹、对焊、带颈平焊、板式平焊、平焊环板式松套、对焊环板式松套、翻边环板式松套和法兰盖等 9种
密封面型式：平面、突面、凹凸面、榫槽面 4种。
l 美洲法兰：系列I(大外径)
公称压力 PN 2.0、5.0、11.0、15.0、26.0、42.0MPa 6个等级
公称通径 DN10～600mm
法兰型式：整体、带颈螺纹、对焊、带颈平焊、带颈承插焊、对焊环带颈松套和法兰盖等7种
密封面型式：平面、突面、凹凸面、榫槽面、环连接面 5种。
※它基本上能含盖JB标准和HG标准的"欧洲体系"标准,为取代这两个标准创造了条件;
※ "欧式法兰"和"美式法兰"，其温度-压力等级值的确定是将中国材料与欧洲材料和美洲材料进行性能对比后,选用ISO7005-1中规定的相应材料的压力－温度参数。
※压力管道国家标准体系也是一个比较完整的标准体系。它的管件标准分为A、B两个系列，其中A系列为“大外径系列”，以期能与SH标准等匹配；B系列为“小外径系列”，以期能与JB标准等匹配。
◆中国国家应用标准体系常用标准
GB12459 钢制对焊无缝管件
GB/T13401 钢板制对焊管件
GB/T14626 锻钢制螺纹管件
GB/T14382 管道用三通过滤器
GB/T14383 锻钢制承插焊管件
GB/T9112~9124 钢制管法兰
GB4622.1~3 管法兰用缠绕式垫片
GB9126.1~4 管法兰用石棉橡胶垫片
GB9128.1~2 管法兰用金属环垫片
GB/T13404 管法兰用聚四氯乙烯包覆垫片
GB/T15601 管法兰用金属包覆垫片
GB30 六角螺栓
GB52 六角螺母
GB56 六角厚螺母
GB901 等长双头螺柱B级
GB6170 I型六角螺母A和B级
GB6171 I型六角螺母细牙A和B级
GB6175 II型六角螺母A和B级.
GB6176 皿型六角螺母细牙A和B级
GB12220 通用阀门标志
GB12221 法兰连接金属阀门结构长度
GB12224 钢制阀门一般要求
GB12234 通用阀门法兰和对焊连接钢制闸阀
GB12235 通用阀门法兰连接钢制截止阀和升降式止回阀
GB12236 通用阀门法兰连接钢制旋启式止回阀
GB12237 通用阀门法兰和对焊连接钢制球阀
GB12238 通用阀门法兰和对夹连接蝶阀
GB12239 通用阀门隔膜阀
GB12244~12246减压阀
GB12247~12251蒸汽疏水阀
GB/T13927 通用阀门压力试验
4.2.5 压力管道应用标准体系配伍
a.可用的压力管道应用标准体系比较多，而且各标准体系之间有些是不能配套使用的,有些虽然基本能配套使用但尚有个别问题应注意。
b.一个装置或同时建设的几个装置应尽量采用同一个应用标准体系,这样可以避免由于不同标准体系之间的配合问题而带来的一些错误。
c.工程中经常遇到在一个装置上同时采用两套或多套应用标准体系的情况,或者是由于某套标准体系的应用标准不完善,需要其它体系的标准进行支持。这就要求材料工程师除了在了解有关的标准体系之外,还应知道各体系之间的标准配合问题。
d.注意核对各标准的温度-压力值。