法兰标准及选用
法兰标准及选用
石油、化工上用的法兰标准有两类，一类是压力容器法兰标准，一个类是管法兰标准。㈠压力容器法兰标准
1．平焊法兰平焊法兰的两种类型的比较情况如下表所示，参见示意图。
名称
压力等级PN
（MP a）
直径范围DN
（mm）
温度范围备注
平焊
法兰
甲型0.25，0.6，l.0，1.6 300～2000
-20℃～
300℃
乙型法兰有一个壁厚不小于16mm的圆筒形短
节，因而使乙型平焊法兰的刚性比甲型平焊法
兰好；甲型的焊缝开V型坡口，乙型的焊缝开
U型坡口，所以乙型也比甲型具有较高的强度
和刚度
乙型
0.25～1.6压力等级中
较大直径范围还可用于
2.5 和4.0两个压力等
级中较小直径范围
300～3000
-20℃～
350℃
表4-16中给出了甲型、乙型平焊法兰及对焊法兰适用的公称压力和公称直径的对应关系和范围。
2．对焊法兰
长颈对焊法兰由于具有厚度更大的颈(示意图c)，因而使法兰盘进一步增大了刚性。故规定用于更高的压力范围(PN 0.6MP a～6.4MP a)和直径范围(DN300mm～2000mm)，适用温度范围为-20℃～450℃。由表4-16中可看出，乙型平焊法兰中DN 2000mm以下的规格均已包括在长颈对焊法兰的规定范围之内。这两种法兰的联接尺寸和法兰厚度完全一样。所以DN2000mm以下的乙型平焊法兰，可以用轧制的长颈对焊法兰代替，以降低法兰的生产成本。
平焊与对焊法兰都有带衬环的与不带衬环的两种。当设备是由不锈钢制作时，采用碳钢法兰7加不锈钢衬环，可以节省不锈钢。示意图中所示为带衬环的甲型平焊法兰。
使用法兰标准确定法兰尺寸时，必须知道法兰的公称直径与公称压力。压力容器法兰的公称直径与压力容器的公称直径取同一系列数值。例如DN 1000mm的压力容器，应当配用DN 1000mm的压力容器法兰。
表4-16 压力容器法兰分类和规格
平焊法兰对焊法兰
类型
甲型乙型长颈
标准号JB4701JB4702JB4703
简图
公称压力PN (MPa)
0.250.601.001.600.250.601.001.602.504.000.601.01.602.504.00 6.40
公称直径DN （mm)
300
按
(350)
PN1.00
400
（450）
—————
500
（550）
600
（650）—
法兰公称压力的确定与法兰的最大操作压力、操作温度以及法兰材料有关。因为在制定法兰尺寸系列、计算法兰厚度时，是以16MnR在200℃时的机械性能为基准制定的。所以规定以此基准所确定的法兰尺寸，在200℃时，它的最大允许操作压力就认为是具有该尺寸法兰的公称压力。例如，所谓公称压力PN O.6MPa的法兰，就是指具有这样一种具体尺寸的法兰，该法兰是用16MnR制造的，在200℃时，它的最大允许操作压力是0.6MPa。如果把这个PN0.6MPa的法兰用在高于200℃的条件下，那么它的最大操作压力将低于它的公称压力0.6MPa。反之，如果将它用于低于200℃的条件下，仍按200℃确定其最高工作压力。如果把法兰的材料改为Q235-A，那么Q235一A钢的机械性能比16MnR差，这个公称压力PN0.6MPa的法兰，即使是在200℃时操作，它的最大允许操作压力也将低于它的公称压力。反之，如果把法兰的材料由16MnR改为15MnVR，那么，由于15MnVR的机械性能优于16MnR，这个公称压力PN0.6MPa的法兰，在200℃操作时，它的最大允许操作压力将高于它的公称压力。总之，只要法兰的公称直径、公称压力确定了，法兰的尺寸也就确定了。至于这个法兰允许的最大操作压力
是多少，那就要看法兰的操作温度和用什么材料制造的。压力容器法兰标准中规定的法兰材料是低碳钢(Q235-A、20g等）及普低钢（16Mn，16MnR和15MnVR等），表4-17是甲型平焊法兰和乙型平焊法兰，在不同温度下，它们的公称压力与最大允许工作压力之间的换算关系。利用这个表，可以将设计条件中给出的操作温度与设计压力换算成查取法兰标准所需要的公称压力。例如，为一台操作温度为300℃，设计压力为0.6MPa的容器选配法兰。查表4-17可见：如果法兰材料用15MnVR，可按公称压力0.6MPa查取法兰尺寸。如果法兰材料用20R，则必须按公称压力为1.0MPa的查取法兰尺寸。
例如，为一台操作温度为300℃，设计压力为0.6MPa的容器选配法兰。查表4-17可见：如果法兰材料用15MnVR，可按公称压力0.6MPa查取法兰尺寸。如果法兰材料用20R，则必须按公称压力为1.0MPa的查取法兰尺寸。
表4-17 甲型、乙型平焊法兰的最大允许工作压力
㈡管法兰标准
由于容器筒体的公称直径和管子的公称直径所代表的具体尺寸不同，所以，同样公称直径的容器法兰和管法兰，它们的尺寸亦不相同，二者不能互相代用。管法兰的型式除平焊、对焊法兰外，还有铸钢法兰、铸铁法兰、活套法兰、螺纹法兰等。管法兰标准的查选方法、步骤与压力容器法兰相同。管法兰标准除GB9119.7-88外，常用标准还有：化工部标准HG20592～HG20602-97；中石化标准SH3406-96等。其中化工部标准中分为欧洲体系、美洲体系等，我国常用的为欧洲体系。
在此给出一道例题4-6，来帮助读者理解法兰的标准及其选取。
例4-6：为一台精馏塔配一对联接塔身与封头的法兰。塔的内径是1000mm，操作温度为280℃，设计压力为0．2MP a。材质为Q235-A。
解析：
根据操作温度、设计压力和所用材料，从表4-17可知，所要选用的法兰，应按公称压力为0.6MP a来查选它的尺寸。
由于操作压力不高，直径不大，由表4-16可采用甲型平焊法兰、平面密封面，垫片材料选用石棉橡胶板。法兰的各部尺寸可从附录表9中查得，法兰并绘注于下图中。
联接螺栓选用材料为为Q235-A，M20共36个。