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个方向的强度都得到较充分的发挥。
(4)法兰设计时，须注意以下二点： ① 外压法兰与内压法兰
其他设计条件相同时，外压法兰所需螺栓面积较小，法兰力矩值小，法兰厚度小。因此一般外压法兰可以按同等压力的内压法兰选用是安全的。 ② 宽面法兰与窄面法兰 宽面法兰压紧面积大，特别在操作状态下所需的螺栓载荷较大，所以所需螺栓面积较大，同等设计条件下，宽面法兰所需螺栓面积是窄面法兰的数倍；宽面法兰计算模型将法兰作为沿宽度视作一简支梁考虑，窄面法兰将法兰环作为沿圆周均布作用力矩的环板考虑，而宽面法兰受力较好，因此法兰较薄。
但是由于在压力较高的场合下，螺栓太多会发生布置困难或螺栓中心圆直径太大，法兰径向尺寸极不紧凑。另外宽面法兰密封效果不好。因此一般用于压力很低场合。
（5）法兰类型与垫片、螺柱、螺母材料匹配 垫片是整个法兰连接的基础。垫片材质和型式决定了所需配置螺柱及螺母的要求，同时也直接影响到法兰结构的型式及其所需强度尺寸。
甲型平焊法兰一般采用钢板制作，由于其最大厚度有限，所以只能适用于低压 情况，为此只宜配用软垫片，如石棉橡胶板，匹配螺柱螺母材料均为Q235-A。
对于乙型平焊法兰和长颈对焊法兰标准中，对PN<1MPa的情况下，采用软垫片所需螺栓载荷较小，因此配置螺柱材料为35钢等；对PN≥1MPa的情况下，由于螺栓载荷逐步变成受操作压力控制。压紧垫片所需螺栓载荷相对为平衡内压轴向力所需的螺栓载荷为小（尤其在大规格直径螺栓规格时），因此采用不同垫片时，它们螺栓载荷相差不很大，标准中允许采用相同的螺柱配置并以要求较大螺栓载荷的垫片进行考虑，螺柱材料为40MnB或40Cr等，可供匹配垫片包括石棉橡胶板、缠绕垫和包垫。
对于高应力和较大直径规格的法兰，由于所需螺栓载荷很大，因此采用了高强
度的螺柱材料：40MnVB 和35 Cr MoA，以保证法兰有较紧凑的结构尺寸，受力合理，允许匹配的材料包括上述三种。
(6)法兰腐蚀裕量
根据标准法兰长期使用经验，可以认为本标准能适应≤2 mm的腐蚀裕量。对于乙型法兰，当法兰材料对使用介质的腐蚀裕量超过2 mm小于3 mm 时，应加厚短节2 mm。长颈对焊法兰的适用腐蚀裕量不大于3 mm。
（7）对法兰材料的要求
乙型平焊法兰的强度是按整体法兰进行考虑的，短节材料不仅应具有良好的焊接性，而且直接影响到法兰强度，乙型法兰短节的材料及其制造、检验和验收等方面要求与对接的圆筒相同。
对法兰材料进行正火或完全退火的目的是细化晶粒，改善韧性。参照ASME VIII 和GB150，对15MnVR钢板和厚度大于50mm的20R、16MNR钢板制作的法兰及长颈对焊法兰（轧制和锻制）提出了正火状态下的使用要求。
法兰短节材料应与法兰材料相同。如不相同，其强度级别应不低于法兰材料，且应与法兰材料间有良好的焊接性，并在图样名细栏中注明。短节长度允许加长，加长后，法兰厚度δ与总高度H均在法兰标记中标明。法兰衬环材料由设计者决定。
(8)法兰焊缝检测要求
法兰的拼接焊缝须经百分之百射线或超声检测。
对长颈法兰，当工作压力大于或等于0.8倍本标准中规定的最大允许工作压力时，法兰与圆筒的对接焊缝必须进行100%射线或超声检测，检测方法按JB4730。射线检测II级
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合格，超声波检测I级合格。当法兰所在容器图样对容器壳体的检测要求未能满足上述要求时，则该要求应在图样中标明。 对甲型平焊法兰、乙型平焊法兰，法兰与圆筒或短节间的连接焊缝应进行磁粉或渗透检测，检测方法按JB4730，I级合格。 (9)法兰颈部削薄要求 乙型平焊法兰的短节厚度或长颈对焊法兰的直边厚度与其相连接的圆筒厚度不等时：若圆筒厚度不大于10 mm，且与短节或长颈直边厚度差超过3 mm；若圆筒厚度大于10 mm，且与短节或长颈直边厚度差大于筒体厚度30%或超过5 mm时，乙型平焊法兰应按斜率1：3、长颈对焊法兰按标准中图2.1虚线削薄，或者在对接焊缝的筒体端按标准中图2堆焊过渡。 312图3-3 法兰直边段削薄问题的处理: 按理论计算要求；对接圆筒厚度应与法兰直边段保持等厚，且圆筒应有足够的长度(≥0.5(DiS),其中Di一圆筒直径，S一圆筒厚度). 法兰直边厚度通常比圆筒厚度要大，因此出现不等厚的连接情况．采取以下处理办法：本标准允许对法兰直边段作有限制的削薄，而后直接与圆筒对接，标准对“对接圆筒”的最小厚度作了规定．与长颈法兰相连接的圆筒厚度应不小于JB/T4703中规定的对接筒体最小
0。5
δ0，且筒节长度不小于（DN?δ0）。当对接圆筒厚度小于最小对接圆筒厚度δ0时，应按JB/T4703中的表三要求，调整法兰总高度H（其他尺寸不变），并连同法兰厚度在标记中标明．
(10) 《非金属软垫片》（JB/T4704-2000）、《缠绕垫片》（JB/T4705-2000）、《金属包垫片》（JB/T4706-2000） (A1)垫片的尺寸公差
垫片的尺寸公差大小不仅对垫片的安装有影响, 对密封性能也有一定影响．本标准尺寸公差与JB/T4704-92规定中相同． (A2)本标准中缠绕垫的三种形式：
对于突密封面，垫片应带外加强环或带内、外加强环； 对于凹凸密封面，垫片应带内加强环； 对榫槽密封面，选用基本型的垫片。 (11)《压力容器用等长双头螺柱》
(B1)为了满足不同使用工况及使用场合的要求，给使用者更大地灵活性，并遵照GBl50《钢制压力容器》中的规定，结合实际情况，共列入了七种材料．Q235-A按GB/T700的规定；35按GB/T699的规定，应在正火状态下使用；40MnB、40MnVB、40Cr、35CrMoA、25Cr2MoVA按GB/T3077的规定，并需经调质处理。
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(B2) 按照无螺纹部分直径d2的大小的不同，将螺柱分为A型、B型两种。A型螺柱主要是为了满足优先选用滚制螺柱的要求；B型螺柱选用于温度较高的场合，如各种型式热交换器的大法兰螺柱。
(B3) 螺柱材料用于使用温度低于-20℃的螺柱及螺母材料35CRMOA，应进行使用温度下的低温冲击实验。使用温度低于或等于0℃至大于-20℃的螺柱及螺母材料40MnB、40MnVB应进行使用温度下的冲击实验。冲击实验按GB/T229的规定，冲击功AKV≧27J。
（二）、管法兰
<<容规>>第54条规定：钢制管法兰、垫片、紧固件设计参照HG20592~HG20635的规定。 国际管法兰标准主要有两个体系，即以德国DIN(包括原苏联)为代表的欧洲管法兰体系和以美国ANSI管法兰为代表的美洲管法兰体系。除此之外，还有日本JIS管法兰，但在石油化工装置中一般仅用于公用工程，而且在国际上影响较小。
化工行业标准HG20592-20635-97《钢制管法兰、垫片、紧固件》。
1、 HG20592-20614（欧洲体系）
HG管法兰(欧洲体系)的公称压力等级按DIN标准，公称压力范围：0.25 ，0.6， 1.0， 1.6， 2.5， 4.0， 6.3， 10.0，16.0， 25.0MPa 等10个压力等级。
公称直径范围：10~2000mm。
法兰型式有板式平焊、带颈平焊、带颈对焊、整体、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。密封面型式有突面、凹凸面、榫槽面、环连接面、全平面等5种。
(1) 板式平焊法兰： 由于取材方便，是化工部门过去广泛使用的管法兰型式。由于板式平焊法兰的刚性较差，在螺栓力作用下，法兰变形引起密封面的转角而导致接头泄漏。原HGJ45板式平焊法兰时，
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将其压力等级限制在PN≤1.0MPa，并规定不得用于有毒、易燃易爆和较高真空度要求的化工工艺配管系统。但在实际使用中碰到了一些问题，许多设计、制造、使用部门建议放宽板式平焊法兰的应用范围。在HG20592中参照ISO 7005—1，根据国内的使用情况对板式平焊法兰的压力等级范围进行了调整，从PN≤1.0MPa 提高至PN ≤2.5MPa ，且建议不使用在易燃易爆和高度、极度危害的场合。其密封面型式仅有突面和全平面两种。
（2）带颈平焊法兰和承插焊法兰
参照ISO7005-1的规定，结合几年来的实际使用经验．对带颈平
焊法兰的公称压力范围进行了调整．由PN≤10.0 MPa 调整为PN≤4.0 M Pa。承插焊法兰的公称压力仍为PN≤10.0 MPa。
承插焊法兰虽然仅采用单面填角焊．但由于仅用于DN50以下的小口径管 道上，经核算其焊缝的承载能力还是足够的。
由于带颈平焊法兰或承插焊法兰的结构，尤其是焊接结构的特征，国外对其使 用亦有限制，现摘录供选用时参考；
A在剧烈循环条件下操作的法兰应使用带颈对焊法兰(ANSIB31.3 308.2.4)。
B带颈平焊法兰或承插焊法兰不应使用于有频繁的大幅度温度循环的配管系统(ANSI B31.3 308.2.1)。
C承插焊法兰不应使用于具有缝隙腐蚀或强腐蚀性介质(ANSI B31.3 308.2.1)。 上述“剧烈循环”指的是管道的位移应力即σE≥0.8倍的位移许用应力[σ］A，
或者当量循环数N≥7000的场合。上述定义可详见美国ANSI B31.3或HGJ 8—87《化工管道设计规范》。
由于金属环垫的压紧应力高,而承插焊法兰的承载能力又差于带颈对焊法兰，为
此承插焊法兰未设置环连接面。带颈平焊法兰的密封面型式有全平面、突面、凹凸面和榫槽面四种，承插焊法兰的密封面型式有突面、凹凸面、榫槽面三种。 （3）整体法兰
整体法兰广泛地应用于阀门、泵的设计。整体法兰的适用压力范围和公称直径
参照ISO7005-1和DIN法兰标准定为PN 0．6~25MPa和DN10~2000。整体法兰的密封面型式有全平面、突面、凹凸面、榫槽面和环连接面等五种。 (4)带颈对焊法兰
带颈对焊法兰是承载能力最好的法兰型式。也是化工工程设计中广泛使用
的法兰型式。对焊法兰的压力范围从1.0MPa~25 MPa ;法兰公称直径范围参照ISO7005-1进行调整．PNl.0、1.6MPa由DN600扩大至DN2000，PN 2.5MPa由DN600扩大至DN1000。 带颈对焊法兰密封面型式有全平面、突面、凹凸面、榫槽面和环连接面等五种。
(5)螺纹法兰
螺纹法兰是工程建设中广泛使用的—种法兰结构型式，具有现场安装方便，不
需焊接的优点。螺纹法兰仅适用于英制管系列。螺纹法兰采用的螺纹型式有GB 7306规定的55°圆锥内螺纹Rc、55°圆柱内螺纹Rp及按GB／T 12716规定的60°圆锥管螺纹NPT等三种。螺纹法兰的公称压力范围和公称直径范围为PN0.6~4.0 MPa，DN10~150 mm。 螺纹法兰密封面型式有全平面、突面等二种。
考虑到螺纹法兰的结构特性，因此不宜用于易燃、易爆和高度以及极度危害的 场合。
(6)对焊环松套法兰和平焊环松套法兰
对焊环松套法兰和平焊环松套法兰主要用于具有腐蚀性介质的管道系统。法兰
和对焊环、平焊环可以采用不同的材料，所以能节省不诱钢的用量、降低法兰成本，提高使用性能。
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标准规定对焊环松套法兰的法兰型式均采用板式法兰，其公称压力适用范围为 PN0.6~4.0 MPa ，公称通径为DN10~600 mm。对焊环松套法兰的密封面型式仅有突面一种。
平焊环松套法兰的制作较为简单，尤其适合设备制造厂单件生产，避免单件、
小批采购困难的优点。平焊环松套法兰的密封面型式有突面、凹凸面、榫槽面等多种密封面型式。
(7)法兰盖
法兰盖主要用于管道端部作封头用。为了与法兰匹配，基本上做到一种法兰就
配一个法兰盖，由此确定法兰盖的压力等级和密封面型式、公称通径。但PN1.0、~1.6 MPa公称通径为DN10~1200 ，PN2.5为DN10~600 mm，比法兰的通径范围略小。 法兰盖的密封面型式：全平面、突面、凹凸面、榫槽面和环连接面等五种。
(8)不锈钢衬里法兰盖
不锈钢衬里法兰盖系根据德国DIN，并参考日、美等国公司标准而制定的。 衬里法兰盖的密封面型式：突面、凸面、榫面等三种。
(9)法兰的压力-温度表
法兰的压力一温度表，是指法兰在不同工作温度下所能承受的最大无冲击工作 压力，是法兰选用的重要参数，尤其是对高温下使用的法兰。
(10) 管法兰配套垫片标准
管法兰连接的主要失效形式是泄漏。泄漏与密封结构型式、被连接件的刚性、
密封件的性能、操作和安装等许多因素有关。垫片作为法兰连接的主要元件，对密封起着重要作用。
近年来国外工业发达国家出于石棉危害人体健康，相继对石棉制品加以禁止或
限制使用。随着引进装置的增多，出于与国际接轨的要求，我国对石棉制品使用的限制也越来越多。为此在本标准中，保留了石棉橡胶板和耐油石棉橡胶板以外，引入了橡胶垫片、合成纤维橡胶垫片和改性或填充聚四氟乙烯板垫片等无石棉垫片品种。
聚四氟乙烯(PTFE)是含氟塑料中的最重要的—种产品。聚四氟乙烯具有许多优
越的性能，如极好的化学稳定性、良好的热性能(-200—+260℃)、电绝缘性、表面不粘性、自润滑性和耐大气老化性等，目前常用的聚四氟乙烯垫片的牌号为G-3510。
2、HG 20615~20635-97（美洲体系）
HG20615~20635-97钢制管法兰美州体系部分是以美国ANSI B16.5、ANSI B16．47(大直径法兰B系列)为法兰部分的编制依据．垫片部分以ANSI B16.20和ISO 7483-91为编制依据，紧固件以ISO7005-1及SH 3404为M制紧固件的编制依据。ISO7483-91即为ISO 7005-1中的PN2.0-42.0MPa法兰配套的垫片标准。
HG美州体系法兰采用了ANSI B16．5全部法兰型式，包括平焊（SO）、对焊 （WN）、螺纹(Th)、承插(SW)、松套(LF但不包括对焊环)、法兰盖（BL）、整体（IF，法兰管件）。但在比力等级及公称直径范围作了调整。
（1）密封面型式:
a． 选用了突面、环连接面、全平面、大凹凸面及大榫槽面。 b删除了小凹凸面及小榫槽面(工程设计的管法兰从不采用)。
c对焊环(松套法兰)仅保留突面，删除了环连接面(内于国内尚不能制造该种环 连接面对焊环，且工程中使用极少，尚未发现采用场合)。
d．环连接面仅用于WN、BL、IF、SW等整体性较好的法兰型式，而未引入Th、 SO、LF等法兰型式。
e.全平面仅用于2.0MPa蒸汽的SO、Th、WN、IF相BL法兰。