法兰的分类、标准、装配以及连接
2020/08/15 17:44:57
法兰是 法兰盘的简称，这个名字是 flange的音译，最早是由一个叫爱尔恰尔特的英国人在1809年提出来的，并且还同时提出了法兰的铸造方法，但是在后来的相当一段时间都没有广泛的使用，直到二十世纪初，法兰才在各种机械设备以及管道连接上广泛的使用。
什么是法兰？
法兰（Flange），又叫法兰凸缘盘或突缘。通常是指在一个类似盘状的金属体的周边开上几个固定用的孔用于连接其它部件，在各种机械设备以及管道连接上广泛的使用。法兰是轴与轴之间相互连接的零件，用于管端之间的连接；也有用在设备进出口上的法兰，用于两个设备之间的连接，如减速机法兰。
法兰的分类？
1、按化工(HG)行业标准分：
整体法兰(IF)、螺纹法兰(Th)、板式平焊法兰(PL)、带颈对焊法兰(WN)、带颈平焊法兰(SO)、承插焊法兰(SW)、对焊环松套法兰(PJ/SE)、平焊环松套法兰(PJ/RJ)、衬里法兰盖(BL(S))、法兰盖(BL) 。
2、按石化(SH)行业标准分：
螺纹法兰(PT)、对焊法兰(WN)、平焊法兰(SO)、承插焊法兰(SW)、松套法兰(LJ)、法兰盖(不表注)。
3、按机械(JB)行业标准分：
整体法兰、对焊法兰、板式平焊法兰、对焊环板式松套法兰、平焊环板式松套法兰、翻边环板式松套法兰、法兰盖。
4、按国家(GB)标准分：
整体法兰、螺纹法兰、对焊法兰、带颈平焊法兰、带颈承插焊法兰、对焊环带颈松套法兰、板式平焊法兰、对焊环板式松套法兰、平焊环板式松套法兰、翻边环板式松套法兰、法兰盖。
法兰的标准
法兰作为一种连接件在国际上都广泛使用，这就需要有统一的标准。例如说管道法兰现在主要有两个标准体系，即以德国DIN（包括原苏联）为代表的欧洲管法兰体系（DIN，GB，JB，HG20592）和以美国ANSI管法兰为代表的美洲管法兰体系（包括 ANSI，GB，HG20615）。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。现将各国管法兰简介于下：
1、欧洲法兰体系
欧洲法兰体系：德国DIN（包括苏联）
- 公称压力：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, Mpa ；
- 公算通径：15~600mm ；
- 法兰的结构型式：平焊板式、平焊环松套式、卷边松套式、对焊卷边松套式、对焊环松套式、对焊式、带颈螺纹连接式、整体式及法兰盖 ；
- 法兰密封面有：平面、凹面、凹凸面、榫槽面、橡胶环连接面、透镜面及膜片焊接面 ；
- 苏联于1980年发布的OCT管法兰同录标准与德国DIN标准相似。
2、美洲法兰体系
美洲法兰体系：美国ANSI B16.5《钢制管法兰及法兰管件》
- 公称压力：150psi（2.0Mpa），300psi（5.0Mpa），400psi（6.8Mpa），600psi（10.0Mpa），900psi（15.0Mpa），1500psi（25.0Mpa），2500psi（42.0Mpa）；
- 公算通径：6~4000mm ；
- 法兰的结构型式：条焊、承插焊、螺纹连接、松套、对焊及法兰盖；
- 法兰密封面：凹面、凹凸面、榫槽面、金属环连接面。
3、JIS（日标）管法兰
JIS管法兰：在石油化工装置中一般仅用于公用工程，在国际上影响较小，在国际上没有形成独立体系。
附GB（国标）体系
我国钢制管法兰国家标准体系GB 。
1、 公称压力：0.25Mpa~42.0Mpa
- 系列1：PN1.0, PN1.6, PN2.0, PN5.0, PN10.0, PN15.0, PN25.0, PN42（主系列）
- 系列2：PN0.25, PN0.6, PN2.5, PN4.0
其中PN0.25，PN0.6，PN1.0，PN1.6，PN2.5，PN4.0共6个等级的法兰尺寸系属于以德国法兰为代表的欧洲法兰体系，其余为美国法兰为代表的美洲法兰体系。
在GB标准中，从属于欧洲法兰体系的公称压力级最大的为4Mpa，从属于美洲法兰体系的公称压力级最大为42Mpa。
2、公称通径：10mm~4000mm
3、 法兰的结构形式：
① 整体法兰 ② 单元法兰
- 螺纹法兰 ；
- 焊接法兰、对焊法兰 ；
- 带颈平焊法兰、带颈承插焊法兰、板式平焊法兰 ：松套法兰 、对焊环松套带颈法兰、对焊环松套板式法兰、平焊环松套板式法兰、板式翻过松套法兰
- 法兰盖（盲孔法兰） 。
4、法兰密封面：平面、凹面、凹凸面、榫槽面、环连接面
法兰装配
1.在装配法兰之前，必须清洗法兰表面，特别是密封表面。
2.在装配平板焊接法兰时，应将管端插入法兰内径厚度的2≤3，然后将法兰与管道点焊。如果是水平管，则应从上面点焊法兰，然后用90°角度尺从不同方向对法兰位置进行检查和校正，使其密封面垂直于管道的中心线，然后在点焊下的第二个点是正确的。
3.用90°角度尺从左右方向检查和纠正法兰位置，通过后的第三点和第四点点焊，完成法兰的点焊和固定。
4.就法兰对的装配而言，安装法兰的螺栓孔应与固定法兰的相应螺栓孔对齐，并与固定法兰平行，偏差不得小于每千个法兰外径的1.5％.，且不大于2mm。
5.在选择设备或阀门部件的匹配法兰时，应注意原设备或阀门部件的法兰是否与管道中使用的法兰连接尺寸一致。
常用软垫片材料
橡胶板和橡胶棉板是最常用的法兰软垫片材料。
1.工业橡胶板
橡胶板俗称工业橡胶板，又称工业硫化橡胶板或橡胶板。
2.橡胶棉板
橡胶棉板，又称石棉橡胶板，一般用作设备和管道法兰密封的垫片，介质可以是水、蒸汽、空气、各种气体、氨水、碱液和油等。
法兰连接
1.法兰连接应保持在同一轴线上，螺栓孔中心偏差不应超过孔径的5％，螺栓应自由穿孔。法兰的连接螺栓应具有相同的规格，安装方向应相同，螺栓应对称、均匀地拧紧。
2.不应使用不同厚度的斜垫圈来弥补法兰的不平行性。不要使用双垫圈。当大口径垫圈需要拼接时，不应与扁平端口对接，而应采用斜搭圈或迷宫的形式。
3.为方便法兰的安装和拆卸，紧固螺栓和法兰面不得小于200毫米。
4.拧紧螺栓时，应进行对称和相交，以确保垫圈的均匀受力。
5.螺栓和螺母应涂上二硫化钼、石墨油或石墨粉，以便随后去除：不锈钢、合金钢螺栓和螺母；管道设计温度在100℃或0℃以下；露天设施；大气腐蚀或腐蚀性介质。
6.安装前应对铜、铝和软钢等金属垫圈进行退火处理。
7.不允许直接埋设法兰连接。埋地管道的法兰连接应有检查井。如果必须埋设，应采取防腐蚀措施。