容规对法兰的要求
1.钢制压力容器管法兰、垫片、紧固件的设计应当参照行业标准HG/T 20592～HG/T 20635-2009《钢制管法兰、垫片、紧固件》系列标准的规定；
2.盛装液化石油气、毒性为极度和高度危害以及强渗透性中度危害介质的压力容器，其管法兰应当按照行业标准HG/T 20592~HG/T 20635系列标准的规定，并且选用高颈对焊法兰、带加强环的金属缠绕垫片和专用级高强度螺栓组合；无法采用此类管法兰密封组合的，应当由设计者根据介质、压力与温度特性确定法兰连接结构。
注意：
1.介质的渗透性指流体介质对于密封材料和密封结构的穿透能力。
2.对于介质渗透性的“强、中、弱”只是相对的定性描述，还没有一个定量的界限区分标准。一般地讲，小分子气体、低黏度、低表面张力、挥发性强的液体对于非金属垫片来说都是具有较强渗透性的介质。例如：氢气、氦气、氨气、卤素气体、低分子的烷、烯烃等气体(或液化气体)以及汽油、甲醇、苯等轻质石油化工产品。
垫片
1.垫片的型式和适用范围按HG/T 20606~HG/T 20612的规定。
2.垫片的型式和材料应根据流体、使用工况（压力、温度）以及法兰接头的密封要求选用。法兰密封面型式和表面粗糙度应与垫片的型式和材料相适应。
3.垫片的密封载荷应与法兰额定值、密封面型式、使用温度以及接头的密封要求相适应。紧固件材料、强度以及上紧要求应与垫片的型式、材料以及法兰接头的密封要求相适应。
4.聚四氟乙烯包覆垫片不应用于真空或其嵌入层材料易被介质腐蚀的场合。一般采用PMF型，PMS型对减少管内液体滞留有利，PFT型用于公称尺寸大于或等于DN350的场合。
5.石棉或柔性石墨垫片用于不锈钢和镍基合金法兰时，垫片材料中的氯离子含量不得超过50×10-6。
6.柔性石墨材料用于氧化介质时，最高使用温度不应超过450℃。
7.石棉或非石棉垫片不应用于极度或高度危害介质和高真空密封场合。
8.具有冷流倾向的聚四氟乙烯平垫片，其密封面型式宜采用全平面、凹面/凸面或榫面/槽面。
9.公称压力小于或等PN16的法兰，采用缠绕式垫片、金属包覆垫片等半金属垫或金属环垫时，应选用带颈对焊法兰等刚性较大的法兰结构型式。
10.HG/T 20606和HG/T 20610所列非金属平垫片内径和缠绕垫内环内径可能大于相应法兰的内径，如使用上要求垫片（或内环）内径与法兰内径齐平时，用户应提出下列要求：
1）采用整体法兰、对焊法兰或承插焊法兰；
2）向垫片制造厂提供相应的法兰内径，作为垫片内径。
各种类型法兰的密封面型式及其常用范围
| 法兰类型 | 密封面型式 | 公称尺寸 | 公称压力 | 使用场合 |
| 带颈平焊法兰（SO） | 突面（RF） | DN15～DN6000 | Class150
Class300 |
公用工程及非易燃易爆介质；
密封要求不高； 工作温度-45℃～+200℃ |
| 螺纹法兰（Th） | 突面（RF） | DN15～DN150 | Class150 | ≤DN150，公用工程仪表等习惯使用锥管螺纹连接的场合；
使用压力较高时，推荐采用NPY螺纹 |
| 对焊环松套法兰（LF/SE） | 突面（RF） | DN15～DN6000 | Class150
Class300 |
不锈钢、镍基合金、钛等配管的法兰连接 |
| 承插焊法兰（SW） | 突面（RF） | DN15～DN50 | Class150～
Class900 |
≤DN150，非剧烈循环场合（温度、压力交变载荷）经常使用 |
| 带颈对焊法兰（WN）
整体法兰（IF） |
突面（RF） | DN15～DN1500
（＞600A、B） |
Class150～
Class900 |
经常使用 |
| 环连接面（RJ） | DN15～DN1500
（＞600A、B） |
Class600～
Class2500 |
高温或高压，≥Class600 | |
| 各种法兰类型 | 全平面（FF） | DN15～DN600 | Class150 | 与铸铁法兰、管件、阀门（Class125）配合使用的场合 |
| 各种法兰类型 | 凹面/凸面
榫面/槽面 |
DN15～DN600 | ≥Class300 | 使用于法兰盖与阀体连接等构件内部连接的场合，极少数用于与外部配管、阀门的连接 |
法兰结构
- 板式平焊法兰 （PL）
PN≤2.5MPa，低压场合常用。
只存在于欧洲体系，美洲体系无。
全平面（FF）和突面（RF）两种。
PN≥1.6MPa时，背面开角焊坡口。
- 带颈平焊法兰（SO）
中压场合常用。DN≤600。
欧洲体系PN≤4.0MPa；美洲体系PN≤26MPa 。
全平面（FF）、突面（RF）、凹凸面（MFM）和榫槽面（TG）四种。
PN≥1.6MPa时，背面开角焊坡口。
- 带颈对焊法兰 （WN）
中高压场合常用。
欧洲体系PN≤25MPa, DN≤2000。
美洲体系PN≤42MPa，DN≤600。
A1对应接管外径，欧洲体系分A、B系列，S≥接管厚度。
- 承插焊管法兰 （SW）
不常用，大接管不适用。
欧系DN10～DN50, PN1.0～10MPa。
美系DN15～DN80, PN2.0～26MPa。
欧系突面（RF）、凹凸面（MFM）和榫槽面（TG）三种密封面。美系多出一种环连接面（RJ）。
内部管头处不焊接，并留2mm间隙。
背面不开坡口。焊脚高≥1.4S。
- 对焊环松套管法兰 （PJ/SE,美LF/SE）
此种带短管焊环又称翻边，与接管对焊连接。实际应用中常与接管做成一体。
常用于有色金属制法兰，如钛法兰。
欧系DN10～DN600, PN1.0MPa～4.0MPa。
美系DN15～DN600, PN2.0MPa～11MPa。
只有突面（RF）一种密封面。
欧系法兰为PL法兰，美系为SO法兰。
翻边厚度不小于0.875倍接管壁厚。
注意反面圆角处圆滑过渡，对应法兰处有倒角。
- 平焊环松套管法兰 （PJ/RJ）
常用于低压场合的有色金属制法兰，如钛法兰。
欧系DN10～DN600, PN0.6MPa～1.6MPa。
美系无。
有突面（RF）、凹凸面（MFM）和榫槽面（TG）三种密封面。
焊环厚度远大于对焊环的翻边。
PN=1.6MPa时，焊环背面开角焊坡口。
- 管法兰盖 （BL）(又称盲板）
常用于设备上预留的备用管口及人孔等。
和各种法兰对应，有全系列的公称压力和公称直径，以及各种密封面形式。
- 不锈钢衬里法兰盖 （BL(S)）
常用于不锈钢设备，目的为节省不锈钢材料。
仅欧系列入，DN40～DN600,PN0.6MPa～4.0MPa。
有突面（RF）、凹凸面（MFM）和榫槽面（TG）三种密封面。
法兰盖上应开设一个M6的通气和检漏孔。通气压力不大于0.1MPa。
法兰盖和衬垫上还应按标准规定的位置和数量开设一些塞焊孔。
对超低碳不锈钢衬垫的塞焊孔，还应在碳钢法兰对应位置上开直径更大的底孔。
分过渡和盖面两次塞焊，并应选用不同的焊条。
密封面
全平面（FF）、突面（RF）、凹凸面（MFM）、榫槽面（TG）和环连接面（RJ）五种。
密封面：
- 全平面（FF）：
PN≤1.6MPa,常压和铸铁法兰场合。
- 突面（RF）：
适用于各种工况，PN≤4.0MPa时，采用非金属平垫片，当采用聚四氟乙烯包覆垫和柔性石墨复合垫时，可车制密纹水线，标记RF(A)。
- 凹凸面（MFM）：
PN≤16MPa, DN≤600。
适用于各种工况 。
为容易放置垫片，方便安装，左右配对时，设备上为凹面；上下配对时，朝上的为凹面。
- 环连接面（RJ）：
PN≥6.3MPa,DN≤400,用于高压场合。
- 榫槽面（TG）：
PN≤16MPa,DN≤600适用于各种工况。
为容易放置垫片，方便安装，左右配对时，设备上为槽面；上下配对时，朝上的为槽面。
表3.2.11 垫片型式选用
| 垫片
型式 |
公称压力
Class |
公称
尺寸 DN |
最高使用
温度 （℃） |
密封面
型式 |
密封面的表面粗糙度Ra
(μm) |
法兰型式 | |
| 非金属 | 橡胶垫片 | 150 | 150～1500 | 200a | 突面
凹面/凸面 榫面/槽面 全平面 |
3.2～12.5 | 各种型式 |
| 石棉橡胶板 | 150 | 300 | 各种型式 | ||||
| 非石棉纤维橡胶板 | 150～300 | 290b | 各种型式 | ||||
| 聚四氟乙烯板 | 150 | 100 | 各种型式 | ||||
| 膨胀或填充改性聚四氟乙烯板或带 | 150～300 | 200 | 各种型式 | ||||
| 增强柔性石墨板 | 150～600 | 650（450）c | 突面
凹面/凸面 榫面/槽面 |
3.2～6.3 | 各种型式 | ||
| 高温云母复合板 | 150～600 | 900 | 突面
凹面/凸面 榫面/槽面 |
各种型式 | |||
| 聚四氟乙烯包覆垫 | 150～300 | 150～600 | 150 | 突面 | 各种型式 | ||
| 垫片型式 | 公称压力
Class |
公称尺寸
DN |
最高使用温度（℃） | 密封面
型式 |
密封面的表面粗糙度Ra
(μm) |
法兰型式 | |
| 半金属 | 缠绕垫 | 150～2500 | 15～1500(A、B) | d | 突面
凹面/凸面 榫面/槽面 |
3.2～6.3 | 带颈平焊法兰
带颈对焊法兰 长高颈法兰 整体法兰 承插焊法兰 对焊环松套法兰 法兰盖 |
| 齿形组合垫 | 150～2500 | 15～1500(A、B) | c | 突面
凹面/凸面 榫面/槽面 |
3.2～6.3 | 带颈平焊法兰
带颈对焊法兰 长高颈法兰 整体法兰 承插焊法兰 法兰盖 |
|
| 金属包覆垫 | 300～900 | 15～1500(A、B) | f | 突面 | 1.6～3.2（碳钢、有色金属）
0.8～1.6（不锈钢、镍基合金） |
带颈对焊法兰
长高颈法兰 整体法兰 法兰盖 |
|
| 垫片型式 | 公称压力
Class |
公称尺寸
DN |
最高使用温度（℃） | 密封面
型式g |
密封面的表面粗糙度Ra
(μm) |
法兰型式 | |
| 金属 | 金属环垫 | 150～2500 | 15～1500(A、B) | 700 | 环连接面 | 0.8～1.6（碳钢、铬钢）
0.4～0.8（不锈钢） |
带颈对焊法兰
长高颈法兰 整体法兰 法兰盖 |
| a 各种天然橡胶及合成橡胶使用温度范围不同，详见本标准附录A和HG/T 20627。
b 非石棉纤维橡胶板的主要原材料组成不同，使用温度范围不同，详见本标准附录A并可向生产厂咨询。 c 增强柔性石棉板用于氧化性介质时，最高使用温度为450℃。 d 缠绕垫根据金属带和填充材料的不同组合，使用温度范围不同，详见HG/T 20631。 e 齿形组合垫根据金属齿形环和覆盖层材料的不同组合，使用温度范围不同，详见HG/T 20632。 f 金属包覆垫根据金属和填充材料的不同组合，使用温度不同，详见HG/T 20630。 g 各种类型法兰的密封面型式及其常用公称尺寸DN范围见表3.1.1所示。 H 非金属材料店片的使用温度和压力的乘积（p×T）最大值不应超过HG/T 20627的规定或按本标准附录A确认得厂商牌号，向有关垫片生产厂咨询。 |
|||||||
表3.3.1 螺栓和螺母选配
| 螺栓/螺母 | 紧固件
强度 |
公称压力
等级 |
使用温度
（℃） |
使用限制 | |||
| 型式 | 标准 | 规格 | 材料或性能等级 | ||||
| 六角头螺栓I型六角螺母（粗牙） | GB/T 5782
GB/T 6170 |
M14～M33 | 5.6/6 | 低 | ≤Class150（PN20） | ＞-20～+300 | 非有毒、非可燃介质以及非剧烈循环场合；
配用非金属平垫片 |
| 8.8/8 | 高 | ||||||
| A2-50
A4-50 |
低 | -196～+400 | |||||
| A2-70
A4-70 |
中 | ||||||
| 螺栓/螺母 | 紧固件
强度 |
公称压力
等级 |
使用温度
（℃） |
使用限制 | |||
| 型式 | 标准 | 规格 | 材料或性能等级 | ||||
| 全螺纹螺柱专用重型六角螺母（粗牙、细牙） | HG/T 20634 | M14～M33
M36×3～M90×3 |
35CrMo/30CrMo | 高 | ≤Class2500（PN420） | -100～+525 | — |
| 25Cr2MoV/30CrMo | 高 | ＞-20～+575 | |||||
| 42CrMo/30CrMo | 高 | -100～+525 | |||||
| 0Cr18Ni9 | 低 | -196～+800 | |||||
| 0Cr17Ni12Mo2 | 低 | -196～+800 | |||||
| A193，B8 C1.2/
A194-8 |
中 | -196～+525 | |||||
| A193，B8M C1.2/
A194-8M |
中 | ||||||
| A320，L7/ A194，7 | 高 | -100～+340 | |||||
| A453，660/ A194-8.8M | 中 | -29～+525 | |||||
| 公称压力
Class |
垫片类型 | 螺栓强度等级 |
| 150 | 非金属平垫片
聚四氟乙烯包覆垫片 |
低强度、中强度a、高强度a |
| 缠绕式垫片
具有覆盖层的齿形垫 |
中强度、高强度b | |
| 金属环垫（一般不采用） | 高强度 | |
| 300 | 非金属平垫片
聚四氟乙烯包覆垫片 |
中强度、高强度b |
| 缠绕式垫片
具有覆盖层的齿形垫或金属平垫 |
中强度、高强度b | |
| 金属包覆垫
金属环垫 |
高强度 |
| 公称压力
Class |
垫片类型 | 螺栓强度等级 | |||||||
| 600 | 增强柔性石墨垫
高温蛭石复合增强垫 |
中强度、高强度b | |||||||
| 缠绕式垫片
具有覆盖层的齿形垫或金属平垫 |
中强度、高强度 | ||||||||
| 金属包覆垫
金属环垫 |
高强度 | ||||||||
| ≥900 | 缠绕式垫片
具有覆盖层的齿形垫或金属平垫 |
高强度 | |||||||
| 金属包覆垫
金属环垫 |
高强度 | ||||||||
| a 应采用平面垫片或控制上紧扭矩。
b 应控制上紧扭矩。 |
|||||||||
| 垫片形式 | 公称压力
Class |
最高使用温度（℃） | 最大（p×T）
(MPa) |
公称尺寸
DN |
|||||
| 非金属 | 天然橡胶 | 150 | -50～+80 | 60 | 15～1500 | ||||
| 氯丁橡胶 | -20～+100 | 60 | |||||||
| 丁腈橡胶 | -20～+110 | 60 | |||||||
| 丁苯橡胶 | -20～+90 | 60 | |||||||
| 三元乙丙橡胶 | -30～+140 | 90 | |||||||
| 氟橡胶 | -20～+200 | 90 | |||||||
| 石棉橡胶板
耐油石棉橡胶板 |
-40～+300 | 650 | |||||||
| 非石棉纤维橡胶板 | 无机纤维 | 150～300 | -40～+290 | 960 | |||||
| 有机纤维 | -40～+200 | — | |||||||
| 聚四氟乙烯板 | 150 | -50～+100 | — | ||||||
| 膨胀或填充改性聚四氟乙烯板或带 | 150～300 | -200～+200 | — | ||||||
| 垫片形式 | 公称压力
Class |
最高使用温度（℃） | 最大（p×T）
(MPa) |
公称尺寸
DN |
|
| 非金属 | 增强柔性石墨板 | 150～600 | -240～+650（450） | 1200 | |
| 高温云母复合板 | 150～600 | -196～+900 | — | ||
| 聚四氟乙烯包覆垫 | 150～300 | 150 | —
|
15～600 | |
| 金属包覆垫 | 300～900 | a | —
|
15～600 | |
| 缠绕垫 | 150～2500 | b | — | 15～1500 | |
| 齿形组合垫 | 150～2500 | c | — | 15～1500 | |
| 金属环垫 | 150～2500 | 700 | — | 15～900 | |
| a 垫片的最高使用温度按包覆金属材料和填充材料中较低者确定。
b 垫片的最高使用温度按金属带材料和填充材料中较低者确定。 c 垫片的最高使用温度按覆盖层带材料和齿形金属环材料中较低者确定。 |
|||||
