技术交流丨你对法兰有哪些了解？

在现代工业管道系统中，法兰(Flange)作为不可或缺的连接部件，发挥着至关重要的作用。无论是石油化工、电力、给排水，还是食品医药等行业，只要涉及管道输送，法兰就无处不在。

一、法兰连接结构

法兰通常是一盘状，外周有螺栓孔，中间是管道或设备穿过的孔洞。在安装时，两个法兰相对，中间放置垫片，然后用螺栓穿过螺栓孔并拧紧，从而将管道或设备紧密连接起来，确保管道内介质不会泄漏。同时，它也能为管道系统提供一定的支撑和定位作用。

不同材质的选择依据管道内介质的特性、工作压力和温度等因素而定。例如，在输送强腐蚀性介质的化工管道中，常选用不锈钢法兰；而在普通水管道系统里，碳钢法兰就能满足需求。

二、法兰的类型

常见的管道法兰有平焊法兰、对焊法兰、承插焊法兰、松套法兰和螺纹法兰等。

平焊法兰分为板式平焊法兰和带颈平焊法兰，结构简单、成本较低，适用于压力相对较低、管径较小的管道连接，在一般的民用建筑给排水和低压工业管道中应用广泛。

承插焊法兰适用于小口径管道，通过将管子插入法兰的承口内进行焊接，连接牢固且密封性能好。

对焊法兰的颈部与管子采用对焊连接，焊缝质量高，能承受较高的压力和温度，常用于石油化工、电力等行业的高温高压管道系统。

松套法兰的特点是法兰与管道不直接焊接，而是通过翻边、钢环等连接件与管道连接，适用于有色金属管道或需要频繁拆卸的场合，可减少对管道母材的损伤。

螺纹法兰则是利用螺纹与管道连接，安装和拆卸较为方便，一般用于压力不高、管径较小且需要经常检修的管道系统。

在管道系统中，法兰连接的管道维护也非常方便。当管道系统出现故障或需要进行局部改造时，法兰连接的可拆卸性使得维修工作变得相对简单。只需松开螺栓，即可分离法兰，对管道内部的设备或部件进行检修、更换，大大缩短了维修时间，降低了维护成本。

三、法兰的密封面形式

法兰密封面分为全平面、突面、凸凹面、榫槽面和环连接面。

全平面密封面：密封面是一个光滑的平面，适用于压力不高、介质无毒的场合，一般用于水管道等要求不高的连接。

突面密封又称平面密封法兰，密封面是平面，与垫片接触面积较大，预紧后，垫片易向两侧伸展或移动，密封性较差，只适合低压场合。

凹凸面密封面：由一个凹面和一个凸面组成，安装时需要配套使用，这种密封性能比平面法兰好，常用于中压、有毒有害介质的管道连接。

榫槽面密封：密封面是一个榫和一个槽，密封性非常好，一般用于易燃、易爆、有毒介质以及高压管道的连接。

环连接面密封的法兰，在法兰的突面上开出一环状梯形槽作为法兰密封面，和榫槽面一样，在安装和拆卸时必须在轴向将法兰分开，在管线设计时要考虑到将法兰在轴向分开的可能。

这种密封面专用来与金属材料加工成形状为八角形或椭圆形的实体金属垫片配合，实现密封连接，密封性能好，对安装要求严格，适合高温、高压工况，但对密封加工精度要求高。

四、法兰标记

法兰的外圈或密封面附近，通常会有以下主要信息：

• 1.公称直径（DN）：表示法兰连接的管道直径，单位通常为毫米（mm）。如“DN100”表示法兰适用于公称直径为100毫米的管道。

• 2.公称压力（PN）：表示法兰承受的设计压力，常用单位为兆帕（MPa）或磅每平方英寸（psi）。如“PN16”表示法兰的公称压力为16 bar。

美标法兰使用CLASS标记，如“CLASS 150”，表示其压力等级为150磅。• 3.材质代号：法兰材质决定了其强度、耐腐蚀性和适用环境。常见材质代号包括：

碳钢：如“A105”，表示锻造碳钢。

不锈钢：如“304”或“316”，分别表示不同类型的不锈钢。

合金钢：如“F22”，表示低合金钢。

• 4.标准代号：法兰的设计和制造需符合特定标准，如：

ANSI/ASME B16.5：美标法兰。

EN 1092-1：欧标法兰。

GB/T 9119：中国国家标准法兰。

• 5.热处理状态：部分法兰会标注热处理工艺，如“N”（正火）或“QT”（淬火和回火）。

五、法兰的标准和尺寸

法兰标准体系分为美洲标准和欧洲标准体系。法兰的配对尺寸（法兰的密封面和螺栓连接尺寸，如图中的框内尺寸）完全一致时，才能保持法兰的连接和密封是可靠的。很显然，不同标准系列，不同压力等级的法兰，基本上无法配对。即使有例外，例外的范围也很小，工程上一般也不这么做。

来自：阿斯米

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