歐洲(PN)系列法蘭的型式見圖5.1.13。公稱壓力參照EN1092-1,公稱壓力范圍為PN2.5~PN160。沒有PN250等級,PN250主要用于高壓法蘭,由于配合的鋼管壁厚增加,為了維持管內(nèi)的通徑,必須對鋼管的外徑尺寸進行調(diào)整,加大鋼管的外徑。
1. 法蘭類型
有板式平焊法蘭、帶頸平焊法蘭、帶頸對焊法蘭、整體法蘭、承插焊法蘭、螺紋法蘭、對焊環(huán)松套法蘭、平焊環(huán)松套法蘭、法蘭蓋和襯里法蘭蓋、孔板法蘭及夾套法蘭共計12種。
①. 板式平焊法蘭
板式平焊法蘭的適用范圍從PN25提高到PN40,建議不使用在易燃易爆和高度、極度危害介質(zhì)等要求嚴(yán)格的場合。其密封面型式包括突面和全平面。國內(nèi)外管法蘭標(biāo)準(zhǔn)中板式平焊法蘭的適用壓力范圍見表5.1.23。
②. 帶頸平焊法蘭和承插焊法蘭
與帶頸對焊法蘭相比,帶頸平焊法蘭和承插焊法蘭的頸部高度低,生產(chǎn)采用滾軋或模鍛的工藝,比帶頸對焊法蘭簡單。一方面,在引進的石油化工裝置中普遍使用帶頸平焊法蘭和承插焊法蘭結(jié)構(gòu)型式。另一方面,帶頸平焊法蘭和承插焊法蘭采用填角焊縫結(jié)構(gòu),現(xiàn)場安裝較方便。對施工單位可以省略焊縫拍片探傷的工序,所以,比較受歡迎。
③. 螺紋法蘭
螺紋法蘭是工程設(shè)計中廣泛使用的一種法蘭結(jié)構(gòu),具有現(xiàn)場安裝方便,不需要焊接的優(yōu)點。螺紋法蘭僅適用于英制管尺寸系列。采用的管螺紋分為按GB/T 7306規(guī)定的55°圓錐內(nèi)螺紋(Rc)、按GB/T 7306規(guī)定的55°圓柱內(nèi)螺紋(Rp)和按GB/T 12716規(guī)定的60°圓錐管螺紋(NPT)。在采用不同的管螺紋型式時應(yīng)注意:采用55°管螺紋時,DN150法蘭配用的鋼管外徑應(yīng)為165.1mm;采用60°圓錐管螺紋時,DN65法蘭配用的鋼管外徑應(yīng)為73mm,DN125法蘭配用的鋼管外徑應(yīng)為141.3mm。
④. 對焊環(huán)松套法蘭和平焊環(huán)松套法蘭
對焊環(huán)松套法蘭和平焊環(huán)松套法蘭主要適用于具有腐蝕性介質(zhì)的管道系統(tǒng),法蘭和對焊環(huán)、平焊環(huán)可以采用不同的材料,所以能節(jié)省不銹鋼的用量,降低法蘭成本,提高使用性能。松套法蘭中法蘭的變形并不直接導(dǎo)致密封面的轉(zhuǎn)角。平焊環(huán)松套法蘭的制作較為簡單,尤其適合設(shè)備制造廠單件生產(chǎn),可以避免單件、小批采購的困難。
⑤. 不銹鋼襯里法蘭蓋
不銹鋼襯里法蘭蓋的使用可以節(jié)省不銹鋼等貴重金屬材料,降低成本。本標(biāo)準(zhǔn)不銹鋼襯里法蘭蓋除可以用作內(nèi)壓法蘭蓋外,也適用于真空條件。襯里層與法蘭蓋的外側(cè)填角焊縫,實際上不承受強度,且與密封無關(guān),因此,凸面或榫面襯里法蘭蓋可采用間斷焊。
⑥. 孔板管法蘭
孔板管法蘭是由美國ASME B16.36中移植到PN系列管法蘭標(biāo)準(zhǔn)中的法蘭型式。孔板管法蘭與孔板配合,用于測定管內(nèi)流體速度,廣泛用于配管工程中。孔板法蘭的適用公稱壓力和公稱尺寸范圍參考ASME B16.36定為PN10~PN160和DN25~DN600,密封面型式僅有突面一種,測壓孔型式有NPY管螺紋連接和承插焊連接,適用于A、B兩個鋼管尺寸系列。
⑦. 夾套管法蘭
夾套管法蘭是石油化工配管工程中經(jīng)常使用的一種法蘭結(jié)構(gòu)型式。主要用于夾套管的管道連接,夾套管內(nèi)的蒸汽等介質(zhì)對內(nèi)管介質(zhì)進行加熱。夾套法蘭的適用公稱壓力和公稱尺寸范圍參照了SH/T3040《石油化工管道伴管和夾套管設(shè)計規(guī)范》。夾套法蘭的連接型式有板式平焊夾套管法蘭、帶頸平焊夾套管法蘭和帶頸對焊夾套管法蘭3種,密封面型式有突面、凹面/凸面和樺面/槽面三種,適用于A、B兩個鋼管尺寸系列。夾套法蘭的壓力額定值是按內(nèi)管所承受的壓力來確定。
2. 法蘭的壓力-溫度表
法蘭的壓力-溫度表數(shù)值是指法蘭在不同的工作溫度下所能承受的最大允許工作壓力,是標(biāo)準(zhǔn)法蘭選用的重要參數(shù),尤其是對高溫下使用的法蘭。EN1092-1中設(shè)定材料屈服強度225MPa為基準(zhǔn)。設(shè)計強度取下列最小值:①. 當(dāng)工作溫度低于材料的蠕變溫度時,取材料的屈服強度;②. 蠕變溫度時取材料最大許用應(yīng)力的1.5倍;③. 材料的設(shè)計強度高于225MPa者,仍取225MPa。由于法蘭的失效并非僅強度失效,而大多為剛度-變形-密封失效。因此,當(dāng)材料的設(shè)計強度高于225MPa時,并不增加承載能力。