1．概述
法蘭作爲一種連接件，是管線配管設計不可缺少的零件，也是閥門设计外接口的主要设计输入。准确理解标准的相关规定，设计并制造符合标准规定的连接法兰，是保证管线与閥門正确连接的基础，同时也是閥門与管道正常运行的保证。
目前国际上流行的管法兰标准主要有两大体系，即以德国DIN标准为代表的欧洲管法兰标准体系和以美国ANSI管法兰为代表的美洲管法兰标准体系。随着国际交流和国际贸易的日益增加，各类产品标准作为国际技术平台的作用也越来越重要，世界上一些工业先进国家都希望将本国标准纳入世界公认的标准体系中去，特别是日本，其钢制管法兰的壓力等級和公称尺寸与上述两个法兰标准体系都存在较大差异，不能与之互换，目前正在努力争取在修订ISO 7005.1 金属管法兰第一部分《钢制法兰》的标准时，将日本国家管法兰标准纳入到ISO 7005.1 中去，因此，将其原有的JIS B2220：2001《钢焊接型管法兰》和JIS B2238：1996《钢管法兰通则》统一综合修订为JISB2220：2004，并将修订后的JIS B2220：2004提交国际标准化机构(ISO)，以便使其纳入ISO 7005.1之標准中，如能成为现实，到那时国际管法兰标准可能将由欧洲体系、美洲体系和日本体系三大标准体系构成。
多年来，我国根据国内外市场的需求，一直致力于管法兰和密封垫片等的研究和标准制定工作，各行业和部门也都根据实际需要制定各自的钢制管法兰标准，可以说是种类繁多，各成体系，同时又互相关连，通用性很大。现在主要有GB／T9112～9124：2000(欧洲体系与美洲体系共存)，HG 20592～20604：1997(欧洲体系)，HG20615～20625：1997(美洲体系)，JB／T74～90：1994：(欧洲体系)，SH 3406：1996(美洲体系)等标准体系的管法兰标准。其中的GB／T和HG標准中的欧洲体系标准，完全采用了ISO 7005.1標准中的欧洲体系，而JB／T则是在延用原苏联标准的基础，纳入了ISO 7005.1的相关尺寸。但PNl6.0MPa和PN20.0MPa系列、PNl.0 MPa DN80、PN0.6MPa和PN0.25MPa DN500 与欧洲体系不同。在美洲体系中，都是按ANSI标准转化的，因此，可以达到互换。
爲了方便使用，本文主要對鋼制管法蘭的各標准的技術條件和相關要求進行總結歸納。歐洲體系則主要以國內各標准爲主。
2．法蘭類型與密封面形式代號及密封面表面
2．1 法蘭類型及代號见表1
| 法蘭類型 | 代號 | ||||||||||
| GB/T | HG | JB/T 歐體 |
SH3406 美體 |
ANSI | JIS B2220 | ||||||
| 歐體 | 美體 | 歐體 | 美體 | B16.5 | 16.47 | ||||||
| 整體 | √(1) | √ | IF | LF | √ | √ | IT | ||||
| 直 焊 式 |
（帶頸） 對焊 |
√ | √ | WN | WN | √ | WN(2) | √ | √ | WN | |
| 平焊 | 板式 | √ | DL | √ | SOP | ||||||
| 帶頸 | √ | √ | SO | SO | SO | √ | SOH | ||||
| （帶頸） 承插焊 |
√ | SW | SW | SW | √ | SW | |||||
| （帶頸）螺纹 | √ | √ | Th | Th | PT | √ | TR | ||||
| 松 套 焊 接 式 |
對焊环帶頸 | √ | √ | LJ | √ | LJ | |||||
| 對焊环板式 | √ | PJ/SE | LT/SE | √ | |||||||
| 平焊環板式 | √ | PJ/RJ | √ | ||||||||
| 翻邊環板式 | √ | √ | |||||||||
| 法蘭蓋 | √ | √ | BL | BL | √ | 不標注 | √ | √ | BL | ||
| 衬里法蘭蓋 | LB(S) | ||||||||||
注：（1）在代號栏中划“V”者为標准中有该种法蘭類型，但未有给定代號。
（2）SH3406標准中，DN>600时，只有帶頸對焊（WN）一种类型。
（3）格中空白時，表明該標准中無此類型法蘭。
2.2密封面形式及代號见表2
| 密封面型式 | 代號 | ||||||||||
| GB/T | HG | SH | JIS | ANSI | |||||||
| 全平面 | FF/FF(A) | FF | FF | FF | √ | ||||||
| 凸面 | RF/RF(A) | RF/RF(A) | RF | RF | √ | ||||||
| 凸凹面 | 凸面 | MF | M | MFM | M | MF | LM | MF | MF-M | √ | √ |
| 凹面 | F | FM | LF | MF-F | √ | ||||||
| 凖槽面 | 凖面 | TG | T | TG | T | TG | TF | TG-T | √ | √ | |
| 槽面 | G | G | GF | TG-G | √ | ||||||
| 環槽面 | RJ | RJ | RJ | / | √ | ||||||
2．3 密封面表面要求
2．3．1 密封面表面粗糙度各标准的规定见表3
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
注：(1)FF (A)和RF (A)栏内的深度、節距和刀具圓角的单位为mm；
(2)HG標准中，FF與RF欄內的上下兩組數據，上方爲FF的數據，下方爲RF的數據；
(3)JB／T標准中沒有全平面(FF)法蘭的型式。
2．3．2密紋水線適用密封面型式
(1)B16．5標准中，也適用于寬凸凹面，數據與凸面相同。
(2)JB／T與SH標准中對密紋水線沒有做出規定，用戶如要求，應在合同中規定要求。
2．3．3 密封面表面允许的缺陷
一般情況下，法蘭密封面表面是不應該允許有任何缺陷的，這也是一般所公認的，但美國標准B16.5與B16．47考慮到鑄造工藝的特殊性，在使用非金屬墊片的情況下，做出了對密紋水線型密封面表面允許的缺陷規定，歸納爲表4。
|
| ||||
| 公稱管徑 in |
不超過齒底部缺陷的最大徑向突起 | 超過齒底部深度缺陷的最大深度與徑向突起 | ||
| in | mm | in | mm | |
| ≤2-1/2 | 0.12 | 3.05 | 0.06 | 1.52 |
| 3 | 0.18 | 4.57 | 0.06 | 1.52 |
| 4～6 | 0.25 | 6.35 | 0.12 | 3.05 |
| 8～14 | 0.31 | 7.87 | 0.18 | 4.57 |
| 16 | 0.38 | 9.65 | 0.18 | 4.57 |
| 18～36 | 0.50 | 12.70 | 0.25 | 6.35 |
| 38～48 | 0.56 | 14.22 | 0.28 | 7.11 |
| 50～60 | 0.62 | 15.75 | 0.31 | 7.87 |
注：(1)缺陷問的距離必須大于4倍的允許缺陷的距離。
(2)徑向超過鋸齒槽的缺陷是不允許的。
本文表4是按B16.5中表3和B16.47表16(6.1.5條規定)兩表進行歸納的。最大徑向突起，標准中的定義爲：按缺陷的外半徑與內半徑之差進行計算的。且兩個半徑均以法蘭孔分布圓中心爲圓心。在B16.47中還規定，深度小于齒深一半的缺陷不應做爲拒收的原因。
國內各法蘭標准中(包括轉化美國標准的HG與GB／T標准等)均沒有對密紋水線表面的缺陷做出規定。幾個標准中對加工後表面的驗收規定基本相同，主要有以下兩條：機械加工表面不得有毛刺，有害的劃傷和其他降低法蘭強度及連接可靠性的缺陷；二是環連接面槽的兩側面不得有機械加工引起的裂紋、劃痕、創傷等表面缺陷。
MSS SP—44《钢制管道法兰》由于其规定的材料为锻件和钢板，因此也没有上述规定。
3．尺寸公差與形位公差
3．1 法兰厚度C
3．1．1 法兰厚度均有不同的正向公差，具体见表5
| 標准編號 | 法蘭類型 | 尺寸範圍 | 公差尺寸 | |
| 法蘭厚度（C） | 公稱通徑（DN） | |||
| GB/T、JB/T、HG歐體 | 標准中 所有類型 |
C<18 | 0、+2.0 | |
| 18<C<50 | 0、+3.0 | |||
| C>50 | 0、+4.0 | |||
| HG歐體 SH3406、B16.5 |
標准中 所有類型 |
DN≤450 | 0、+3.2 | |
| DN>450 | 0、+4.8 | |||
| B16.47 | 標准中 所有類型 |
C<25.4 | 0、+3.05 | |
| 25.4<C<50.8 | 0、+4.83 | |||
| 50.8<C<76.2 | 0、+7.87 | |||
| C<76.2 | 0、+9.65 | |||
| JIS B2220 | 所有類型 | C<20 | 0、+1.5 | |
| 20<C<50 | 0、+2.0 | |||
| C>50 | 0、+3.0 | |||
3．1．2 法兰厚度公称尺寸的确定
法兰厚度公称尺寸由于法兰标准体系、密封面型式或壓力等級不同，在不同的標准中有不同的规定。欧洲体系中，突面法兰、凸凹面法兰、榫槽法兰(JB／T除外)，一般将突台和槽深尺寸計算在法蘭厚度尺寸之内，JB／T的凸凹面法兰、榫槽面法兰和环连接面法兰的突台不計算在法蘭厚度之內。美洲体系中，壓力等級小于等于300磅级(PN≤5．0MPa)的凸面法兰，其0．06in(1．6mm)的突台尺寸計算在法蘭厚度之內；壓力等級大于等于400磅级(PN≥6．8 MPa)的凸面法兰，其O．25 in(6．4mm)的突台高度和所有凸凹面、榫槽面和环连接面法兰凸台高度和槽深则不計算在法蘭厚度之內。JIS B2220 标准则将突台和槽深計算在法蘭厚度之內。具体见表6。
| 類別 | 標准及體系 | 壓力等級 | 密封面型式 | |
| 突台與槽深 計算在法蘭 厚度之內 |
GB/T HG、SH |
歐體 | 所有壓力等級 | RF、MF、TG |
| 美體 | PN≤5.0MPa（300#） | RF | ||
| JB/T | 所有壓力等級 | RF、MF | ||
| ANSI | ≤300磅級（PN5.0MPa） | RF | ||
| JIS B2220 | 5K、10K、16K、20K、30K | FF、RF、MF、TG | ||
| 突台與槽深 不計算在法蘭 厚度之內 |
HG、SH | 歐體 | 所有壓力等級 | RJ |
| 美體 | PN≤6.8MPa（400#） | RF | ||
| 所有壓力等級 | MF、TG、RJ | |||
| JB/T | 所有壓力等級 | MF、TG、RJ | ||
| ANSI | ≥400磅級（PN6.8MPa） | RF | ||
| 所有壓力等級 | MF、TG、RJ | |||
注：SH3406標准中只有美洲体系。
3．2 法兰外径
法蘭外徑公差主要與通徑和法蘭厚度有關，具體見表7。
| 標准及體系 | 法蘭種類 | 尺寸範圍 | 公差範圍 | |
| 公稱通徑DN | 法蘭外徑ΦD | |||
| GB/T JB/T HG(歐體) |
所有型式 | DN≤150 | ±2.0 | |
| DN200～500 | ±3.0 | |||
| DN600～1200 | ±5.0 | |||
| DN≥1400 | ±7.0 | |||
| HG(美體) | WN | DN>600 | ±4.0 | |
| SH3406 | 所有型式 | DN≤600時 | DN≤Φ610 | ±1.6 |
| DN>Φ610 | ±3.2 | |||
| WN | DN>600 | ±4.0 | ||
| JIS B2220 | IT | DN≤1000 | -2，上限不規定 | |
| DN>1000 | -3，上限不規定 | |||
| IT以外 | DN≤600 | ±1.5 | ||
| DN>600 | ±3.0 | |||
注：(1)HG歐體標准中，DN≥1800时，公差範圍为±10．mm；
(2)HG美體標准中，DN≤600，ANSI B16．5及B16．47中均以法兰外径公差来做具体规定。
3．3 密封面公差
3.3.1 密封面直徑公差
(1)突面突面的直徑公差，各標准體系的給定方法不同，歐洲體系和日標中是按法蘭的公稱通徑分段給出，而美洲體系則是按突台的高度給出，具體見表8。
| 標准及法蘭體系 | 法蘭類型 | 尺寸範圍 | 公差範圍 | |
| 公稱通徑 | 突台高 | |||
| GB/T(歐)、JB/T、 HG(歐) |
所有類型 | DN≤250 | -1.0，+2.0 | |
| DN>250 | -1.0，+3.0 | |||
| GB/T(美)、SH、 HG(美)、B16.5 |
所有類型 | (DN≤600) | 1.6 | ±0.8 |
| 6.4 | ±0.5 | |||
| WN、BL | DN>600 | ±0.8 | ||
| B16.47 | WN、BL | (DN>600) | 1.6 | ±1 |
| 6.4 | ±2 | |||
| JIS B2220 | 所有類型 | DN≤700 | ±0.8 | |
| DN>700 | ±1.5 | |||
注：在 GB／T(美體)中，其突台高度分别为2与7，突台直径公差分别为±1.O和±2.O。
(2)凸凹面和榫槽面其相互配合的公称尺寸间隙不同。在歐體中，其名义尺寸的间隙一般为1 mm，其直径公差分别按基孔制和基轴制原则单向给出，公差值为0.5。在美洲体系中，其公称尺寸的间隙一般为1.5mm(DN00 为2.0mm)，其公差值则按公称尺寸双向给出．公差值为±O.5，这样扩大了加工尺寸的公差带。日标也是按通径分段，按公称尺寸给出双向公差。具体见表9。
| 標准與體系 | 尺寸類別 | 法蘭類型 | 尺寸範圍 | 公差範圍 |
| GB/T、JB/T、 HG(歐) |
台內徑、槽內徑 | 所有類型 | 所有尺寸 | -0.50、0 |
| 台內徑、槽內徑 | 0、+0.50 | |||
| HG(美)、 SH、B16.5 |
所有類型 | 所有尺寸 | ±0.5 | |
| JIS B2220 | LJ之外 | DN≤500 | ±0.3 | |
| 500<DN<1000 | ±0.35 | |||
| 1000<DN<1500 | ±0.40 | |||
| DN>1500 | ±0.50 |
注：HG美标体系中的HG 20624中没有发现公差範圍规定，按其他美洲体系标准一并给出。
3．3．2突台高度和槽深公差
(1)突面法蘭突台高度
突面法兰突台高度为非重要控制尺寸。除在国内的JB/T与HG(包括欧洲体系和美洲体系)标准有规定外，其他标准都来做具体规定。在有规定的两个標准中，其公差也是相当大的，即当突台高度分别为2、3、4、5时，规定的公差上限为0，下限分别为-1、-2、-3、-4，即保证突台高度在1mm以上即可。
(2)凸凹面和榫槽面的台高與槽深
在各自的標准中有不同的规定，在欧洲体系中一般台高为正向公差(+O.50)，槽深为负向公差(-0.50)，而JIS標准中则为双向公差(±O．2)，美洲体系中一般没做具体规定。標准中有规定的见表10。
| 标准代號 | 法蘭類型 | 尺寸範圍 | 公差範圍 | |
| 台高 | 槽深 | |||
| GB/T、JB/T、HG | 所有類型 | 所有尺寸 | 0、+0.50 | -0.50、0 |
| SH | 所有類型 | 所有尺寸 | 0、+0.40 | -0.40、0 |
| JIS B2220 | 所有類型 | 所有尺寸 | ±0.20 | ±0.20 |
注：HG中美洲體系沒有此項公差規定。
3．3．3環連接面(RJ)
在有环连接面尺寸公差的標准中，其规定都是相同(包括项目和数值)。日标中没有RJ密封面法兰。环连面的尺寸公差见表11。
| 環槽尺寸 | 環槽深度 E |
環槽頂寬 F |
中心圓直徑 P |
環槽角度 23° |
環槽圓角 Rmax |
密封面直徑 d |
| 公差值 | 0、+0.40 | ±0.20 | ±0.13 | ±0.5° | ±0.10 | ±0.50 |
3．4 螺栓孔
3．4．1 螺栓孔直径
在欧洲体系中，螺栓与螺栓孔的间隙是按螺栓的直径给出的，螺栓直徑大，其间隙则越大。而美洲体系和日标其间隙基本是固定的。日标中的间隙均为3mm，美标中经公英制换算其间隙为3.05、3.18、3.3 (0．12、O．125、0．13in)三个数据。法兰螺栓孑L直径公差，在国内各標准中(欧洲体系和美洲体系)均为±O．50，在美国ANsI標准中，则为单向正公差，DN≤250时，其正向偏为0.8；DN≥300时，其正向公差为1.6。
3．4．2 螺栓孔分布圆直径
螺栓孔分布圆的公差成两个体系，即欧洲体系的以螺栓直徑进行分档，而美洲体系和日标则按公稱通徑进行分档，具体数值见表12。
| 标准代號及体系 | 法蘭類型 | 尺寸範圍 | 公差值 | |
| 公稱通徑 | 螺栓直徑 | |||
| GB/T、JB/T、HG(歐體) | 所有類型 | M10～M24 | ±1.0 | |
| M27～M33 | ±1.25 | |||
| M36～M52 | ±1.5 | |||
| ≥M56 | ±2.0 | |||
| HG(美體) | 所有類型 | 所有尺寸 | ±1.6 | |
| SH、B16.5、B16.47 | DN≤300 | ±0.8 | ||
| DN>300 | ±1.6 | |||
| JIS B2220 | DN≤950 | ±0.8 | ||
| DN>950 | ±1.5 | |||
3．4．3兩相鄰螺栓孔弦心距
在欧洲体系中，按螺栓直徑分段给出相邻两孔弦心距的公差；美洲体系和JIS標准中所有尺寸的公差均为±0．8，具体公差值见表13。
| 标准代號及体系 | 法蘭型式 | 尺寸範圍 | 公差值 |
| GB/、HG(歐體) | 所有類型 | M10～M24 | ±0.50 |
| M27～M33 | ±0.625 | ||
| M36～M52 | ±0.75 | ||
| ≥M56 | ±1.0 | ||
| JB/T | 所有類型 | M10～M24 | ±0.5 |
| M27～M56 | ±0.8 | ||
| HG(美體)、SH、ANSI、JIS | 所有型式 | 所有尺寸 | ±0.8 |
3．4．4 任意两螺栓孔弦心距
在欧洲体系中，按公稱通徑分段给出了任意两螺栓孔的弦心距公差。美洲体系和JIS標准中则无此项规定，只有上条中的相邻两螺栓孔的弦心距公差，即保证在未注公差的范围内即可满足要求。欧洲体系中的任意两孔弦心距公差见表14。
| 标准代號及体系 | 法蘭類型 | 尺寸範圍 | 公差值 |
| GB/T、JB/T、HG(歐體) | 所有類型 | DN≤500 | ±1.0 |
| DN600～DN1200 | ±1.5 | ||
| DN>1400 | ±2.0 |
3．4．5螺栓孔分布圓與密封面的同軸度
在欧洲体系和美洲体系中，分别按公稱通徑分段给出了螺栓孔分布圆与密封面的同轴度公差，具体见表15，JIS标准对该项公差没有做具体规定。
| 标准代號及体系 | 法蘭類型 | 尺寸範圍 | 公差值 |
| GB/T | 所有型式 | DN≤65 | Φ1.0 |
| DN80～DN150 | Φ2.0 | ||
| DN200～DN500 | Φ3.0 | ||
| DN≤600 | Φ4.0 | ||
| JB/T HG(歐體) |
所有型式 | DN≤100 | Φ1.0 |
| DN≥125 | Φ2.0 | ||
| HG(美體) ANSI、(SH) |
所有型式 | DN≤≤65 | <0.8 |
| DN≥80 | <1.6 |
3．4．6 螺栓支撑面与密封间不平行度(夹角)
ANSI标准对该项公差没做具体规定。国内各标准及JIS標准中均不大于1°(SH3406在6．3．5条中申明，没有列入公差表中)。
未完，待續……
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