6.鋼制管法蘭國家標準主要修訂內容的介紹
6.1 標準的結構體系的改變
原標準首先是針對常規法蘭與船用法蘭分別制訂標準,不同的法蘭類型又分別制訂標準,同一法蘭類型但密封面型式不同也分別制訂標準,因此標準的數量很多,總計有40項標準,修訂后,首先是常規法蘭與船用法蘭合并,另外將同一法蘭類型的不同密封面型式的法蘭合并為一項標準。因此,盡管修訂后法蘭的類型增加了,但標準總數減少到14項。修訂后的鋼制管法蘭標準目錄見表4。
序號 | 標準號 | 標準名稱 | 備注 |
1 | GB/T 9112 | 鋼制管法蘭 類型與參數 | 系列標準 |
2 | GB/T 9113 | 整體鋼制管法蘭 | |
3 | GB/T 9114 | 帶頸螺紋鋼制管法蘭 | |
4 | GB/T 9115 | 對焊鋼制管法蘭 | |
5 | GB/T 9116 | 帶頸平焊鋼制管法蘭 | |
6 | GB/T 9117 | 帶頸承插焊鋼制管法蘭 | |
7 | GB/T 9118 | 對焊環帶頸松套鋼制管法蘭 | |
8 | GB/T 9119 | 板式平焊鋼制管法蘭 | |
9 | GB/T 9120 | 對焊環板式松套鋼制管法蘭 | |
10 | GB/T 9121 | 平焊環板式松套鋼制管法蘭 | |
11 | GB/T 9122 | 翻邊環板式松套鋼制管法蘭、壓制環板式松套鋼制管法蘭、長頸壓制環板式松套鋼制管法蘭 | |
12 | GB/T 9123 | 鋼制管法蘭蓋 | |
13 | GB/T 9124 | 鋼制管法蘭 技術條件 | |
14 | GB/T 13404 | 大直徑鋼制管法蘭 | 獨立標準 |
6.2 標準的范圍擴大和變化
(1)根據ISO標準,本標準將公稱壓力分為兩個系列,見表5。
公稱壓力系列 | 公稱壓力 | |||||||||||
PN系列 | PN2.5 | PN6 | PN10 | PN16 | PN25 | PN40 | PN63 | PN100 | PN160 | PN250 | PN320 | PN400 |
Class系列 | Class150 | Class300 | Class600 | Class900 | Class1500 | Class2500 |
與原標準相比,兩個系列的公稱壓力采用兩種標記,因此不容易混淆,而且與國際標準及國外標準保持一致。另外,根據EN 1092—1—2007標準,新增加了PN250、PN320和PN400三個壓力級,從而使PN系列的法蘭更加完善,能夠更好地滿足用戶的使用。
(2)原標準的最大公稱尺寸為DN3000,根據EN 1092—1—2007標準,修訂后的標準將PN系列法蘭的公稱尺寸擴大到DN4000。
(3)對于相對獨立的Class系列的大直徑鋼制管法蘭標準GB/T 13404,原標準是參照美國API 605標準修訂的(相當于ASME B16.47標準的B系列),根據ASME B16.47—2006標準,對原標準進行了重大的修訂,修訂后包括了A系列和B系列兩個完全獨立的尺寸系列,與美國標準完全接軌。
(4)根據 ENl092—1—2007標準,增加了法蘭的類型,但由于受標準數量的限制,部分標準的內容做了調整,如:GB/T 9120《對焊環板式松套法蘭》,將對焊環板式松套法蘭分為A型和B型兩種類型。GB/T 9122《環板式松套法蘭》標準包括了翻邊環板式松套法蘭、壓制環板式松套法蘭和長頸壓制環板式松套法蘭等三種類型。修訂后的法蘭類型見表6。
法蘭類型 | 整體法蘭 | 帶頸螺紋法蘭 | 對焊法蘭 |
法蘭類型代號 | IF | Th | WN |
法蘭標準編號 | GB/T 9113 | GB/T 9114 | GB/T 9115 |
法蘭簡圖 | ![]() |
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法蘭類型 | 帶頸平焊法蘭 | 帶頸承插焊法蘭 | 對焊環帶頸松套法蘭 |
法蘭類型代號 | SO | SW | LHL |
法蘭標準編號 | GB/T 9116 | GB/T 9117 | GB/T 9118 |
法蘭簡圖 | ![]() |
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法蘭類型 | 板式平焊法蘭 | A型對焊環板式松套法蘭 | B型對焊環板式松套法蘭 |
法蘭類型代號 | PL | LPC | LPR |
法蘭標準編號 | GB/T 9119 | GB/T 9120 | GB/T 9120 |
法蘭簡圖 | ![]() |
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法蘭類型 | 平焊環板式松套法蘭 | 翻邊環板式松套法蘭 | 壓制環板式松套法蘭 |
法蘭類型代號 | LPW | LPL | LPP |
法蘭標準編號 | GB/T 9121 | GB/T 9122 | GB/T 9122 |
法蘭簡圖 | ![]() |
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法蘭類型 | 長頸壓制環板式松套法蘭 | 法蘭蓋 | |
法蘭類型代號 | LPN | BL | |
法蘭標準編號 | GB/T 9122 | GB/T 9123 | |
法蘭簡圖 | ![]() |
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(5)根據EN 1092—1—2007標準,PN系列法蘭增加了帶0型圈槽的密封面型式。
(6)原 IS0 7005—1—1992標準中沒有與class400對應的壓力級,現在ISO標準直接引用ASME標準,而ASME B16.5標準中有該壓力級的法蘭,考慮到我國的相關標準及工程設計基本上不采用該壓力級的法蘭,國際上相關產品標準及工程設計也基本上不采用該壓力級,因此,本標準修訂后也沒有納入C1asss400的法蘭數據。
6.3 標準的尺寸數據修訂
6.3.1 PN系列法蘭的尺寸數據修訂
(1)EN 1092—1—2007標準通過計算對法蘭厚度尺寸進行了重大調整,特別是對于公稱尺寸大于等于DN700的法蘭,原標準存在公稱尺寸增大而法蘭厚度減少的情況,修訂后的標準,法蘭厚度均隨著法蘭的公稱尺寸的增大而增大。但是法蘭厚度尺寸的調整可能對法蘭的使用產生較大的影響,部分法蘭的厚度尺寸調整量非常大,如PNl6 DN2000的對焊鋼制管法蘭,原法蘭厚度為66mm,修訂后的法蘭厚度變成了124mm 。為了與國外標準保持一致,本標準的法蘭厚度尺寸與EN 1092—1—2007標準相同。
(2)根據實際使用要求,將GB/T 9123標準中PNlO、PNl6的鋼制管法蘭蓋的尺寸范圍從DNl200擴大到DN2000。將GB/T 9119標準中PNl0、PNl6的鋼制管法蘭的尺寸范圍從DNl200擴大到DN2000。
(3)對于PN標記的部分大直徑法蘭,EN 1092—1—2007標準沒有給出法蘭的厚度,要求用戶自行確定法蘭的厚度。為了用戶使用的方便以及我國標準的統一,國家標準在修訂時給出了這部分法蘭的厚度數據(見GB/T9113、GB/T 9119及GB/T 9120標準),并同時注明,用戶也可以根據計算確定法蘭厚度。
(4)對于公稱壓力為PN250、PN320和PN400 的法蘭,其配套的鋼管外徑尺寸與常規的鋼管外徑尺寸不同,因此,根據EN 1092—1—2007標準,在GB/T9112標準中增加了該壓力級的鋼管外徑尺寸表,以統一我國的設計與選用,見表7。
公稱尺寸DN | PN250 | PN320 | PN400 |
鋼管外徑 | |||
10 | 17.2 | 17.2 | 17.2 |
15 | 21.3 | 21.3 | 26.9 |
25 | 33.7 | 33.7 | 42.4 |
40 | 48.3 | 48.3 | 60.3 |
50 | 60.3 | 63.5 | 76.1 |
65 | 76.1 | 88.9 | 101.6 |
80 | 101.6 | 101.6 | 114.3 |
100 | 127.0 | 133.0 | 139.7 |
125 | 152.4 | 168.3 | 193.7 |
150 | 177.8 | 193.7 | 219.1 |
200 | 244.5 | 244.5 | 273.0 |
250 | 298.5 | 323.9 | - |
6.3.2 class 系列法蘭的尺寸數據修訂
(1)原標準法蘭的螺栓孔中心圓直徑是圓整到0.5mm的倍數,根據ASME B16.5標準改為圓整到0.1mm。
(2)原標準法蘭的厚度是圓整到O.5mm的倍數,根據ASME B16.5標準改為圓整到O.1mm。
(3)原標準法蘭的密封面尺寸圓整到0.5mm的倍數,根據ASME B16.5標準改為圓整到0.1mm。
(4)原標準PN20(Classl50)和PN50(class300)的法蘭厚度標注包括了凸臺的尺寸,根據ASME B16.5標準,修改后的法蘭厚度不包括凸臺尺寸。
(5)根據ASME B16.5標準,將原標準中屬于美洲體系(class系列)的法蘭公稱壓力標記按表8進行了修改,公稱壓力的標記與ASME B16.5標準一致。
| ||||||
原標準的公稱壓力標記 | PN20 | PN50 | PN110 | PN150 | PN260 | PN420 |
修改后的公稱壓力標記 | Class150 | Class300 | Class600 | Class900 | Class1500 | Class2500 |
(6)ASME B16.5標準是采用英制螺栓,螺栓孔尺寸也是采用英制尺寸,考慮到我國一般采用公制螺栓,故按照表9的規定將螺栓規格、螺栓孔尺寸從英制轉化為公制。
ASME標準螺栓規格,in | 1/2 | 5/8 | 3/4 | 7/8 | 1 | 11/8 | 11/4 | 13/8 | 11/2 |
本標準螺栓規格 | M14 | M16 | M20 | M24 | M27 | M30 | M33 | M36 | M39 |
ASME標準螺栓孔直徑,in(mm) | 5/8 (15.9) |
3/4 (19.1) |
7/8 (22.2) |
1 (25.4) |
11/8 (28.6) |
11/4 (31.8) |
13/8 (34.9) |
11/2 (38.1) |
15/8 (41.3) |
本標準修訂后的螺栓孔直徑,mm | 16 | 19 | 22 | 26 | 29 | 32 | 35 | 39 | 42 |
本標準修訂前的螺栓孔直徑,mm | 16 | 18 | 22 | 26 | 29.5 | 32.5 | 35.5 | 39 | 42 |
ASME標準螺栓規格,in | 15/8 | 13/4 | 17/8 | 2 | 21/4 | 21/2 | 23/4 | 3 | 31/2 |
本標準螺栓規格 | M42 | M45 | M48 | M52 | M56 | M64 | M70 | M76 | M90 |
ASME標準螺栓孔直徑,in(mm) | 13/4 (44.5) |
17/8 (47.6) |
2 (50.8) |
21/8 (54.0) |
23/8 (60.3) |
25/8 (66.7) |
27/8 (73.0) |
31/8 (79.4) |
35/8 (92.1) |
本標準修訂后的螺栓孔直徑,mm | 45 | 48 | 51 | 55 | 60 | 67 | 73 | 79 | 93 |
本標準修訂前的螺栓孔直徑,mm | 45 | 48 | 51 | 55 | 60 | 68 | 74 | 80 | 94 |
法蘭螺孔直徑按照本表轉換,能夠保證法蘭既可采用英制螺栓,也可采用公制螺栓。
6.4 標準的材料選用與壓力一溫度額定值
(1)對于PN系列鋼制管法蘭的材料選用,根據EN 1092—1—2007標準及我國的有關材料標準對原標準進行了全面的修訂,按照EN 1092—1—2007標準對材料的組別重新進行了分類,材料的組別及名稱與EN 1092—1—2007標準一致,PN系列法蘭的材料按照我國的有關材料標準選用,其材料與EN 1092一l一2007所列的材料盡可能對應。該部分的主要難點在于EN 1092—1—2007標準所列的材料均有在不同溫度下的力學性能數據,EN 1092—1—2007標準是以該力學性能數據為依據來確定法蘭的壓力一溫度額定值。但是我國只有少數材料標準有不同溫度下的力學性能數據,因此,本標準只能根據材料的化學成分及常溫下的力學性能數據與EN標準的材料進行對應,并根據EN標準的材料壓力一溫度額定值給出本標準相應材料的壓力一溫度額定值。另外,由于我國工程設計很少直接應用EN牌號的材料,因此本標準沒有直接引用EN的材料。
(2)對于Class系列鋼制管法蘭的材料選用,部分常用的ASTM標準材料已經轉化為我國的材料,這部分材料按照ASME B16.5標準對其進行組別分類,材料的組別及名稱與ASME B16.5標準一致,材料的壓力一溫度額定值也與ASME B16.5標準對應的材料一致。由于還有很多的 ASTM材料沒有相對應的國產材料,考慮到我國有越來越多的工程項目按照Class系列的法蘭進行設計和建造,今后必然會用到更多的ASTM材料,因此,本標準將ASME B16.5標準的所有材料及其材料的壓力一溫度額定值均作為資料性附錄的形式給出,以供我國用戶參考和使用。
6.5 法蘭的參考質量
關于法蘭的參考質量,EN 1092—1—2007標準在附錄中給出了有關的數據,而ASME B16.5標準沒有關于法蘭的參考質量數據,原國家標準的法蘭參考質量的數據也不完全。本標準關于PN系列法蘭的參考質量直接引用。EN 1092—1—2007標準的數據,對于Class系列的法蘭,本標準通過計算給出了法蘭的參考質量。由于實際制造的法蘭與理論計算的法蘭,其所用的管號可能有差異,實際使用材料的比重與理論計算的材料比重也有一定的差異,此外,法蘭的制造精度也會有差異,因此,法蘭的計算質量僅供參考。
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