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国内外管法兰标准的技术发展(二)

来源: 上海阀门 时间: 2012-05-26 点击: 3,027

6.钢制管法兰国家标准主要修订内容的介绍

6.1 标准的结构体系的改变

原标准首先是针对常规法兰与船用法兰分别制订标准,不同的法兰类型又分别制订标准,同一法兰类型但密封面型式不同也分别制订标准,因此标准的数量很多,总计有40项标准,修订后,首先是常规法兰与船用法兰合并,另外将同一法兰类型的不同密封面型式的法兰合并为一项标准。因此,尽管修订后法兰的类型增加了,但标准总数减少到14项。修订后的钢制管法兰标准目录见表4。

序号 标准号 标准名称 备注
1 GB/T 9112 钢制管法兰 类型与参数 系列标准
2 GB/T 9113 整体钢制管法兰
3 GB/T 9114 带颈螺纹钢制管法兰
4 GB/T 9115 对焊钢制管法兰
5 GB/T 9116 带颈平焊钢制管法兰
6 GB/T 9117 带颈承插焊钢制管法兰
7 GB/T 9118 对焊环带颈松套钢制管法兰
8 GB/T 9119 板式平焊钢制管法兰
9 GB/T 9120 对焊环板式松套钢制管法兰
10 GB/T 9121 平焊环板式松套钢制管法兰
11 GB/T 9122 翻边环板式松套钢制管法兰、压制环板式松套钢制管法兰、长颈压制环板式松套钢制管法兰
12 GB/T 9123 钢制管法兰盖
13 GB/T 9124 钢制管法兰 技术条件
14 GB/T 13404 大直径钢制管法兰 独立标准

6.2 标准的范围扩大和变化

(1)根据ISO标准,本标准将公称压力分为两个系列,见表5。

表5 修订后钢制管法兰标准的公称压力
公称压力系列 公称压力
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

与原标准相比,两个系列的公称压力采用两种标记,因此不容易混淆,而且与国际标准及国外标准保持一致。另外,根据EN 1092—1—2007标准,新增加了PN250、PN320和PN400三个压力级,从而使PN系列的法兰更加完善,能够更好地满足用户的使用。

(2)原标准的最大公称尺寸为DN3000,根据EN 1092—1—2007标准,修订后的标准将PN系列法兰的公称尺寸扩大到DN4000。

(3)对于相对独立的Class系列的大直径钢制管法兰标准GB/T 13404,原标准是参照美国API 605标准修订的(相当于ASME B16.47标准的B系列),根据ASME B16.47—2006标准,对原标准进行了重大的修订,修订后包括了A系列和B系列两个完全独立的尺寸系列,与美国标准完全接轨。

(4)根据 ENl092—1—2007标准,增加了法兰的类型,但由于受标准数量的限制,部分标准的内容做了调整,如:GB/T 9120《对焊环板式松套法兰》,将对焊环板式松套法兰分为A型和B型两种类型。GB/T 9122《环板式松套法兰》标准包括了翻边环板式松套法兰、压制环板式松套法兰和长颈压制环板式松套法兰等三种类型。修订后的法兰类型见表6。

表6 修订后钢制管法兰国家标准的法兰类型及代号
法兰类型 整体法兰 带颈螺纹法兰 对焊法兰
法兰类型代号 IF Th WN
法兰标准编号 GB/T 9113 GB/T 9114 GB/T 9115
法兰简图
法兰类型 带颈平焊法兰 带颈承插焊法兰 对焊环带颈松套法兰
法兰类型代号 SO SW LHL
法兰标准编号 GB/T 9116 GB/T 9117 GB/T 9118
法兰简图
法兰类型 板式平焊法兰 A型对焊环板式松套法兰 B型对焊环板式松套法兰
法兰类型代号 PL LPC LPR
法兰标准编号 GB/T 9119 GB/T 9120 GB/T 9120
法兰简图
法兰类型 平焊环板式松套法兰 翻边环板式松套法兰 压制环板式松套法兰
法兰类型代号 LPW LPL LPP
法兰标准编号 GB/T 9121 GB/T 9122 GB/T 9122
法兰简图
法兰类型 长颈压制环板式松套法兰 法兰盖  
法兰类型代号 LPN BL  
法兰标准编号 GB/T 9122 GB/T 9123  
法兰简图  

(5)根据EN 1092—1—2007标准,PN系列法兰增加了带0型圈槽的密封面型式。

(6)原 IS0 7005—1—1992标准中没有与class400对应的压力级,现在ISO标准直接引用ASME标准,而ASME B16.5标准中有该压力级的法兰,考虑到我国的相关标准及工程设计基本上不采用该压力级的法兰,国际上相关产品标准及工程设计也基本上不采用该压力级,因此,本标准修订后也没有纳入C1asss400的法兰数据。

6.3 标准的尺寸数据修订

6.3.1 PN系列法兰的尺寸数据修订

(1)EN 1092—1—2007标准通过计算对法兰厚度尺寸进行了重大调整,特别是对于公称尺寸大于等于DN700的法兰,原标准存在公称尺寸增大而法兰厚度减少的情况,修订后的标准,法兰厚度均随着法兰的公称尺寸的增大而增大。但是法兰厚度尺寸的调整可能对法兰的使用产生较大的影响,部分法兰的厚度尺寸调整量非常大,如PNl6 DN2000的对焊钢制管法兰,原法兰厚度为66mm,修订后的法兰厚度变成了124mm 。为了与国外标准保持一致,本标准的法兰厚度尺寸与EN 1092—1—2007标准相同。

(2)根据实际使用要求,将GB/T 9123标准中PNlO、PNl6的钢制管法兰盖的尺寸范围从DNl200扩大到DN2000。将GB/T 9119标准中PNl0、PNl6的钢制管法兰的尺寸范围从DNl200扩大到DN2000。

(3)对于PN标记的部分大直径法兰,EN 1092—1—2007标准没有给出法兰的厚度,要求用户自行确定法兰的厚度。为了用户使用的方便以及我国标准的统一,国家标准在修订时给出了这部分法兰的厚度数据(见GB/T9113、GB/T 9119及GB/T 9120标准),并同时注明,用户也可以根据计算确定法兰厚度。

(4)对于公称压力为PN250、PN320和PN400 的法兰,其配套的钢管外径尺寸与常规的钢管外径尺寸不同,因此,根据EN 1092—1—2007标准,在GB/T9112标准中增加了该压力级的钢管外径尺寸表,以统一我国的设计与选用,见表7。

表7 PN250、PN320、PN400法兰的钢管外径
公称尺寸DN PN250 PN320 PN400
钢管外径
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 系列法兰的尺寸数据修订

(1)原标准法兰的螺栓孔中心圆直径是圆整到0.5mm的倍数,根据ASME B16.5标准改为圆整到0.1mm。

(2)原标准法兰的厚度是圆整到O.5mm的倍数,根据ASME B16.5标准改为圆整到O.1mm。

(3)原标准法兰的密封面尺寸圆整到0.5mm的倍数,根据ASME B16.5标准改为圆整到0.1mm。

(4)原标准PN20(Classl50)和PN50(class300)的法兰厚度标注包括了凸台的尺寸,根据ASME B16.5标准,修改后的法兰厚度不包括凸台尺寸。

(5)根据ASME B16.5标准,将原标准中属于美洲体系(class系列)的法兰公称压力标记按表8进行了修改,公称压力的标记与ASME B16.5标准一致。

表8 Class系列法兰公称压力标记的修改
原标准的公称压力标记 PN20 PN50 PN110 PN150 PN260 PN420
修改后的公称压力标记 Class150 Class300 Class600 Class900 Class1500 Class2500

(6)ASME B16.5标准是采用英制螺栓,螺栓孔尺寸也是采用英制尺寸,考虑到我国一般采用公制螺栓,故按照表9的规定将螺栓规格、螺栓孔尺寸从英制转化为公制。

表9 Class系列法兰的螺栓规格、螺栓孔尺寸从英制转换到公制的规则
ASME标准螺栓规格,in 1/2 5/8 3/4 7/8 1 11/8 11/4 13/8 11/2
本标准螺栓规格 M14 M16 M20 M24 M27 M30 M33 M36 M39
ASME标准螺栓孔直径,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)
本标准修订后的螺栓孔直径,mm 16 19 22 26 29 32 35 39 42
本标准修订前的螺栓孔直径,mm 16 18 22 26 29.5 32.5 35.5 39 42
ASME标准螺栓规格,in 15/8 13/4 17/8 2 21/4 21/2 23/4 3 31/2
本标准螺栓规格 M42 M45 M48 M52 M56 M64 M70 M76 M90
ASME标准螺栓孔直径,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)
本标准修订后的螺栓孔直径,mm 45 48 51 55 60 67 73 79 93
本标准修订前的螺栓孔直径,mm 45 48 51 55 60 68 74 80 94

法兰螺孔直径按照本表转换,能够保证法兰既可采用英制螺栓,也可采用公制螺栓。

6.4 标准的材料选用与压力一温度额定值

(1)对于PN系列钢制管法兰的材料选用,根据EN 1092—1—2007标准及我国的有关材料标准对原标准进行了全面的修订,按照EN 1092—1—2007标准对材料的组别重新进行了分类,材料的组别及名称与EN 1092—1—2007标准一致,PN系列法兰的材料按照我国的有关材料标准选用,其材料与EN 1092一l一2007所列的材料尽可能对应。该部分的主要难点在于EN 1092—1—2007标准所列的材料均有在不同温度下的力学性能数据,EN 1092—1—2007标准是以该力学性能数据为依据来确定法兰的压力一温度额定值。但是我国只有少数材料标准有不同温度下的力学性能数据,因此,本标准只能根据材料的化学成分及常温下的力学性能数据与EN标准的材料进行对应,并根据EN标准的材料压力一温度额定值给出本标准相应材料的压力一温度额定值。另外,由于我国工程设计很少直接应用EN牌号的材料,因此本标准没有直接引用EN的材料。

(2)对于Class系列钢制管法兰的材料选用,部分常用的ASTM标准材料已经转化为我国的材料,这部分材料按照ASME B16.5标准对其进行组别分类,材料的组别及名称与ASME B16.5标准一致,材料的压力一温度额定值也与ASME B16.5标准对应的材料一致。由于还有很多的 ASTM材料没有相对应的国产材料,考虑到我国有越来越多的工程项目按照Class系列的法兰进行设计和建造,今后必然会用到更多的ASTM材料,因此,本标准将ASME B16.5标准的所有材料及其材料的压力一温度额定值均作为资料性附录的形式给出,以供我国用户参考和使用。

6.5 法兰的参考质量

关于法兰的参考质量,EN 1092—1—2007标准在附录中给出了有关的数据,而ASME B16.5标准没有关于法兰的参考质量数据,原国家标准的法兰参考质量的数据也不完全。本标准关于PN系列法兰的参考质量直接引用。EN 1092—1—2007标准的数据,对于Class系列的法兰,本标准通过计算给出了法兰的参考质量。由于实际制造的法兰与理论计算的法兰,其所用的管号可能有差异,实际使用材料的比重与理论计算的材料比重也有一定的差异,此外,法兰的制造精度也会有差异,因此,法兰的计算质量仅供参考。

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