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钢制管法兰技术条件与相关要求简要归纳与分析(二)

来源: 上海阀门 时间: 2012-05-30 点击: 3,182

4.焊端及焊接坡口

4.1 内径公差

4.1.1 对焊端与承插焊端内径公差

对焊端与承插焊端法兰内孔的公差值大部分标准是相同的,只有SH3406的承插焊孔公差与对焊端的内孔公差不同。根据各标准内孔的公称尺寸给定方法不同,因此其公差有正向的,有负向的,也有双向的。具体见表16。

表16 对焊与承插焊内孔公差
法兰代号及体系 法兰种类 尺寸范围 公差值
do d
GB/T WN、SW DN≤125 -1.0、+0.5
DN150~DN300 -1.5、+1.0
DN≥350 ±2.5
JB/T
HG(欧体)
WN、SW
(含其他型式)
DN≤100 0、+0.5
DN125~DN400 0、+1.0
DN450~DN600 0、+1.5
DN700~DN1000 0、+3.0
DN≥1200 0、+4.0
HG(美体)
SH、ANSI
WN、SW DN≤250 0、+0.8 ±0.8
DN300~DN450   ±1.6
DN≥500   -1.6、+3.2
SH SW DN15~DN50 0、+0.3 ±0.4
DN65~DN80 0、+0.4 ±0.8
JIS WN、SW DN≤100 0、+0.5 -0.5、0
>100~400   -1.0、0
>400~600   -1.5、0
>600~800   -2.0、0
>800~1000   -2.5、0
DN>100   -3.0、0

注:公差值栏do为承插焊法兰的承插孔。d为承插焊法兰的内孔(小孔)和带颈对焊法兰的内孔。一组数据时,则承插焊法兰的承插孔、内孔(小孔)与对焊法兰内孔的公差值相同。

4.1.2 除对焊和承插焊端以外法兰内径公差

对焊和承插焊以外,其他法兰内径公差,JB/T与HG(欧体)与对焊和承插焊相同,其余各标准及体系则均不相同。ANSI标准中对此项公差没做具体规定。具体数值见表17。

表17 对焊与承插焊之外法兰内径公差
法兰代号及体系 法兰种类 尺寸范围 公差值
GB/T 除WN、SW之外 DN≤125 0、+1.0
DN150~DN600 0、+1.5
DN700~DN1000 0、+3.0
DN≥1200 0、+4.0
JB/T、HG(欧体) 所有类型 DN≤100 0、+0.5
DN125~DN400 0、+1.0
DN450~DN600 0、+1.5
DN700~DN1000 0、+3.0
DN≥1200 0、+4.0
HG(美体)、SH SO、SJ DN≤250 0、+0.8
DN≥300 0、+1.6
JIS SOP、SOH、LJ DN≤100 0、+0.5
>100~400 0、+1.0
>400~600 0、+1.5
>600~800 0、+2.0
>800~1000 0、+2.5
DN>1000 0、+3.0

4.2 带颈对焊法兰对焊端

4.2.1对焊端外径

对焊端外径公差比较混乱,尤其是欧洲体系,每个标准都有不同的规定。而JIS标准之译文中“转载直径小径测”的含义不清,本文是按其标准中标注的代号“a”将其归纳为该项中,公差具体数值见表18。

表18 带颈对焊端法兰对焊端外径公差
标准代号及体系 尺寸范围 公差值 备注
公称通径DN 外径d
GB/T DN≤150   -1.0、+2.5 也适用:
对焊环松套法兰
翻边环松套法兰
DN200~DN600   -1.0、+4.0
DN≥700   -1.5、+5.5
JB/T DN≤125   -1.0、+2.5 也适用:
对焊环松套法兰
翻边环松套法兰
DN150~DN800   -1.0、+4.0
HG(欧体) DN≤125   -1.0、+2.5 也适用:
对焊环松套法兰
DN150~DN1200   -1.0、+4.0
DN≥1300   -1.0、+5.0

4.2.2对焊端端面宽和焊口角度

欧洲体系、美洲体系和日标法兰各成体系、体系间尺寸基本相同(接近),具体见表19。

表19 对焊端端面宽和坡口角度尺寸与公差
标准 端面宽 V型焊口角度
尺寸 公差 角度 公差
GB/T、JB/T、HG(欧体) 2 ±1 37.5° ±2.5°
HG(美体)、SH、ANSI 1.6 ±0.8 37.5° ±2.5°
JIS 1.6 ±0.8 32.5° ±2.5°

4.3 平焊法兰的焊接坡口

4.3.1 板式平焊法兰

(1)美洲体系中无板式平焊法兰。日本标准中有板式平焊法兰(SOP),最高压力等级为16K,标准中没有规定焊接坡口,而采用角焊缝直接将管道外径与法兰背面焊住。

(2)欧洲体系各标准均有板式平焊法兰,规定了法兰与钢管外径焊接时的焊接坡口。GB/T与HG标准中的焊接坡口为50。,而JB/T标准的焊接坡口为60。,焊接坡口的宽度按通径大小取值。具体见表20。

表20 GB/T和HG等标准板式平焊法兰焊接坡口宽度
公称通径DN 10~20 25~50 65~150 200 250 300
坡口宽度b 4 5 6 8 10 10/11
公称通径DN 350~600 700~1200 1400 1600 1800 2000
坡口宽度b 12 13 14 16 18/17 20/18

注:1.GB/T和HG标准焊接坡口的角度为50°,jB/T焊接坡口角度为60°。

2.坡口宽度有两个数据时,分子为GB/T标准的规定,分母为HG标准的规定。

从上述表中可以看出,焊接坡口的尺寸要求并不十分严格,但从焊接操作和焊接质量讲,还是有焊接坡口好些。其宽度按通径分档之外,笔者认为还应考虑到法兰的实际厚度,一般不应超过法兰厚度三分之一为宜。

4.3.2带颈平焊法兰

(1)美洲体系中的带颈平焊法兰没有规定焊接坡口尺寸,规定焊角高大于等于1.4倍钢管的厚度。

(2)日标中压力等级小于等于16K时,没有规定焊接坡口尺寸。

(3)GB/T9124、HG2065和J1S B2220标准(当压力等级大于等于20K时)均有该类法兰的焊接坡口的规定,坡口角度一般为50°,坡口宽度见表21~表23。

表21
公称通径DN 10~20 25~50 65~150 200 250 300 350~600
坡口宽度b 4 5 6 8 10 10/11 12

注:坡口宽度栏有两个数据时,分子为GB/T规定,分母为HG规定。

表22 PN>2.5MPa GB/T和HG标准带颈平焊法兰坡口宽度
公称通径DN 10~20 25~50 65~150 125 150 200 250 300 350 400 450 500 600
坡口宽度b 4 5 6 8/7 8 10 10/11 14/12 14/13 14 16 18/17 20/18

注:坡口宽度栏有两个数据时,分子为GB/T规定,分母为HG规定。

表23 JIS 20K带颈平焊法兰焊接坡口尺寸
公称通径DN 10~50 65~100 125 150 200 250 300 350 400 450 500~550 600
坡口角度α - 20° 30° 30° 30° 30° 30° 35° 35° 35° 35° 35°
坡口宽度m 4 5 7 8 9 10 11 12 13 15 16 18

注:JIS 30K带颈平焊法兰的焊接坡口尺寸与20K略有差异。

5.公称通径及钢管外径系列

欧洲体系法兰所使用的钢管外径为A、B两个系列,A系列为国际通用(俗称英制管)系列,B系列为国内常用(俗称米制管)系列。美洲体系法兰所用钢管系列为美洲系列,即英制管系列。但严格讲,两个体系的英制管系列钢管的外径尺寸绝大部分是相同的,只有2-1/2”(DN65)和5”(DNl25)尺寸不同,日标钢管的外径尺寸大部分接近英制管或与英制管完全相同,但DNl50~300时与英制管的差距较大。

再提及一点注意的是,在HG标准的美洲体系中的钢管外径尺寸是沿用欧洲体系的英制管系列,即DN65和DNl25的钢管外径尺寸分别为Φ76.1和Φ139.7与ANSI B16.5不同。当DN≥1200时,GB/T与HG标准中英制管(A系列)的外径尺寸也有差别,具体见表24。

表24 公称通径和钢管外径
公称通径
DN
GB/T HG B16.5
附录B
JIS B2220
附录2
欧洲体系 美洲体系 欧洲体系
A系列 B系列 A系列 B系列
10 17.2 14 (17.1) 17.2 14 17.1 17.3
15 21.3 18 21.3 21.3 18 21.3 21.7
20 26.9 25 26.9 26.9 25 26.7 27.2
25 33.7 32 33.7 33.7 32 33.4 34.0
32 42.4 38 42.4 42.4 38 42.2 42.7
40 48.3 45 48.3 48.3 45 48.3 48.6
50 60.3 57 60.3 60.3 57 60.3 60.5
65 76.1 76 73.0△ 76.1△ 76 73.0 76.3
80 88.9 89 88.9 88.9 89 88.9 89.1
100 114.3 108 114.3 114.3 108 114.3 114.3
125 139.7 133 141.3△ 139.7△ 133 141.3 139.8
150 168.3 159 168.3 168.3 159 168.3 165.2
200 219.1 219 219.1 219.1 219 219.1 216.3
250 273.0 273 273.0 273.0 273 273.0 267.4
300 323.9 325 323.9 323.9 325 323.9 318.5
350 355.6 377 355.6 355.6 377 355.6 355.6
400 406.4 426 406.4 406.4 426 406.4 406.4
450 457 480 457 457 480 457.2 457.2
500 508 530 508 508 530 508 508.0
600 610 630 610 610 630 609.6 609.6
700 711 720   711 720   711.2
800 813 820 813 820 812.8
900 914 920 914 920 914.4
1000 1016 1020 1016 1020 1016.0
1200 1220 1219△ 1200 1219.2
1400 1420 1422△ 1420  
1600 1620 1626△ 1620
1800 1820 1829△ 1820
2000 2020 2032△ 2020

注:(1)GB/T欧洲体系中,标准规定到DN3000,其钢管外径在公称通径基础上再加20mm,如:DN2600的钢管外径为中Φ2620。

(2)HG标准美洲体系和JIS标准中还有一些特殊规格的钢管外径,遇到时可查各自标准原文。

(3)划“△”者为美洲体系中各标准同体系钢管外径不一致相差较大的。

(4)表中GB/T和HG标准中的A系列为英制管外径,B系列为米制管外径。

6.法兰用紧固螺栓螺距

所有标准中,对公制螺纹直径d≤27,英制螺栓直径d≤1”(25.4mm)的均采用粗牙螺栓,对直径大于上述数据的,则有不同的规定。

(1)国内各标准,在GB/T中,GB/T9124第7条中建议,螺栓直径d≤45时,采用粗牙螺栓,d≥48时,采用螺距为4的细牙螺栓。在HG标准则在法兰尺寸标准表中直接给出螺栓的螺距。在欧洲体系中d=30~33时,螺栓螺距为2mm(此两规格螺距为3mm的为尽量不采用数据);d≥36时,采用螺距为3mm的细牙螺栓。在美洲体系中,d≤33时,采用粗牙螺纹;d≥36时,采用螺距为3mm的细牙螺纹,并在相应的《钢制管法兰紧固件》标准中也做出相应规定,而JB/T和SH两个标准,在法兰尺寸表格中均采用粗牙螺纹方法给出,技术要求中对螺栓螺距则没有做出具体规定。

(2)在美标中,螺栓直径d≤1”(25.4mm)时,采用ANSI B1.1.C1常用系列(粗牙螺纹),直径d≥1-1/8”(28.575mm)时,则要采用ANSI B1.1.C1的8牙系列螺栓。

(3)在日标中,螺栓直径d≥30时,在法兰尺寸表中则采用螺距为3mm的细牙螺栓。具体见表25。

表25 法兰螺栓(推荐)采用螺距
标准代号及体系 螺纹螺栓 备注
直径(d) (推荐)采用螺距(t)
B16.5
B16.47
d≤1″ ANSI B1.1.C1 常用系列 B16.5表1C
B16.47表4
d≥1-1/8″ ANSI B1.1.C1的8牙系列
GB/T9124 d≤45 GB/T193粗牙系列 GB/T9124第7条推荐
d≥48 t=4细牙
HG(欧体) d≤27 粗牙系列 各法兰尺寸表及HG20613《钢制管法兰紧固件》表中列出
30≤d≤33 t=2细牙
36≤d≤48 t=3细牙
d≥52 t=4细牙
HG(美体) d≤33 粗牙系列 各法兰尺寸表及HG20634《钢制管法兰紧固件》表中列出
d≥36 t=3细牙
JIS B2220 d≤27 粗牙系列 各法兰尺寸表中列出
d≥30 t=3细牙
JB/T、SH 法兰尺寸表按粗牙列出,技术条件中对螺距未做具体规定

7.结语

法兰是一种基础部件,有些结构尺寸(连接尺寸和密封面形式等),是使用的关键,也是阀门设计中的重要技术接口输入数据,一旦确定则必须按标准规定执行,对于其他尺寸要求与公差也应引起高度重视。

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