化工机械与设备法兰
《化工设备机械基础》第六章习题解答
第六章 容器零部件二、填空题：A 组：1 法兰联接构造，一般是由〔联接〕件，〔被联接〕件和〔密封元〕件三局部组成。
2 在法兰密封所需要的预紧力一定时，采取适当减小螺栓〔直径〕和增加螺栓〔个数〕的方法，对密封是有利的。
3 提高法兰刚度的有效途径是1〔增加法兰厚度〕 2〔减小螺栓作用力臂〕 3〔增加法兰盘外径〕。
4 制定法兰标准尺寸系列时，是以〔16MnR 〕材料，在〔200〕℃时的力学性能为根底的5 法兰公称压力确实定与法兰的最大〔操作压力〕，〔操作温度〕和〔法兰材料〕三个因素有关。
6 卧式容器双鞍座的设计中，容器的计算长度等于〔筒体〕长度加上两端凸形封头曲面深度的〔2/3〕。
7 配有双按时制作的卧室容器，其筒体的危险截面可能出现在〔支座〕处和〔跨距中间〕处。
8 卧式容器双鞍座的设计中，筒体的最大轴向总应力的验算条件是：轴向应力应为〔σ拉 ≤[]σt 〕 轴向压力应为〔σ压 ≤[]σt 〕和〔轴向许用压缩应力[]σac 的较小值〕 B 组：1 采用双鞍座时，为了充分利用封头对筒体临近局部的加强作用，应尽可能将支座设计的靠近封头，即A≤()D 0,且A 不大于〔0.2〕L2 在鞍坐标准规定的鞍座包角有θ=〔120°〕 和θ=〔150°〕两种。
3 采用补强板对开孔进展等面积补强时，其补强范围是：有效补强宽度是〔}22,2m ax {nt n d d B δδ++=〕外侧有效补强高度是〔min {接管实际外伸高度,1nt d h δ= }〕 内侧有效补强高度是〔min {接管实际内伸高度,2nt d h δ=}〕 4 根据等面积补强原那么，必须使开孔削弱的截面积A≤A e =(壳体有效厚度减去计算厚度之外的多余面积)A 1+(接收有效厚度减去计算厚度之外的多余面积)A 2+(焊缝金属截面积)A 3。
5 采用等面积补强时，当筒体径Di ≤1500mm时，须使开孔最大直径d≤(1/2)D i ,且不得超过〔520〕mm.当筒体直径D i ,>1500mm 时，，须使开孔最大直径d≤( 1/3)D i ,,且不得超过〔1000〕。
12种法兰及密封面形式介绍
法兰基本介绍管法兰及其垫片、紧固件统称为法兰接头。
应用：法兰接头是工程设计中使用极为普遍、涉及面非常广泛的一种零部件。
它是配管设计、管件阀门必不可少的零件，而且也是设备、设备零部件(如人孔、视镜液面计等)中必备的构件。
此外，其它专业如工业炉、热工、给排水、采暖通风、自控等，也经常使用法兰接头。
材质：锻钢、WCB碳钢、不锈钢、316L、316、304L、304、321、铬钼钢、铬钼钒钢、钼二钛、衬胶、衬氟材质。
分类：平焊法兰、带颈法兰、对焊法兰、环连接法兰、承插法兰、及盲板等。
执行标准：有GB系列(国家标准)、JB系列(机械部)、HG系列(化工部)、ASME B16.5（美标）、BS4504（英标）、DIN（德标）、JIS（日标）。
国际管法兰标准体系：国际上管法兰标准主要有两个体系，即以德国DIN(包括原苏联)为代表的欧洲管法兰体系和以美国ANSI管法兰为代表的美洲管法兰体系。
12种法兰类型及密封面形式>>>>1.板式平焊法兰板式平焊法兰（化工标准HG20592、国家标准GB/T9119、机械JB/T81）。
优点：取材方便，制造简单，成本低，使用广泛缺点：刚性较差，因此不得用于有供需、易燃、易爆和较高真空度要求的化工工艺配管系统和高度、极度危害的场合。
密封面型式有平面和突面。
>>>>2.带颈平焊法兰带颈平焊法兰属于国标法兰标准体系。
是国标法兰(又称GB法兰)的其中一种表现形式，是设备或管道上常用的法兰之一。
优点：现场安装较方便，可省略焊缝拍揉伤的工序缺点：带颈平焊法兰颈部高度较低，对法兰的刚度、承载能力有所提高。
与对焊法兰相比，焊接工作量大，焊条耗量高，经不起高温高压及反复弯曲和温度波动。
>>>>3.带颈对焊法兰带颈对焊法兰的密封面形式有突面(RF)、凹面(FM)，凸面(M)、榫面(T)，槽面(G)，全平面(FF)。
优点：连接不易变形,密封效果好,应用广泛,适用于温度或压力大幅度波动的管道或高温、高压及低温的管道,也用于输送价格昂贵介质、易燃易爆介质、有毒气体的管道上缺点：带颈对焊法兰的体积庞大，重量笨重，价格昂贵，安装定位很困难。
化工机械设备基础 第九章 法兰连接
33
例9-1：为一台精馏塔配一对联接塔身与封头的法兰。塔的 内径是1000mm，操作温度为280℃，设计压力为0.2MPa。材 质分别为20R、16MnR。请分别确定 法兰类型、尺寸。
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例9-2：为一台操作温度为300℃，设计压力为0.6MPa 的容器选配法兰。
22
五、法兰标准及选用
压力容器法兰标准
国标GB/T9115-2000
管法兰标准
机械部标准JB82-94
化工部标准HGJ50～53-91 HG20595-97HG20617-97
电力部标准GD0508～0509
美国标准ASME/ANSI B16.5
日标JIS/KS（5K, 10K, 16K, 20K）
9
力学分析结论
1．密封垫片是整个法兰联接的基础。 2．增加与法兰盘联接处容器厚度，不但会减小法兰加给器 壁的弯曲应力，面且增厚的器壁会增大法兰的刚度。 3．对法兰颈部主要作用的应力是弯曲应力，而弯曲应力的 大小是与受弯构件的厚度平方成反比，所以决定法兰强度大 小的关健尺寸是法兰盘的厚度。 4．法兰受力矩的大小与法兰栓孔中心圆和垫片中径之间的 距离有关，此距离越小，法兰力矩越小。适当确定螺栓直径 大小与数目
4．容器法兰尺寸的确定
按以下步骤进行： (1) 容器的公称直径(即其内径)DN和设计压力参照表10-
l初步确定法兰结构类型； (2)据容器的设计压力、设计温度及准备采用的法兰材
料，按表10-9或表10-10确定所选法兰的公称压力PN； (3)据确定的法兰的PN和DN返回查看表10-1，验证原来
据设计压力所初步确定的法兰类型是否包含有巳确定PN 与DN。
法兰适用范围
法兰适用范围
法兰是一种机械连接件，在工业领域中被广泛应用。
法兰适用范围包括以下几个方面：
1.管道连接：法兰用于管道连接，包括各种液体、气体和固体流体的输送，如石油、天然气、化学品、食品、制药和污水处理等领域。
2.设备连接：法兰用于连接各种设备和机械，如发动机、泵、压缩机、换热器、空调设备等。
3.船舶工业：法兰在船舶工业中应用广泛，包括船体、锅炉、蒸汽机、发动机、冷却水管道等。
4.食品、医药工业：法兰可用于连接各种食品和药品生产过程中的管道和设备，这是由于法兰在化学质量和表面处理方面的严格要求。
5.石化工业：在石化工业中，法兰被广泛应用于连接各种化工过程中的各种设备和管道，如塔、反应器、换热器等。
6.空调和制冷设备：对于制冷和空调设备中的连接件，法兰是最常用的连接方式之一。
7.建筑和机械工程：在各种建筑和机械工程项目中，法兰也被广泛使用。
例如，它可用于房屋管道中的连接，及机械工程项目中的连接等。
总之，法兰在各种工业领域中都有广泛的应用，如果你需要连接管道或其他设备，考虑使用法兰可能是一个不错的选择。
2-4化工设备常用零部件
八、液面计
液面计是用来观察设备内部液面位置的装置。液面计 结构有多种型式，其中部分已经标准化。最常用的是玻璃 管液面计、玻璃板液面计。
标记： 玻璃管液面计 WAⅠ，L=500 HG 5-227-80
除上述几种常用的标准化零部件外，还有如填料箱 等，可查有关标准。
典型化工设备的常用零部件
一、反应罐中常用零部件
耳式支座有A型、AN型 （不带垫板）、B型、BN型 （不带垫板）四种型式。A型、 （AN型）适用于一般立式设 备，B型（BN型）适用于带保 温层的立式设备。耳式支座 的结构尺寸见教材附录。 标记示例： JB/T4725－1992 耳座 A3 表示A型带垫板3号耳式 支座。
2、鞍式支座
鞍式支座适用于卧式设备，是应用最广泛的一 种支座，其结构如图示。
1900 2000 3200 3400 4800 5000
无缝钢管（外径） 159 219 273 325 377 426
筒体标记示例
对于一般中、低压设备的筒体，在已知公称直径和公称压力的条件 下，筒体的壁厚有经验数据可供选用。 标记示例：筒体GB/T9019－1988 DN1200×12，L=2500表示容器 的公称直径为1200mm,壁厚12mm，长为2500mm的筒体。 在明细栏中，一般采用“DN1200×12，H(L)=2500”来表示内径为 1200，壁厚12，高或长为2500的筒体。
五、补强圈
补强圈用来弥补设备因开孔过大而造成的 强度损失，其结构如图所示。补强圈的形状应 与被补强部分壳体的形状相符，使之与设备壳 体密切贴合，焊接后能与壳体同时受力。补强圈
的厚度和材料与器壁相同。
补强圈标记示例
补强圈 DN100×8―D―Q235―B JB/T4736 －1995 表示厚度为8、接管公称直径DN100、坡 口类型为D型、材料为Q235－B的补强圈。
化工设备机械基础第四版容器零部件
名称
特点说明
突面（RF ）
表面是一个光滑的平面，也可车制密纹水线。密封面结构简单，加工方便，且便于 进行防腐衬里。但是，这种密封面垫片接触面积较大，预紧时垫片容易往两边挤， 不易压紧。
凹凸面（MFM ）
密封面是由一个凸面和一个凹面相配合组成，在凹面上放置垫片，能够防止垫片被 挤出，故可适用于压力较高的场合。
为了不使介质泄漏，在密封面与垫圈之间所必须保留下来的最低比压。
2. 法兰的结构与分类
窄面法兰
按接触面分类：
宽面法兰
? 平焊法兰（图(a)、(b)） 法兰盘焊接在设备筒体或管道上，制造容易，应 用广泛，但刚性较差。法兰受力后，法兰盘的矩形截面发生微小转动，见 下图，与法兰相联的筒壁或管壁随着发生弯曲变形。于是在法兰附近筒壁 的截面上，将产生附加的弯曲应力。所以平焊法兰适用的压力范围较低
? 鞍式支座的鞍座包角q为120°或150°，以保证容器在支座上安放稳定。 鞍座的高度有200、300、400和500mm 四种规格，但可以根据需要改变， 改变后应作强度校核。鞍式支座的宽度b可根据容器的公称直径查出。
? 鞍座分为A 型（轻型）和B 型（重型）两类，其中重型又分为B Ⅰ～B Ⅴ 五种型号；A 型和B 型的区别在于筋板和底板、垫板等尺寸不同或数量 不同。
高法兰抗弯刚度；
(5). 操作条件
? 温度； ? 压力； ? 介质腐蚀性。
4. 法兰标准及其选用
4.1 法兰标准
法兰标准分为两个：压力容器法兰标准与管法兰标准。
衬 衬
名称
压力等级 PN （MPa ）
直径范围 DN （mm ）
温度范围
备注
甲
平 型 0.25，0.6，l.0，1.6
法兰机械标准和化工标准
法兰机械标准和化工标准
法兰机械标准主要涉及法兰的外形尺寸，螺栓孔、螺栓行程、螺栓孔
深度、内孔的尺寸等。
主要包括GB/T905-94以及GB/T17240-98三支法兰
标准。
1.GB/T905-94是一种常见的无护套法兰标准，主要用于连接法兰端
面的螺栓和螺母。
此标准的主要尺寸包括法兰端面宽度b、法兰高度h、
法兰外径D、螺栓孔直径d1和行程L等。
2.GB/T17240-98是带护套法兰标准，主要用于连接护套管接口，此
标准的主要尺寸有法兰端面宽度b、法兰外径D、护套外径D1、螺栓孔直
径d2和行程L等。
1.GB/T12701-91是一种常见的化工管道标准，主要用于石油、化工、冶金、制药、造纸、电力等行业的管道设计和制造，此标准的主要尺寸包
括管道内径DN、管道外径De、管壁厚度S等。
3.GB/T17188-1997是一种常见的化工设备标准，主要涉及到化工设
备的外形尺寸、材料种类、结构特性等，此标准的主要尺寸包括设备的宽度、高度、厚度、容积等。
化工设备化工设备的主要零部件
●压力容器法兰的选用步骤
▲ 由法兰标准中的公称压力和容器的设计压力，按设 计压力小于等于公称压力的原则就近靠一公称压力，若 设计压力非常接近这一公称压力且设计温度高于200℃， 则可提高一个公称压力等级，这样初步确定法兰的公称 压力；
▲ 由法兰公称直径、容器设计温度和以上初定的公称 压力查表4-1，并考虑不同类型法兰的适用温度初步确 定法兰的类型；
管法兰的密封面共有突面、凹凸面、榫槽面、全平 面和环连接面五种形式。
常用管法兰类型
管法兰密封面形式
四、标准法兰的选用
◆ 标准法兰基本参数
公称直径、公称压力
◆ 法兰的公称直径
公称直径是为了使用方便将容器及管子标准化以后
的标准直径，用“DN”表示。
压力容器法兰的公称直径是指与法兰相配套的容器 或封头的公称直径，对于用钢板卷制的圆筒公称直径就 是其内径，对用无缝钢管制作的圆筒其公称直径指钢管 的外径。
l E型适用于储存有毒介质或腐蚀介质的容器，采用全焊透结构，要求 当δn≤16 mm时，δn t≥δn/2；当δn＞16 mm时，δn t≥8mm。
l F型适用于中温、低温、中压容器及盛装腐蚀介质的容器，要求当 δn≤16 mm时，δn t≥δn/2，当δn＞16 mm时，δn t≥8mm，且接 管公称直径DN≤150 mm.
◆ 开孔对容器的影响
● 容器的整体强度削弱 ● 由于设备结构的连续性被破坏，使孔边局部区域
内出现应力集中。
二、对容器开孔的限制
◆ 当圆筒内径Di≤1500mm时，开孔最大直径d
≤Di/2，且d ≤520mm；当圆筒内径Di＞1500mm时，开
孔最大直径d ≤Di/3，且d ≤1000mm。
化工设计中法兰的设计选用
化工设计中法兰的设计选用2. 新疆寰球工程公司，新疆独山子，833699摘要:化工法兰是化工装置最常用的管件之一，不少事故是由法兰泄漏引起，合理选用法兰关系到化工装置能否长期安全稳定运行。
本文从法兰标准体系、法兰类型、法兰公称压力及法兰泄漏等，梳理法兰选用的基本方法，以提供法兰合理选用的参考。
关键词：法兰；类型；公称压力；泄漏校核引言化工装置设计过程中不可避免会用到法兰，法兰的合理选择及校核非常重要，尤其是高温、易燃、有毒介质，如果法兰选用不当导致介质泄漏，很可能引发安全事故，下面就化工法兰在设计中的选用及校核做一基本梳理。
1法兰标准体系的选用化工装置设计过程中常用的法兰标准体系有欧洲体系和美洲体系。
欧洲体系法兰标准：主要有HG/T 20592《钢制管法兰（PN系列）》；另外，GB/T 9124.1《钢制管法兰第1部分：PN 系列》也是欧洲体系法兰标准，但在化工装置使用较少。
美洲体系法兰标准：主要有HG/T 20615《钢制管法兰（Class系列）》和SH/T 3406《石油化工钢制管法兰》；另外，GB/T 9124.2《钢制管法兰第2部分：Class系列》也是美洲体系法兰标准，但在化工装置使用较少。
同公称尺寸、同公称压力的同类法兰，相同标准体系的法兰能够匹配连接，不同标准体系的法兰不能够匹配连接；通常同一项目选用统一的法兰标准体系及法兰标准。
2法兰类型型式法兰类型型式主要包含三方面信息：（1）接管端公称尺寸和钢管外径欧洲体系法兰公称尺寸和外径如下表1，由表1可见欧洲体系法兰外径根据设计需要可选英制管或公制管；美洲体系法兰公称尺寸和外径如下表2，由表2可见美洲体系法兰外径只可选英制管。
表1.欧洲体系法兰公称尺寸和钢管外径（mm）【1】表2.美洲体系法兰公称尺寸和钢管外径（mm）【2】（2）法兰类型欧洲体系法兰类型：板式平焊法兰（PL）、带颈平焊法兰（SO）、带颈对焊法兰（WN）、整体法兰（IF）、承插焊法兰（SW）、螺纹法兰（Th）、对焊环松套法兰（PJ/SE）、平焊环松套法兰（PJ/RJ）、法兰盖（BL）、衬里法兰盖（BL （S））。
各种法兰的知识
各种法兰的各种知识1、按化工行业标准分：整体法兰（IF）、螺纹法兰（Th）、板式平焊法兰（PL）、带径对焊法兰（WN）、带颈平焊法兰（SO）、承插焊法兰（SW）、对焊环松套法兰（PJ/SE）、平焊环松套法兰（PJ/RJ）、衬里法兰盖（BL（S））、法兰盖（BL）。
2、按石化行业标准分：螺纹法兰（PT）、对焊法兰（WN）、平焊法兰（SO）、承插焊法兰（SW）、松套法兰（LJ）、法兰盖（不表注）。
3、按机械行业标准分：整体法兰、对焊法兰、板式平焊法兰、对焊环板式松套法兰、平焊环板式松套法兰、翻边环板式松套法兰、法兰盖。
平焊钢法兰:适用于公称压力不超过2.5MPa的碳素钢管道连接.平焊法兰的密封面可以制成光滑式,凹凸式和榫槽式三种.光滑式平焊法兰的应用量最大.多用于介质条件比较缓和的情况下，如低压非净化压缩空气、低压循环水，它的优点是价格比较便宜；对焊钢法兰:用于法兰与管子的对口焊接,其结构合理,强度与刚度较大,经得起高温高压及反复弯曲和温度波动,密封性可靠.公称压力为0.25～2.5MPa的对焊法兰采用凹凸式密封面.承插焊法兰：常用于PN≤10.0MPa，DN≤40的管道中；松套法兰：松套法兰俗称活套法兰,分焊环活套法兰,翻边活套法兰和对焊活套法兰.常用于介质温度和压力都不高而介质腐蚀性较强的情况。
当介质腐蚀性较强时，法兰接触介质的部分(翻边短节)为耐腐蚀的高等级材料如不锈钢等材料，而外部则利用低等级材料如碳钢材料的法兰环夹紧它以实现密封；整体法兰：常常是将法兰与设备、管子、管件、阀门等做成一体，这种型式在设备和阀门上常用。
密封面形式：平面（FF）、突面（RF）、凸面（M）、凹面（F）、凹凸面（MF）、榫面（T）槽面（G）、榫槽面（TG）、环连接面（RJ）。
法兰材质有：20#、A105、Q235A、12Cr1MoV、16MnR、15CrMo、18-8、321、304、304L、316、316L等。
4、按国家标准分：整体法兰、螺纹法兰、对焊法兰、带颈平焊法兰、带颈承插焊法兰、对焊环带颈松套法兰、板式平焊法兰、对焊环板式松套法兰、平焊环板式松套法兰、翻边环板式松套法兰、法兰盖。
《化工设备机械基础》第六章习题解答
第六章 容器零部件二、填空题：A 组：1 法兰联接结构，一般是由（联接）件，（被联接）件和（密封元）件三部分组成。
2 在法兰密封所需要的预紧力一定时，采取适当减小螺栓（直径）和增加螺栓（个数）的办法，对密封是有利的。
3 提高法兰刚度的有效途径是1（增加法兰厚度） 2（减小螺栓作用力臂） 3（增加法兰盘外径）。
4 制定法兰标准尺寸系列时，是以（16MnR ）材料，在（200）℃时的力学性能为基础的5 法兰公称压力的确定与法兰的最大（操作压力），（操作温度）和（法兰材料）三个因素有关。
6 卧式容器双鞍座的设计中，容器的计算长度等于（筒体）长度加上两端凸形封头曲面深度的（2/3）。
7 配有双按时制作的卧室容器，其筒体的危险截面可能出现在（支座）处和（跨距中间）处。
8 卧式容器双鞍座的设计中，筒体的最大轴向总应力的验算条件是：轴向应力应为（σ拉 ≤[]σt ） 轴向压力应为（σ压 ≤[]σt ）和（轴向许用压缩应力[]σac 的较小值） B 组：1 采用双鞍座时，为了充分利用封头对筒体临近部分的加强作用，应尽可能将支座设计的靠近封头，即A≤(0.25)D 0,且A 不大于（0.2）L2 在鞍坐标准规定的鞍座包角有θ=（120°） 和θ=（150°）两种。
3 采用补强板对开孔进行等面积补强时，其补强范围是：有效补强宽度是（}22,2m ax {nt n d d B δδ++=）外侧有效补强高度是（min {接管实际外伸高度,1nt d h δ= }） 内侧有效补强高度是（min {接管实际内伸高度,2nt d h δ=}） 4 根据等面积补强原则，必须使开孔削弱的截面积A≤A e =(壳体有效厚度减去计算厚度之外的多余面积)A 1+(接管有效厚度减去计算厚度之外的多余面积)A 2+(焊缝金属截面积)A 3。
5 采用等面积补强时，当筒体径Di ≤1500mm时，须使开孔最大直径d≤(1/2)D i ,且不得超过（520）mm.当筒体直径D i ,>1500mm 时，，须使开孔最大直径d≤( 1/3)D i ,,且不得超过（1000）。
12种法兰及密封面形式介绍
法兰基本介绍管法兰及其垫片、紧固件统称为法兰接头。
应用：法兰接头是工程设计中使用极为普遍、涉及面非常广泛的一种零部件。
它是配管设计、管件阀门必不成少的零件，而且也是设备、设备零部件(如人孔、视镜液面计等)中必备的构件。
此外，其它专业如工业炉、热工、给排水、采暖通风、自控等，也经常使用法兰接头。
材质：锻钢、WCB碳钢、不锈钢、316L、316、304L、304、321、铬钼钢、铬钼钒钢、钼二钛、衬胶、衬氟材质。
分类：平焊法兰、带颈法兰、对焊法兰、环连接法兰、承插法兰、及盲板等。
执行尺度：有GB系列(国家尺度)、JB系列(机械部)、HG系列(化工部)、ASME B16.5（美标）、BS4504（英标）、DIN（德标）、JIS（日标）。
国际管法兰尺度体系：国际上管法兰尺度主要有两个体系，即以德国DIN(包含原苏联)为代表的欧洲管法兰体系和以美国ANSI管法兰为代表的美洲管法兰体系。
12种法兰类型及密封面形式>>>>1.板式平焊法兰板式平焊法兰（化工尺度HG20592、国家尺度GB/T9119、机械JB/T81）。
优点：取材方便，制造简单，成本低，使用广泛缺点：刚性较差，因此不得用于有供需、易燃、易爆和较高真空度要求的化工工艺配管系统和高度、极度危害的场合。
密封面型式有平面和突面。
>>>>2.带颈平焊法兰带颈平焊法兰属于国标法兰尺度体系。
是国标法兰(又称GB法兰)的其中一种表示形式，是设备或管道上经常使用的法兰之一。
优点：现场装置较方便，可省略焊缝拍揉伤的工序缺点：带颈平焊法兰颈部高度较低，对法兰的刚度、承载能力有所提高。
与对焊法兰相比，焊接工作量大，焊条耗量高，经不起高温高压及反复弯曲和温度动摇。
>>>>3.带颈对焊法兰带颈对焊法兰的密封面形式有突面(RF)、凹面(FM)，凸面(M)、榫面(T)，槽面(G)，全平面(FF)。
优点：连接不容易变形,密封效果好,应用广泛,适用于温度或压力大幅度动摇的管道或高温、高压及低温的管道,也用于输送价格昂贵介质、易燃易爆介质、有毒气体的管道上缺点：带颈对焊法兰的体积庞大，重量粗笨，价格昂贵，装置定位很困难。
这12种法兰你都认全了么法兰知识大全
这12种法兰你都认全了么法兰学问大全法兰基本介绍管法兰及其垫片、紧固件统称为法兰接头。
1、应用：法兰接头是工程设计中使用极为普遍、涉及面特别广泛的一种零部件。
它是配管设计、管件阀门必不可少的零件，而且也是设备、设备零部件（如人孔、视镜液面计等）中必备的构件。
此外，其它专业如工业炉、热工、给排水、采暖通风、自控等，也常常使用法兰接头。
2、材质：锻钢、WCB碳钢、不锈钢、316L、316、304L、304、321、铬钼钢、铬钼钒钢、钼二钛、衬胶、衬氟材质。
3、分类：平焊法兰、带颈法兰、对焊法兰、环连接法兰、承插法兰及盲板等。
4、执行标准：有GB系列（国家标准）、JB系列（机械部）、HG系列（化工部）、ASMEB16.5（美标）、BS4504（英标）、DIN（德标）、JIS（日标）。
5、国际管法兰标准体系：国际上管法兰标准紧要有两个体系。
以德国DIN（包括原苏联）为代表的欧洲管法兰体系以美国ANSI管法兰为代表的美洲管法兰体系。
12种法兰类型及特点1、板式平焊法兰板式平焊法兰（化工标准HG20592、国家标准GB/T9119、机械JB/T81）。
优点：取材便利，制造简单，成本低，使用广泛。
缺点：刚性较差，因此不得用于有供需、易燃、易爆和较高真空度要求的化工工艺配管系统和高度、极度危害的场合。
密封面型式有平面和突面。
2、带颈平焊法兰带颈平焊法兰属于国标法兰标准体系，是国标法兰（又称GB法兰）的其中一种表现形式，是设备或管道上常用的法兰之一。
优点：现场安装较便利，可省略焊缝拍揉伤的工序。
缺点：带颈平焊法兰颈部高度较低，对法兰的刚度、承载本领有所提高。
与对焊法兰相比，焊接工作量大，焊条耗量高，经不起高温高压及反复弯曲和温度波动。
3、带颈对焊法兰带颈对焊法兰的密封面形式有：突面（RF）、凹面（FM），凸面（M）、榫面（T），槽面（G），全平面（FF）。
优点：连接不易变形,密封效果好,应用广泛,适用于温度或压力大幅度波动的管道或高温、高压及低温的管道,也用于输送代价昂贵介质、易燃易爆介质、有毒气体的管道上。
化工设备机械基础9-容器零部件
公称压力（nominal pressure）是压力容器或管道的标准化
压力等级，即按标准化要求将工作压力划分为若干个压力等级。
指规定温度下的最大工作压力,也是一种经过标准化后的压力数
值。
Evaluation only.
ith在实As主际p要过os是程e指中.S标进l准行id件选e如用s法，f兰而or、不阀需.N门要E等每T规次3定都.5了要一进Cl系行i列计en标算t准。P以如r便法of于兰ile
（3）按法兰端面形状分类
ith（3.31A）s影Cpo螺响op预栓s法y紧er预兰力.i紧必密Sglh须力封it使的dE垫2e因v片0sa素0压lf4紧uo-a并r2t实0i.1现oN1初nE始TAo密sn3p封l.o条y5s.件e；ClP同it时ey预n紧tLt力Pd也r.不o能file
太大，否则将会使垫片被压坏或挤出。提高螺栓预紧力，可以增加垫 片的密封能力。采取减小螺栓直径，增加螺栓个数的办法对密封是有 利的。
（3）容器法兰尺寸的确定、示例及标记
步骤： （a）根据容器的公称直径DN和设计压力，参照表16-9初步确
定法兰的结构类型； （b）根据容器的设计压力p，设计温度t及准备采用的法兰材料，
ith（cA）按原sp根表来o据根1s6e所据-1.2确设S确l定计定i的压d所Ee法力v选sa兰p法所lf的u兰初oaPr的N步t和i公确.oND称定nEN压的T返o力法n回3lP兰.查Ny5类.；看型C表l是1i6否e-9n，包t以含P便有r验已of证确ile 定Co的pPyNr与igDhNt。 2004-2011 Aspose Pty Ltd.
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法兰简介介绍
法兰在医药食品领域的应用案例包括： 制药设备中的反应釜、离心机、干燥机 等设备的连接和密封，食品生产中的水 处理设备、消毒设备、灌装设备等设备
的连接和密封。
法兰在其他领域的应用案例
在建筑领域，法兰被广泛应用于 各种管道、通风设备、消防设备
等连接和密封。
在船舶制造领域，法兰被广泛应 用于各种管道、设备、舱室等连
铜及铜合金
具有较好的耐腐蚀性和导电性 ，常用于低压流体输送领域。
法兰的性能指标
压力等级
根据标准规范，法兰所能承受 的压力等级可分为低压、中压
、高压等不同级别。
密封性能
法兰的密封性能是衡量其质量 的关键指标，包括气体泄漏量 、液漏量等。
刚度与强度
法兰的刚度与强度直接关系到 其使用寿命和安全性，需根据 实际工况进行设计计算。
法兰简介介绍
汇报人：
2023-12-07
目录
CONTENTS
• 法兰的起源与发展 • 法兰的基本结构与类型 • 法兰的材料与性能 • 法兰的应用领域与案例 • 法兰的市场现状与发展趋势 • 法兰的选购与使用
01
法兰的起源与发展
法兰的起源
01
古代法兰
在古代，法兰最初是由亚历山大大帝下令制造的，主要用于军事装备和
接和密封。
在环保领域，法兰被广泛应用于 各种容器、设备、管道等连接和
密封。
05
法兰的市场现状与 发展趋势Leabharlann 全球法兰市场现状及发展趋势
总结词：稳步增长
详细描述：全球法兰市场在过去的几年中稳步增长，主要受下游石油、化工、天然气等行业的快速发展以及基础设施建设的 推动。预计未来几年，全球法兰市场将继续保持增长态势。
章教案容器零部件化工机械与设备
第一章教案容器零部件化工机械与设备教学目标：1. 了解容器零部件的基本概念和作用。
2. 熟悉常见容器零部件的名称、规格和用途。
3. 掌握容器零部件的选材和设计原则。
教学内容：1. 容器零部件的分类及作用筒体、封头、人孔、人孔盖、人孔法兰、视镜、液位计、安全阀、爆破片、螺栓、螺母等。
2. 常见容器零部件的名称、规格和用途筒体：承受物料压力和物料重量，连接封头和支座。
封头：密封容器口，防止物料泄漏。
人孔：方便容器内物料的装卸和检修。
人孔盖：覆盖在人孔上，密封人孔。
人孔法兰：连接容器和人孔盖。
视镜：观察容器内物料状态。
液位计：测量和控制容器内物料液位。
安全阀：防止容器内压力超过规定值。
爆破片：当容器内压力超过规定值时，自动破裂以释放压力。
螺栓：连接容器零部件。
螺母：配合螺栓使用，紧固容器零部件。
3. 容器零部件的选材和设计原则选材：根据容器内物料的性质、工作压力、工作温度等因素选择合适的材料。
设计原则：强度足够、密封可靠、结构简单、便于制造和维修。
教学方法：1. 采用多媒体教学，展示容器零部件的图片和实物。
2. 讲解容器零部件的名称、规格和用途。
3. 案例分析，分析实际工程中的容器零部件选材和设计。
4. 课堂讨论，引导学生思考容器零部件在实际应用中的重要性。
教学评估：1. 课后作业：要求学生绘制容器零部件的简图，并简要说明其作用。
2. 课堂问答：检查学生对容器零部件知识的掌握程度。
3. 小组讨论：评估学生在团队协作中解决问题的能力。
教学资源：1. 容器零部件图片和实物。
2. 相关教材和参考资料。
3. 计算机和投影仪。
教学安排：课时：2学时教学步骤：1. 导入：介绍教案容器零部件化工机械与设备的基本概念和重要性。
2. 讲解：讲解容器零部件的分类及作用，常见容器零部件的名称、规格和用途，容器零部件的选材和设计原则。
3. 案例分析：分析实际工程中的容器零部件选材和设计。
4. 课堂讨论：引导学生思考容器零部件在实际应用中的重要性。
化工部和机械部法兰标准的差别
化工部和机械部法兰标准的差别
化工部和机械部法兰标准的差别是指两者在材料、尺寸、连接方式等方面的不同。
首先，化工部法兰标准的材料一般是钢制，而机械部法兰标准的材料则有钢制、铸铁、不锈钢等多种。
其次，化工部法兰标准的尺寸一般比机械部法兰标准的尺寸要小，而机械部法兰标准的尺寸则更大，以适应不同的使用环境。
此外，化工部法兰标准的连接方式一般是焊接，而机械部法兰标准的连接方式则有螺栓连接、螺母连接等多种。
总之，化工部和机械部法兰标准的差别在材料、尺寸、连接方式等方面都有明显的不同，因此在使用时应根据实际情况选择合适的法兰标准。
机械部和化工部法兰对比
机械部和化工部法兰对比
机械部和化工部使用的法兰类型有一些不同。
机械部使用的法兰类型较多，包括平焊法兰、对焊法兰、螺旋腹板法兰、盲板、活套法兰等。
这些法兰主要用于连接管道和设备，具有轻便、密封性好、安装、拆卸方便等特点。
化工部使用的法兰类型相对简单，常用的法兰主要有平板法兰、对焊法兰、凸缘法兰、盲板、法兰堆焊法兰等。
这些法兰主要用于化工管道和设备连接，具有良好的耐腐蚀性、耐高温性、密封等特点。
总体而言，两种法兰类型在使用上各有优缺点，具体选择需根据具体应用环境和要求进行判断。
常见法兰规格的工程实例与应用案例
常见法兰规格的工程实例与应用案例法兰作为连接管道和设备的重要组件，在工程项目中具有广泛的应用。
在不同的工程场景下，使用的法兰规格会有所不同，本文将介绍一些常见的法兰规格，并通过工程实例与应用案例来说明其具体的使用情况。
一、国际标准法兰国际标准法兰是指符合国际标准规范的法兰，常见的有ISO、ANSI、JIS、DIN等规格。
这些规格通用性强，被广泛应用于各类工程项目中。
例如，在一座石化装置的设计与建设中，各个装置之间需要连接数百根管道，为了确保连接的安全可靠，采用了ANSI标准规格的法兰。
这些法兰连接紧密，具有良好的密封性，能够承受高压力和高温度的工况要求。
二、管道法兰管道法兰是指用于连接管道和设备的法兰，常见的有焊接法兰、螺纹法兰、平面法兰等。
不同管道规格和管道材料常需要选择不同的管道法兰进行连接。
例如，在一座供热工程项目中，为了确保供热管道的连接安全可靠，采用了焊接法兰。
焊接法兰连接牢固，适用于高温、高压的工作环境。
三、盲板法兰盲板法兰是指用于封堵管道和设备的法兰，常见的有平面盲板、凸缘盲板等。
在某个装置需要维修或停工期间，为了防止介质外泄，采用了盲板法兰进行封堵。
例如，在一座化工厂的装置维修期间，通过使用凸缘盲板进行管道的封堵，确保了维修工作的安全进行。
四、特殊法兰特殊法兰是指按照特殊需求设计和制造的法兰，常见的有锻造法兰、高压法兰、钢结构法兰等。
这些特殊法兰适用于特殊的工程条件和工作环境，具有特殊的功能和特点。
例如，在海洋工程项目中使用的高压法兰，通过特殊的结构设计和材料选择，能够承受海底深水区域的高压载荷。
通过以上的工程实例与应用案例，我们可以看到不同的工程项目对法兰规格的需求是多样化的。
在选择和应用法兰时，需要综合考虑工程条件、工作环境、介质特性等因素，并参考相关标准和规范来做出合适的选择。
只有在合适的法兰规格的使用下，才能确保工程项目的安全运行和长期稳定性。
在实际工程应用中，除了选择合适的法兰规格外，还需要注意法兰的安装和维护。
法兰标准(化工系列)
钢制管法兰(化工标准系列)2004-04-20发布 2004-05-01实施Q/OMHJ003.1-2004发布2目次前言 (Ⅱ)引言 (Ⅳ)1范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3公称通径和钢管外径 (1)4 公称压力 (1)5法兰类型 (2)6法兰尺寸 (3)7密封面型式 (6)8密封面尺寸 (6)9法兰材料 (6)10法兰的尺寸公差 (7)11法兰的压力-温度等级 (8)12法兰的螺栓支承面加工 (8)13法兰的焊接接头和坡口尺寸 (8)14法兰的水压试验 (9)15法兰的检验和验收 (9)16法兰的标记 (10)17法兰的包装和钢印标志 (10)18附加技术条件 (11)附录 A 可配合使用的管法兰标准(参考件) (12)I前言在Q/OMHJ003—2004《钢制管法兰》这个总标题下包括以下3个标准：Q/OMHJ003.1—2004 《钢制管法兰(化工标准系列)》Q/OMHJ003.2—2004 《钢制管法兰(国家标准系列)》Q/OMHJ003.3—2004 《钢制管法兰(机械标准系列)》根据国家质量技术监督局颁布的《压力容器安全技术监察规程》（2000年1月1日正式实施）第54条“钢制压力容器管法兰、垫片、紧固件的设计应参照行业标准HG20592~20635的规定”的规定，根据公司的实际情况，为减少钢制管法兰的类型、规格、品种、材料等以及节省设计、采购、制造等时间和成本，制定本标准；本标准由以下5个标准部分组成：HG20592—1997 《钢制管法兰型式、参数（欧洲体系）》HG20593—1997 《板式平焊钢制管法兰（欧洲体系）》HG20603—1997 《钢制管法兰技术条件（欧洲体系）》HG20604—1997 《钢制管法兰压力-温度等级（欧洲体系）》HG20605—1997 《钢制管法兰焊接接头和坡口尺寸（欧洲体系）》由于HG20592~20635—1997标准是参照了ISO7005-1—1992标准和ANSI B16.5—1996标准、DIN2573—1976、DIN2576—1976标准等修订而成的，而本标准是对HG20592~20635—1997标准的选用，因此，本标准也参照了上述标准；本标准参照了《石油化工管道安装设计便查手册》（中国石化出版社，2003年11月第1版）中的第四章第三节“钢制管法兰、垫片及紧固件”的有关内容；本标准规定了以下方面的内容：1 钢制管法兰的压力等级PN为(0.25~2.5)MPa；2 钢制管法兰的类型为板式平焊法兰（PL）；3 钢制管法兰公称通径的优选规格尺寸为DN32，40，50，65，80，100，125，150，200，250，300，350，400mm等13种规格以及适用钢管外径有国际通用系列（A）（俗称英制管）和国内沿用系列（B）（俗称公制管）；4 钢制管法兰密封面型式为平面（FF）和突面（RF）两种；5 钢制管法兰密封面尺寸；6 钢制管法兰的材料选用碳素钢和不锈钢两种,并按照国际惯例进行标记；7 钢制管法兰的技术条件和压力-温度等级[钢制管法兰的工作温度为(0~50)°C]；8 钢制管法兰的焊接接头和坡口尺寸；9 钢制管法兰的加工、试验、标记等；10 在特殊情况下，如果选用美洲体系钢制管法兰或上述系列外钢制管法兰的压力等级、类型、密封面型式、规格、参数、材料等，须经部门经理和标准化部经理的同意；I IQ/O M H J003.1-2004本标准由标准化部提出；本标准由标准化部归口；本标准由标准化部负责解释；本标准由刘文平负责起草；本标准是第一次发布。
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12.2 法兰联接概述
法兰联接的构成
• 一对法兰
• 一个垫片 • 数个螺栓、螺母
对法兰联接的要求
密封性 强度可靠 结构简单 拆装方便 经济合理
联接件强度破坏很少见，多是密封不好而泄漏。 设计中要防止介质泄漏。 法兰的失效：界面泄漏和渗透泄漏
渗透渗漏 垫片材质、型式 界面泄露 取决于密封面
设计压力0.2MPa。Q235-B。
压力不高，直径不大，根据操作温度、设计压力、初选甲型平 焊法兰，平面密封面； 根据操作温度、设计压力、所用材料，确定公称压力为0.6MPa ； 验证法兰类型； 查表得法兰的各部尺寸，联接螺栓M20，共36个； 查表确定螺栓、螺母及垫片；
用甲型平焊法兰、平面密封面，垫片用石棉橡胶板 联接螺栓M20，共36，材料Q235-A
法兰的翘曲变形
增加法兰厚度及连接处器壁厚度 减小螺栓孔中心圆直径 增加法兰盘外径
12.2 压力容器法兰
一、法兰密封原理
1）、预紧工况
初始密封条件：压紧应力达到一定数值使垫片变形，密封面上微隙被填满---------形成初始密封条件
预紧密封比压：形成初始密封条件时垫圈单位面积上的压紧力
槽中垫片不被挤动。 螺栓力较小，密封效果好。 适于易燃、易爆、有毒介质及较高压力。 结构较复杂，更换垫片较困难。 榫面容易损坏。
防止垫片被挤出， 适用于压力较高。
锥形密封面
梯形槽密封面
密封面型式选择，主要考虑压力、温度、介质
螺栓预紧力
螺栓力要大小合适，分布均匀 提高预紧力，可提高密封比压 过大预紧力可能会把垫片压坏或挤出 增加螺栓个数可使力分布均匀，但拆装更麻烦，另要考虑 扳手空间
垫片
垫片是法兰密封的基础 垫片适当变形和回弹能力是形成密封的必要条件。 垫片分类：非金属、非金属与金属混合制的垫片、金属 垫片材料的选择：根据温度、压力以及介质腐蚀决定，同时 考虑密封面形式、螺栓力的大小以及装卸要求等。
非金属垫片：
材料：橡胶石棉板、 聚四氟乙烯等。 特点：柔软，但耐温度和压力性能较金属垫片差 适用：只适用于常、中温和中、低压设备和管道
金属垫片：
材料：要求软韧，一般不要求强度高， 常用软铝、紫铜、铁(软钢)、蒙耐尔合金 （含Ni67％，Cu30％，Cr4～5％)钢等 适用：主要用于中、高温和中、高压法兰密封
金属与非金属混合制垫片：
金属包垫片
用薄金属板（镀锌薄钢板、 0Cr18Ni9等）将非金属包起来； 薄低碳钢带(或合金钢带)与石棉 带一起绕制而成。
确定了。
法兰公称压力：
与材料、操作温度以及最大操作压力有关
定义：以16MnR在200℃时的机械性能为基准 确定法兰尺寸，在200℃时，它的最大允许操 作压力就认为是具有该尺寸法兰的公称压力。
公称压力PN 0.6MPa法兰，用16MnR制造的，
在200℃时，最大允许操作压力0.6MPa。
平焊与对焊法兰都有带衬环的 与不带衬环的两种。
当设备是由不锈钢制作时，采 用碳钢法兰加不锈钢衬环，可 以节省不锈钢。
2、尺寸系列
两个 基本 参数
公称直径：同容器公称直径
公称压力：分为七个等级：
0.25、0.60、1.0、1.6、2.5、4.0、6.4
由法兰标准确定法兰尺寸的依据 只要法兰的公称直径、公称压力确定了，法兰的尺寸也就
最大允许操作压力将高于它的公称压力。
3、标准中法兰尺寸的确定
4、最大允许工作压力
材料 温度
16MnR 200℃
5、容器法兰的确定
法兰形式 垫片
公称压力的确定：
按照设计压力不大于最大允许工作压力确定
为操作温度300℃，设计压力0.6MPa的容器选配法兰（确定公称压力）。 材料15MnVR按公称压力0.6MPa查取。 材料20R按公称压力1.0MPa查取尺寸。
3)、法兰密封条件
预紧时：垫圈单位面积上的压紧力不小于预紧密封比压
工作时：垫圈单位面积上的压紧力高于工作密封比压
二、法兰结构与分类
1.按垫圈接触面形式分
窄面法兰 宽面法兰
2.按法兰整体性程度分
松式法兰 整体法兰
整体法兰
平：简单、制造容易、应用广 泛，整体性差，刚性差， 压力不太高， 对：有效地形成一个整体，壳 体与法兰同时受力，强度 和刚度好
13.2管法兰标准
同样公称直径的容器法兰和管法兰的尺寸不相同， 不能互相代用。
管法兰的型式除平焊、对焊法兰外，还有铸钢法兰、 铸铁法兰、活套法兰、螺纹法兰等。
管法兰标准查选方法、步骤与压力容器法兰同。
思考题：
1.法兰垫片密封的原理是什么？影响密封的因 素有哪些？ 2.法兰的型式有哪些？各有什么特点？ 3.法兰密封面型式有哪些？各适用什么场合？ 4.常用的垫片材料有哪些？
平焊法兰
对焊法兰
松式法兰
1. 未能有效地形成一个整体
2.
3.
适用压力较低
可采用不同材质，用于铜、 铝、陶瓷和石墨等非金属 容器
三、影响密封的主要因素
平面型
1、法兰密封面型式
2、螺栓预紧力
凹凸面型 榫槽面型
3、垫片
4 、法兰刚度
5、操作条件
结构简单，加工方便，便 于进行防腐衬里。 接触面积大，预紧时垫片 容易往两边挤，不易压紧。
7、法兰标记
法兰C-T 800-1.6 JB/T4702 -2000
公称压力1.6MPa，公称直径800mm的衬环榫槽密封面乙 型平焊法兰的榫面法兰
选配法兰步骤
1、根据公称直径和设计压力，先初选法兰结构类型 2、根据设计压力、设计温度、法兰材料，确定法兰 公称压力 3、根据公称工程直径和公称压力，验证法兰类型 4、根据法兰的公称直径和公称压力，然后查标准确 定法兰尺寸 5、根据法兰型式、材料、设计温度等选配螺栓、螺 母及垫片。
高于200℃的最大操作压力将低于它的公称
压力0.6MPa。
低于200℃仍按200℃确定其最高工作压力。
材料改为Q235-A，机械性能比16MnR差，公称压力 PN0.6MPa的法兰，200℃操作，
最大允许操作压力低于公称压力。
材料由16MnR改为15MnVR，机械性能优于16MnR，公称 压力PN0.6MPa的法兰，在200℃操作时，
2）、操作工况
内压轴向力拉伸，降低了压紧应力， 垫片有足够回弹，补偿变形， 当垫圈上的单位面积压紧力下降到某一临界值时，回弹不足，介质发生泄 漏，--------临界值称为工作密封比压
螺栓预紧力一定，密封比压主要决定于垫片材质 垫片材质确定后，垫片越宽，为保证密封比压，预紧力 越大，螺栓和法兰尺寸也越大,垫片不应过宽
缠绕垫片
四、容器法兰标准
1、类型与结构 甲型平焊法兰（JB5701-2000) 乙型平焊法兰（JB5702-2000) 长颈对焊法兰（JB5703-2000) 带衬环
厚度更大的颈，刚性大。 更高压力范围(0.6MPa～6.4MPa) 更高直径范围(300mm～ 2000mm)， 适用温度范围为-20℃～450℃。
选配法兰步骤
1 公称直径 设计压力
初选法兰结构类型
设计压力
2
设计温度 法兰材料
最大允许工作压力
确定法兰公称压力
公称直径
3
公称压力
验证法兰类型
公称直径
4
公称压力
查标准确定法兰尺寸
法兰型式
5
材料
选配螺栓、螺母及垫片
设计温度
例：塔身与封头的法兰。塔内径1000mm，操作温度280℃