常用钢制管法兰的选用原则_董风林
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或对焊法兰相比， 螺纹法兰具有安装、 维修方便的特 点， 可在一些现场不允许焊接的管线上使用 。 螺纹 法兰仅与英制系列管配套使用。适用于输送一般介 质、 工况平稳的场合。 除上述六种法兰类型外， 还有对焊环松套法兰 和平焊环松套法兰。松套法兰的密封面和法兰盘是 由分离的两部分组成， 密封件与管路焊接， 法兰盘穿 在管道上， 可以在管道上自由活动， 法兰盘仅起紧固 作用， 并不与介质接触。 密封件的材质通常都具有 耐腐蚀性， 主要用于腐蚀性介质。 在一些特殊场合
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盐业与化工
第 43 卷 第 5 期 2014 年 5 月
主要用在高温、 高压或二者均较高 插焊配合） 使用， 的工况。常在 PN≥40 的场合使用。 5 法兰的选用 在生产实际中钢制管法兰可按化工行业标准
表1
HG / T20592 － 2009 进行选取。 当法兰的公称尺寸 DN≤600 ， 公称压力 PN ≤16 ， 输送介质的最高温度 ≤300 ℃ 时， 也可按表 1 选取法兰的规格型号， 如有 必要再按标准查取法兰的具体尺寸 。
围， 着重介绍了钢制管法兰的公称直径 、 公称压力和法兰密封面等特性以及在管道设计中的 选用原则和选用方法， 文章简明清晰， 实用性强， 对法兰的正确设计选用具有一定的指导意 义。 关键词： 钢制管法兰； 公称直径； 公称压力； 密封面 文献标识码： B 文章编号： 1673 － 6850 （ 2014 ） 05 － 0048 － 03 中图分类号： TH11
板式平焊法兰 （PL ）
带颈平焊法兰 （SO ）
带颈对焊法兰 （WN ）
使用松套法兰， 如松掉螺栓后需要对管道进行调整 等， 可方便管道的拆装。 4 法兰的密封面 为满足不同生产工况的需要， 法兰设有五种不 同型式的密封面， 分别是全平面 FF、 突面 ＲF、 凹凸 面 MFM、 榫槽面 TG、 环连接面 ＲJ。 具体结构如图 3。 全平面 FF： 压紧面为平面。 这种密封面结构简 单， 加工方便。 但是接触面积大， 需要的预紧力大， 垫片易挤出， 密封性能较差。 使用压力 P ≤16 bar， 在有毒、 易燃、 易爆等介质中不能使用， 仅用于一般 性介质且操作条件比较缓和的工况下； 通常与铸铁 法兰或非金属法兰连接。
全平面 （FF ）
凸 面 （M ） 密封 垫片 凹 面 （FM ）
突面 （RF ）
榫 面 （T ） 密封 垫片 槽 面 （G ）
环连接面 （RJ ）
凹 / 凸面 （FM/M ）
榫 / 槽面 （T/G ）
图3 Fig． 3
法兰的密封面
Sealing surface of the flange
它常与对焊 突面 ＲF： 是应用最广的一种型式， PN25 压力等 和承插焊型式配合使用， 常用在 PN16 、 级中使用。 凹凸面 MFM： 由 一 个 凹 面 和 一 个 凸 面 配 合 组 成。垫片放凹面中。 便于对中， 能防垫片挤出。 常 与对焊和 承 插 型 式 配 合 使 用， 主要用于压力高于 PN16 的场合。它不便于垫片的更换。 榫槽面 TG： 使用情况于凹凸面法兰基本相同。 环连接面 ＲJ： 常与对焊连接型式配合 （ 不与承
收稿日期： 2013 － 12 － 06 作者简介： 董风林（ 1960 —） ， 大专， 工程师， 从事机械设计工作。 男， 天津人， 联系方式： 13012280204
董风林， 等： 常用钢制管法兰的选用原则 的公称压力 PN 限定了法兰使用的压力范围。 标准 法兰会在法兰外圆柱表面以钢印的形式把法兰的公 称尺寸 DN 和公称压力 PN 以及其它参数的具体数 值打印出来， 方便用户选用。 。 （ 1 bar = 0． 98 标准中 压 力 的 单 位 为“bar ” kgf / cm ， 1 bar = 0． 1 MPa） 。尺寸的单位为 “mm” 。 3 法兰的种类 常用的法兰有六种类型， 如图 2 所示。
WN FF MFM TG
推荐 可选 推荐 可选 可选 推荐 可选 推荐 可选 推荐 可选 可选 可选 推荐 可选 可选 可选 推荐 可选 可选 可选 推荐 可选 可选 推荐 可选
① ①②
①②
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无间隙腐蚀介质
① ①②
温 度 ＜260 ℃
10≤DN≤50 ○ DN≤150 DN≤300 DN≤400 DN≤600 ○ ○ ○ ○
1
前言
钢制管法兰主要用于管道及化工设备的连接， 在盐化工行业中广泛应用。 目前法兰标准较多， 有 国家标准 GB / T 9112 ～ 9124 － 2000 ； 化工行业标准 HG / T 20592 ～ 20635 － 2009 ； 机械工业标准 JB / T 74 ～ 90 － 1994 ； 美国标准 ASME B16． 5 等等。 文章以 盐化 工 行 业 中 广 泛 应 用 的 化 工 行 业 标 准 HG / T 20592 ～ 20635 － 2009 为例， 阐述各种钢制管 法兰的基本类型、 选用原则及选用方法。 其它标准 的法兰与化工行业标准内容大体相同， 其中有些法 兰完全可以互换替代使用， 选配法兰时需仔细核对。 2 法兰的基本特征 钢制管法兰又称法兰盘， 是一金属盘状物， 使用 中与金属管道焊接或螺纹连接为一体 。法兰的基本 特征如图 1 所示， 由螺栓孔、 密封面、 连接管孔、 螺栓 孔中心距、 法兰外径、 公称尺寸、 公称压力等主要参 数组成。 不同的法兰上述参数都会有不同， 选配时应注
Choosing Principles of Steel Pipe Flange
DONG Feng － lin，WANG Dan
（ Tianjin Changlu Haijing Group Co．，Ltd．，Tianjin 300450 ，China）
Abstract： It was introduced that the basic models and applications of steel pipe flange used in the salt chemical industry． The properties of steel pipe flange，such as nominal diameter，nominal pressure and sealing surface，and its application principles were mainly discussed． The introduction is clear，practical and good guidance for the flange choosing and design． Key words： steel pipe flange； nominal diameter； nominal pressure； sealing surface
盐业与化工 48
Journal of Salt and Chemical Industry
第 43 卷 第 5 期 2014 年 5百度文库月
常用钢制管法兰的选用原则
丹 （ 天津长芦海晶集团有限公司， 天津 300450 ）
摘 要： 文章介绍了盐化工行业中经常使用的各种钢制管法兰的基本类型和应用范
王 董风林，
全平面 密封 垫片 全平面 密封 垫片 突面 突面 密封 垫片 环连接面 环连接面
整体法兰 （IF ）
承插焊法兰 （SW ）
螺纹法兰 （Th ）
图2 Fig． 2
法兰的种类 Flange types
表示。 法兰与管路 板式平焊法兰： 用字母“PL ” 采用单面角焊缝连接。 允许用钢板制作， 因此这种 法兰取材方便， 制造简单， 成本低， 但刚性较差， 仅用 于输送压力不高的一般性介质的场合 。 “SO ” 带颈平焊法兰： 用字母 表示。 也属于平焊 法兰， 因为带有短颈， 从而提高了法兰的强度， 改善 了法兰的承载力度。所以可以用于更高压力的管道 上。法兰通常为锻件制成， 较板式平焊法兰而言造 价更高。 带颈对焊法兰： 用字母“WN ” 表示。 管路与法 兰采用对接焊连接。对接焊连接不易变形， 强度高， 密封好。适用于压力或温度大幅度波动的管线或高 温、 高压及低温的管道， 适用于输送价格昂贵及非一 般性介质的场合。法兰通常为锻件。 整体法兰： 用字母“IF ” 表示。 与带颈对焊钢制 管法兰类似。 也常常将法兰与设备、 管子、 管件、 阀 门等做成一体， 这种型式在设备和阀门上常用。 整 体法兰多为铸件。 承插焊法兰： 用字母“SW ” 表示。 承插焊法兰 的法兰孔带有限位台， 方便连接管的插入及定位， 焊 接为单面角焊缝， 用于管径不大于 DN50 及没有间 隙腐蚀的场合。法兰通常为锻件制成。 “Th ” 螺纹法兰： 用字母 表示。 法兰与钢管的连 接是螺纹连接， 是一种非焊接法兰。 它和平焊法兰
意配对使用。比如法兰螺栓孔的数量和螺栓孔的直 径都应该相同， 否则， 不能实现配对组装， 不能完成 法兰的连接及密封功能。
公称尺寸 螺栓孔 密封面 连接管孔 螺栓孔中心距 法兰外径
图1 Fig． 1
法兰 Flange
公称尺寸 DN 和公称压力 PN 是两个 在法兰中， 不可见的基本参数。公称尺寸 DN 既不是指法兰连 接孔的直径， 也不是指与法兰相连接的钢管外径尺 ， 寸 它是法兰的名义尺寸， 表示法兰的尺寸大小， 在 数值上和与之相连接的钢管的公称尺寸相同 。法兰
项目： 标准号、 法兰、 类型代号、 公称直径 DN、 公称 压力 PN、 密封面代号 （ 带颈对焊法兰应标注钢管壁 厚） 、材料牌号。 标记示例 1 ： 公称直径 DN300 、 公称压力 PN6 、 配用公制管（ 属 B 系列管 ） 的突面板式平焊钢制管 法兰， 材料为 Q245Ｒ。 标记 为： HG / T20592 法 兰 PL300 （ B ） － 6 ＲF Q245Ｒ A 系列钢管的 （ A ） 可以省略标出， B 系列钢管 的（ B ） 必须标出。 标记示例 2 ： 公称直径 DN300 、 公称压力 PN25 、 配用英制管（ 属 A 系列管 ） 的凸面带颈平焊钢制管 法兰， 材料为 20 钢。 标记为： HG / T20592 法兰 SO300 － 25 M 20 B 两个系列钢管的公称尺寸及 表 2 给出了 A、 外径尺寸。 8 结束语 法兰的选用应遵守的规定较多， 其中压力容器、 压力管道中法兰的选用应由有资质的专业设计人员 设计， 在用压力容器、 压力管道使用的法兰应按照原 设计图纸的方案进行维护检修， 不得擅自更改， 更不 允许用压力等级低的法兰替代压力等级高的法兰 ， 确保生产的安全可靠运行。
钢制管法兰选用表
Table 1
公称压力 法兰类型 密封面 选择 限定 公称尺 寸 /mm 条件
Steel pipe flange choosing table
PN≤10 PN≤16 IF RF FF MFM TG SW RF MFM TG RF Th FF
PN≤6.0 PL RF FF RF SO FF IF RF RF Th FF RF PL FF RF SO FF MFM TG RF
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注 ：① 用于一般性介质 、 平缓工况 ；② 配对使用的法兰为铸铁或非金属法兰 。 本 表 适 用 于 公 称 尺 寸 DN≤600 ， 公 称 压 力 PN≤16 ， 最 高 温 度 ＜300 ℃
首先， 按照工程项目的具体情况以及生产工艺 提供的相关数据， 确定管道的公称尺寸 DN 和管道 的最高工作压力。 选取法兰时， 以管道的公称尺寸 作为法兰的公称尺寸， 把管道的最高工作压力向上 10 bar、 16 bar、 25 圆整到标准的压力等级 （ 6． 0 bar、 bar、 40 bar、 63 bar） ， 再上提一档作为法兰的公称压 力 PN。按照法兰的公称尺寸 DN 和公称压力 PN 在 表 1 中选取合适的法兰类型及密封面 。同时还应注 意介质的匹配以及条件的限定。 非一般性介质是 指： 易燃、 易爆； 有较高真空度要求； 有毒性危害及泄 漏后会发生气化的介质。 一般性介质性是指： 除非 一般性介质之外的具有安全性质的介质 。用于非一 般性介质的法兰可以在一般性介质场合中使用 ， 反 。 之则不能 6 法兰的材料 Q345Ｒ、 板式平焊法兰的常用材料有： Q245Ｒ、 S30408 、 S31603 等， 允许用钢板制作。 （ 铸件仅适用于整 其它法兰的材料均为锻件， ） 常用的有： 20 、 16Mn、 S30408 、 S31603 等。 体法兰。 7 法兰的标记 选定的法兰要对其进行标记， 便于采购、 管理及 使用安装。 法兰的标记要按如下规定统一书写， 不可缺少
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或对焊法兰相比， 螺纹法兰具有安装、 维修方便的特 点， 可在一些现场不允许焊接的管线上使用 。 螺纹 法兰仅与英制系列管配套使用。适用于输送一般介 质、 工况平稳的场合。 除上述六种法兰类型外， 还有对焊环松套法兰 和平焊环松套法兰。松套法兰的密封面和法兰盘是 由分离的两部分组成， 密封件与管路焊接， 法兰盘穿 在管道上， 可以在管道上自由活动， 法兰盘仅起紧固 作用， 并不与介质接触。 密封件的材质通常都具有 耐腐蚀性， 主要用于腐蚀性介质。 在一些特殊场合
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盐业与化工
第 43 卷 第 5 期 2014 年 5 月
主要用在高温、 高压或二者均较高 插焊配合） 使用， 的工况。常在 PN≥40 的场合使用。 5 法兰的选用 在生产实际中钢制管法兰可按化工行业标准
表1
HG / T20592 － 2009 进行选取。 当法兰的公称尺寸 DN≤600 ， 公称压力 PN ≤16 ， 输送介质的最高温度 ≤300 ℃ 时， 也可按表 1 选取法兰的规格型号， 如有 必要再按标准查取法兰的具体尺寸 。
围， 着重介绍了钢制管法兰的公称直径 、 公称压力和法兰密封面等特性以及在管道设计中的 选用原则和选用方法， 文章简明清晰， 实用性强， 对法兰的正确设计选用具有一定的指导意 义。 关键词： 钢制管法兰； 公称直径； 公称压力； 密封面 文献标识码： B 文章编号： 1673 － 6850 （ 2014 ） 05 － 0048 － 03 中图分类号： TH11
板式平焊法兰 （PL ）
带颈平焊法兰 （SO ）
带颈对焊法兰 （WN ）
使用松套法兰， 如松掉螺栓后需要对管道进行调整 等， 可方便管道的拆装。 4 法兰的密封面 为满足不同生产工况的需要， 法兰设有五种不 同型式的密封面， 分别是全平面 FF、 突面 ＲF、 凹凸 面 MFM、 榫槽面 TG、 环连接面 ＲJ。 具体结构如图 3。 全平面 FF： 压紧面为平面。 这种密封面结构简 单， 加工方便。 但是接触面积大， 需要的预紧力大， 垫片易挤出， 密封性能较差。 使用压力 P ≤16 bar， 在有毒、 易燃、 易爆等介质中不能使用， 仅用于一般 性介质且操作条件比较缓和的工况下； 通常与铸铁 法兰或非金属法兰连接。
全平面 （FF ）
凸 面 （M ） 密封 垫片 凹 面 （FM ）
突面 （RF ）
榫 面 （T ） 密封 垫片 槽 面 （G ）
环连接面 （RJ ）
凹 / 凸面 （FM/M ）
榫 / 槽面 （T/G ）
图3 Fig． 3
法兰的密封面
Sealing surface of the flange
它常与对焊 突面 ＲF： 是应用最广的一种型式， PN25 压力等 和承插焊型式配合使用， 常用在 PN16 、 级中使用。 凹凸面 MFM： 由 一 个 凹 面 和 一 个 凸 面 配 合 组 成。垫片放凹面中。 便于对中， 能防垫片挤出。 常 与对焊和 承 插 型 式 配 合 使 用， 主要用于压力高于 PN16 的场合。它不便于垫片的更换。 榫槽面 TG： 使用情况于凹凸面法兰基本相同。 环连接面 ＲJ： 常与对焊连接型式配合 （ 不与承
收稿日期： 2013 － 12 － 06 作者简介： 董风林（ 1960 —） ， 大专， 工程师， 从事机械设计工作。 男， 天津人， 联系方式： 13012280204
董风林， 等： 常用钢制管法兰的选用原则 的公称压力 PN 限定了法兰使用的压力范围。 标准 法兰会在法兰外圆柱表面以钢印的形式把法兰的公 称尺寸 DN 和公称压力 PN 以及其它参数的具体数 值打印出来， 方便用户选用。 。 （ 1 bar = 0． 98 标准中 压 力 的 单 位 为“bar ” kgf / cm ， 1 bar = 0． 1 MPa） 。尺寸的单位为 “mm” 。 3 法兰的种类 常用的法兰有六种类型， 如图 2 所示。
WN FF MFM TG
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无间隙腐蚀介质
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温 度 ＜260 ℃
10≤DN≤50 ○ DN≤150 DN≤300 DN≤400 DN≤600 ○ ○ ○ ○
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前言
钢制管法兰主要用于管道及化工设备的连接， 在盐化工行业中广泛应用。 目前法兰标准较多， 有 国家标准 GB / T 9112 ～ 9124 － 2000 ； 化工行业标准 HG / T 20592 ～ 20635 － 2009 ； 机械工业标准 JB / T 74 ～ 90 － 1994 ； 美国标准 ASME B16． 5 等等。 文章以 盐化 工 行 业 中 广 泛 应 用 的 化 工 行 业 标 准 HG / T 20592 ～ 20635 － 2009 为例， 阐述各种钢制管 法兰的基本类型、 选用原则及选用方法。 其它标准 的法兰与化工行业标准内容大体相同， 其中有些法 兰完全可以互换替代使用， 选配法兰时需仔细核对。 2 法兰的基本特征 钢制管法兰又称法兰盘， 是一金属盘状物， 使用 中与金属管道焊接或螺纹连接为一体 。法兰的基本 特征如图 1 所示， 由螺栓孔、 密封面、 连接管孔、 螺栓 孔中心距、 法兰外径、 公称尺寸、 公称压力等主要参 数组成。 不同的法兰上述参数都会有不同， 选配时应注
Choosing Principles of Steel Pipe Flange
DONG Feng － lin，WANG Dan
（ Tianjin Changlu Haijing Group Co．，Ltd．，Tianjin 300450 ，China）
Abstract： It was introduced that the basic models and applications of steel pipe flange used in the salt chemical industry． The properties of steel pipe flange，such as nominal diameter，nominal pressure and sealing surface，and its application principles were mainly discussed． The introduction is clear，practical and good guidance for the flange choosing and design． Key words： steel pipe flange； nominal diameter； nominal pressure； sealing surface
盐业与化工 48
Journal of Salt and Chemical Industry
第 43 卷 第 5 期 2014 年 5百度文库月
常用钢制管法兰的选用原则
丹 （ 天津长芦海晶集团有限公司， 天津 300450 ）
摘 要： 文章介绍了盐化工行业中经常使用的各种钢制管法兰的基本类型和应用范
王 董风林，
全平面 密封 垫片 全平面 密封 垫片 突面 突面 密封 垫片 环连接面 环连接面
整体法兰 （IF ）
承插焊法兰 （SW ）
螺纹法兰 （Th ）
图2 Fig． 2
法兰的种类 Flange types
表示。 法兰与管路 板式平焊法兰： 用字母“PL ” 采用单面角焊缝连接。 允许用钢板制作， 因此这种 法兰取材方便， 制造简单， 成本低， 但刚性较差， 仅用 于输送压力不高的一般性介质的场合 。 “SO ” 带颈平焊法兰： 用字母 表示。 也属于平焊 法兰， 因为带有短颈， 从而提高了法兰的强度， 改善 了法兰的承载力度。所以可以用于更高压力的管道 上。法兰通常为锻件制成， 较板式平焊法兰而言造 价更高。 带颈对焊法兰： 用字母“WN ” 表示。 管路与法 兰采用对接焊连接。对接焊连接不易变形， 强度高， 密封好。适用于压力或温度大幅度波动的管线或高 温、 高压及低温的管道， 适用于输送价格昂贵及非一 般性介质的场合。法兰通常为锻件。 整体法兰： 用字母“IF ” 表示。 与带颈对焊钢制 管法兰类似。 也常常将法兰与设备、 管子、 管件、 阀 门等做成一体， 这种型式在设备和阀门上常用。 整 体法兰多为铸件。 承插焊法兰： 用字母“SW ” 表示。 承插焊法兰 的法兰孔带有限位台， 方便连接管的插入及定位， 焊 接为单面角焊缝， 用于管径不大于 DN50 及没有间 隙腐蚀的场合。法兰通常为锻件制成。 “Th ” 螺纹法兰： 用字母 表示。 法兰与钢管的连 接是螺纹连接， 是一种非焊接法兰。 它和平焊法兰
意配对使用。比如法兰螺栓孔的数量和螺栓孔的直 径都应该相同， 否则， 不能实现配对组装， 不能完成 法兰的连接及密封功能。
公称尺寸 螺栓孔 密封面 连接管孔 螺栓孔中心距 法兰外径
图1 Fig． 1
法兰 Flange
公称尺寸 DN 和公称压力 PN 是两个 在法兰中， 不可见的基本参数。公称尺寸 DN 既不是指法兰连 接孔的直径， 也不是指与法兰相连接的钢管外径尺 ， 寸 它是法兰的名义尺寸， 表示法兰的尺寸大小， 在 数值上和与之相连接的钢管的公称尺寸相同 。法兰
项目： 标准号、 法兰、 类型代号、 公称直径 DN、 公称 压力 PN、 密封面代号 （ 带颈对焊法兰应标注钢管壁 厚） 、材料牌号。 标记示例 1 ： 公称直径 DN300 、 公称压力 PN6 、 配用公制管（ 属 B 系列管 ） 的突面板式平焊钢制管 法兰， 材料为 Q245Ｒ。 标记 为： HG / T20592 法 兰 PL300 （ B ） － 6 ＲF Q245Ｒ A 系列钢管的 （ A ） 可以省略标出， B 系列钢管 的（ B ） 必须标出。 标记示例 2 ： 公称直径 DN300 、 公称压力 PN25 、 配用英制管（ 属 A 系列管 ） 的凸面带颈平焊钢制管 法兰， 材料为 20 钢。 标记为： HG / T20592 法兰 SO300 － 25 M 20 B 两个系列钢管的公称尺寸及 表 2 给出了 A、 外径尺寸。 8 结束语 法兰的选用应遵守的规定较多， 其中压力容器、 压力管道中法兰的选用应由有资质的专业设计人员 设计， 在用压力容器、 压力管道使用的法兰应按照原 设计图纸的方案进行维护检修， 不得擅自更改， 更不 允许用压力等级低的法兰替代压力等级高的法兰 ， 确保生产的安全可靠运行。
钢制管法兰选用表
Table 1
公称压力 法兰类型 密封面 选择 限定 公称尺 寸 /mm 条件
Steel pipe flange choosing table
PN≤10 PN≤16 IF RF FF MFM TG SW RF MFM TG RF Th FF
PN≤6.0 PL RF FF RF SO FF IF RF RF Th FF RF PL FF RF SO FF MFM TG RF
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注 ：① 用于一般性介质 、 平缓工况 ；② 配对使用的法兰为铸铁或非金属法兰 。 本 表 适 用 于 公 称 尺 寸 DN≤600 ， 公 称 压 力 PN≤16 ， 最 高 温 度 ＜300 ℃
首先， 按照工程项目的具体情况以及生产工艺 提供的相关数据， 确定管道的公称尺寸 DN 和管道 的最高工作压力。 选取法兰时， 以管道的公称尺寸 作为法兰的公称尺寸， 把管道的最高工作压力向上 10 bar、 16 bar、 25 圆整到标准的压力等级 （ 6． 0 bar、 bar、 40 bar、 63 bar） ， 再上提一档作为法兰的公称压 力 PN。按照法兰的公称尺寸 DN 和公称压力 PN 在 表 1 中选取合适的法兰类型及密封面 。同时还应注 意介质的匹配以及条件的限定。 非一般性介质是 指： 易燃、 易爆； 有较高真空度要求； 有毒性危害及泄 漏后会发生气化的介质。 一般性介质性是指： 除非 一般性介质之外的具有安全性质的介质 。用于非一 般性介质的法兰可以在一般性介质场合中使用 ， 反 。 之则不能 6 法兰的材料 Q345Ｒ、 板式平焊法兰的常用材料有： Q245Ｒ、 S30408 、 S31603 等， 允许用钢板制作。 （ 铸件仅适用于整 其它法兰的材料均为锻件， ） 常用的有： 20 、 16Mn、 S30408 、 S31603 等。 体法兰。 7 法兰的标记 选定的法兰要对其进行标记， 便于采购、 管理及 使用安装。 法兰的标记要按如下规定统一书写， 不可缺少