法兰用于将管道连接到管道和其他管道组件,例如阀门、泵等。它们还用于各种管道应用,例如抽水马桶法兰。特别重要的是容器法兰,其设计和制造遵循 ASME 的锅炉和压力容器规范。该规范涵盖简单的未燃烧压力容器以及更复杂的设计,并详细讨论了认证、构造材料和无损检测等主题。
尽管有一些重叠,本文将按材料和连接方法总结各种法兰类型。法兰的主要类型是:
- 钢(铁)法兰
- 铝(有色金属)法兰
- 螺纹法兰
- 塑料法兰
- 焊接法兰
钢(铁)法兰
基本上,三个标准管理管法兰。ASME 16.5 定义了最常用的法兰 ANSI 法兰。ASME B16.47 涵盖两个系列,A 和 B,代表大直径应用。对于相同的压力和尺寸,A 系列法兰比 B 系列法兰更重、更厚。B 系列法兰通常选择用于翻新工作。ASME B16.1 定义了 AWWS 法兰,但它仅适用于在大气温度下用于饮用水服务的法兰。然后,有所谓的工业标准法兰,它不是由管理机构定义的,而是反映了历史实践。这些法兰的尺寸包含在 ASME B16.1 中,这是 25、125 和 250 级铸铁管法兰和法兰配件的标准。
用于液压系统的法兰通常受 SAE 标准管辖,有时称为四螺栓法兰。
法兰可以采用多种不同的方法来密封相邻面,包括 O 形圈、密封环和垫圈。密封环提供特别紧密的连接,对于施加到平面垫圈的相同螺栓应力,可以承受更高的压力。相邻法兰的面可以是平的、凹陷的、凸起的或榫槽的。
钢制法兰有碳钢和不锈钢材质,可以锻造或轧制。
铝(有色金属)法兰
铝制法兰通常是铸造的。它们有许多与钢制法兰相同的形式。铝制法兰的焊接通常需要 MIG 或 TIG 工艺。铝管在扶手上很受欢迎,并且有许多安装法兰可用于这些结构应用,包括可焊接和夹紧式。对于特殊应用,还提供钛、镍和镍合金、黄铜和青铜以及各种超级合金制成的法兰。
螺纹法兰
螺纹或配对法兰仅适用于低压到中压应用。螺纹法兰的一个优点是易于现场安装,因为管螺纹机成本低且便于携带。
塑料法兰
塑料管道法兰的尺寸和形状与钢管法兰相似,包括一些用于水的大直径设计。它们通常是螺纹焊接或溶剂焊接的,尽管一些最大的 HDPE 法兰可以使用专用设备在现场进行熔焊。PVC 管道法兰符合 Schedule 40 和 80 尺寸。一些塑料法兰是纤维增强的。塑料管通常采用干式安装,然后进行标记,因为用于连接它们的溶剂作用特别快。
焊接法兰
焊接法兰有多种款式,按压力和温度额定。这些样式包括搭接、焊颈、承插焊、环型接头和套接。各种焊接法兰比螺纹法兰允许更高的压力。重叠法兰通常用于经常断开连接的地方,因为法兰可以自由旋转,从而简化了螺栓孔对齐。一种特殊情况是所谓的盲法兰,它用于密封管道的末端,但允许稍后连接到另一根管道或设备。
法兰通过对焊或承插焊方法焊接到位。通常锻造的承插焊法兰仅限于较小的管道直径(最大 NPS 4,但通常为 NPS 2 或更小)并且有 3000、6000 和 9000 级压力等级可供选择,对应于 Schedule 40、80 和 160管道。承插法兰通过角焊缝焊接到位,这使得它们比对焊法兰强度低,但在高端工作中仍优于螺纹法兰。
其他法兰
一些法兰是特定于应用的,并被识别为特定应用。例如,屋顶法兰用于通风烟囱必须穿透屋顶瓦片的地方。同样,车轮法兰、微波法兰等也是根据其特定用途来识别的。一些法兰特定于行业,例如汽车或飞机法兰。