钢制管法兰、垫片及紧固件选用规定.doc

钢制管法兰、垫片及紧固件选用规定2008-01-15发布 2008-02-01实施胜利工程设计咨询公司总图规划所 发 布 钢制管法兰、垫片及紧固件选用规定.doc前 言根据胜利油田胜利工程设计咨询有限责任公司 2007 年技术基础工作计划的要求，由总图规划设计所编制完成了钢制管法兰、垫片及紧固件选用规定。本规定共分9章和5个附录。主要内容有：总则、术语、基本规定、法兰的选用、密封面的选用、垫片的选用、紧固件的选用、法兰、垫片与紧固件的选配、法兰、垫片及紧固件参数的描述等。本规定由总图规划设计所专业技术委员会提出。本规定由总图规划设计所专业技术委员会起草。本规定起草人：刘庆砚本规定由总图规划设计所专业技术委员会负责解释。本规定首次发布时间：2008年01月。1钢制管法兰、垫片及紧固件选用规定.doc目 次1 总则 . 1 2 术语 . 2 3 基本规定 . 4 4 法兰的选用 . 5 4.1 一般规定. 5 4.2 法兰类型的选用. 6 4.3 法兰公称通径的选用. 7 4.4 法兰公称压力的选用. 7 4.5 法兰材料的选用. 8 4.6 法兰最高无冲击工作压力的选用. 8 4.7 法兰盖允许开孔直径的选用. 11 5 密封面的选用 . 12 5.1 一般规定. 12 5.2 密封面的选用. 12 6 垫片的选用 . 16 6.1 一般规定. 16 6.2 垫片的选用. 16 6.3 垫片适用条件的选配. 21 7 紧固件的选用 . 22 7.1 一般规定. 22 7.2 紧固件的选用. 23 8 法兰、垫片、紧固件的选配 . 25 8.1 一般规定. 25 I钢制管法兰、垫片及紧固件选用规定.doc8.2 法兰、垫片、紧固件的选配. 27 9 法兰、垫片及紧固件参数的描述 . 30 9.1 一般规定. 30 9.2 法兰的描述. 30 9.3 垫片及紧固件参数的描述. 31 附录A 可与欧洲体系法兰配合使用的国内管法兰标准. 32 附录B 国内部分标准中的密封面名称对照. 33 附录C 设备表中法兰、垫片及紧固件参数的描述举例. 34 附录D 材料表中法兰、垫片及紧固件参数的描述举例. 35 附录E 施工图说明书中法兰、垫片及紧固件参数的描述举例. 36 本规定用词说明 . 39II钢制管法兰、垫片及紧固件选用规定.doc1 总则 1.0.1 为了规范油气集输及输油管道工程设计中法兰及紧固件的选用标准，保证设计质量，提高设计水平，统一法兰及紧固件的描述方法，制定本规定。1.0.2 本规定适用于陆上油气田、滩海陆采油气田的油气集输及输油管道工程设计中法兰及紧固件的选用；成品油库、汽车加油加气站工程设计中法兰及紧固件的选用可参照本规定执行。1.0.3 法兰及紧固件选用时，除符合本规定要求外，尚应符合国家现行的强制性标准的要求。- 1 -钢制管法兰、垫片及紧固件选用规定.doc2 术语 2.0.1 紧固件法兰连接用的螺拴、螺母统称为紧固件。2.0.2 油气集输在油气田内，将油气井采出的原油和天然气汇集、处理和输送的全过程。2.0.3 输油管道用管道输送原油、成品油及液态液化石油气的建设工程。一般包括输油管道、输油站及辅助设施等。2.0.4 公称直径公称直径（DN）又叫公称通径，它是管道系统中所有组成件通用的一个名义直径数字，与组成件的真实内径尺寸相近，但不相等。2.0.5 公称压力公称压力（PN）是管道系统中所有组成件在规定温度下允许承受的以压力等级表示的压力。2.0.6 设计压力设计压力（P）是管道组成件设计时所用的压力。管道组成件的设计压力，不应低于正常操作时，由内压（或外压）与温度构成的最苛刻条件下的压力。2.0.7 操作压力操作压力又称工作压力（Pw），是管道组成件在正常操作条件下承受的压力。2.0.8 设计温度设计温度（t）是管道组成件设计时所用的温度。管道组成件的设计温度，不应低于正常操作时，由内压（或外压）与温度构成的最苛刻条件下的温度。2.0.9 操作温度操作温度（tw）是管道组成件在正常操作条件下承受的温度。2.0.10 最苛刻条件最苛刻条件是指导致管子及管道组成件最大壁厚或最高压力等级的条件。2.0.11 有毒介质有毒介质系指依据职业性接触毒物危害程度分级GB504485 划分的、在生- 2 -钢制管法兰、垫片及紧固件选用规定.doc产中接触的、对人体健康产生危害的极度（级）、高度（级）、中度（级）和轻度（级）四类介质。油气集输及输油管道生产中接触的硫化氢属于高度危害介质。2.0.12 可燃介质可燃介质系指闪点45的乙B、丙类液体。在石油天然气工程设计防火规范GB 501832004 中，被列为乙 B 类可燃介质的有原油、轻柴油等；被列为丙A类可燃介质的有原油、重柴油、乙二醇等；被列为丙B类可燃介质的有原油、二甘醇和三甘醇等。2.0.13 易燃介质易燃介质系指闪点45的甲、乙A类液体和可燃、易爆的气体。在石油天然气工程设计防火规范GB 501832004 中，被列为甲 A 类易燃介质的有液化石油气、天然气凝液、未稳定凝析油、液化天然气；被列为甲B类易燃介质的有原油、稳定轻烃、稳定凝析油、汽油、天然气和硫化氢等；被列为乙A类易燃介质的有原油、煤油等。2.0.14 剧烈循环工况剧烈循环系指管道系统的位移应力大于或等于0.8倍的位移许用应力，同时当量循环次数大于或等于7000的工况。2.0.15 含硫天然气指天然气、凝析油或酸性原油系统中，气体总压（绝压）大于或等于 0.4MPa，且硫化氢分压大于或等于0.0003MPa的天然气。2.0.16 湿含硫天然气在水露点或水露点以下工作的含硫天然气。- 3 -钢制管法兰、垫片及紧固件选用规定.doc3 基本规定 3.0.1 油气集输及输油管道工程设计中涉及的法兰及紧固件，一般应采用原化工部标准中的欧洲体系标准（HG2059220614-97）。3.0.2 非油气集输及输油管道工程设计中涉及的法兰及紧固件，可根据业主的要求，采用国家标准(GB/T91129124-2000)、中石化标准（SH34061996）、原化工部标准（HG2059220635-97）及机械行业标准（JB/T7490-94）。但同一设计项目中不应混用。3.0.3 与机泵进出口、压力容器管口、常压容器管口、仪表管口、阀门的接管法兰连接的法兰，应与其原配法兰的公称压力、公称直径、连接型式、密封面型式、执行的标准等相匹配。3.0.4 国外项目及引进的国外设备，可根据需要采用与之相匹配的国外标准法兰。- 4 -钢制管法兰、垫片及紧固件选用规定.doc4 法兰的选用 4.1 一般规定4.1.1 用于职业性接触毒物危害程度分级GB504485 中划分的有毒介质、石油和天然气工程设计防火规范GB50183-2004中划分的易燃介质和可燃介质的设备、阀门、管道用法兰,严禁采用板式平焊法兰（PL）。4.1.2 承插焊法兰（SW）、螺纹法兰(Th)不得使用在可能发生间隙腐蚀或严重腐蚀处。4.1.3 在剧烈循环工况下，必须选用对焊式法兰(WN)。4.1.4 法兰的公称压力的选取，应考虑工作温度的影响，一般应等于或高于管路系统的设计压力。4.1.5 有隔热层时，法兰的设计温度应等于管内介质的设计温度。4.1.6 无隔热层时，当管内介质的设计温度t65时，法兰的设计温度应等于管内介质的设计温度；当管内介质的设计温度t65时，法兰的设计温度应等于管内介质设计温度的90。4.1.7 不同压力、温度条件的管路相连时，连接处的法兰应按两管路中较苛刻的条件选用。4.1.8 当连接尺寸相同而公称压力等级不同的法兰相连接时，连接后的许用工作压力应以公称压力较低的法兰为准。- 5 -钢制管法兰、垫片及紧固件选用规定.doc4.2 法兰类型的选用法兰的类型、代号及标准号应符合表4.2-1的规定。表4.2-1 法兰的类型、代号及标准号序号12345678910法兰类型板式平焊法兰带颈平焊法兰代号PL标准号HG20593-97HG20594-97HG20595-97HG20596-97HG20597-97HG20598-97HG20599-97HG20600-97HG20601-97HG20602-97SO带颈对焊法兰整体法兰承插焊法兰注WNIFSW螺纹法兰注Th对焊环松套法兰注PJ/SEPJ/RJBL平焊环松套法兰法兰盖衬里法兰盖BL(S)注： 选用带颈对焊法兰、对焊环松套法兰时，应标注钢管规格（外径壁厚）。 螺纹法兰采用的管螺纹特征代号分为以下三种情况：、采用GB/T 7306.1-2000 规定的55圆柱内螺纹（代号 RP）；、采用GB/T 7306.2-2000 规定的55圆锥内螺纹（代号 RC）；、采用GB/T 12716-2002规定的60圆锥内螺纹（代号 NPT）。- 6 -钢制管法兰、垫片及紧固件选用规定.doc4.3 法兰公称通径的选用法兰的公称通径、钢管外径应符合表4.3-1的规定。表4.3-1 法兰的公称通径和钢管外径注(mm)序号121/21533/42041567282 1/26593104公称 NPS（in） 3/8通径 DN（mm） 101 1/4 1 1/22532405080100钢管 A系列 17.2 21.3 26.9 33.7 42.4 48.3 60.3 76.1 88.9 114.3外径 B系列序号1411181262513832141025038151230045161435057171640076181845089192050050853029801082024600610630公称 NPS（in） 5通径 DN（mm） 125150200钢管 A系列 139.7 168.3 219.1 273 323.9 355.6 406.4 457外径 B系列序号133211592232800813820219233690091492027324403252548377265642627644802872公称 NPS（in） 28通径 DN（mm） 7001000 1200 1400 1600 1800 20001016 1219 1422 1626 1829 20321020 1220 1420 1620 1820 2020钢管 A系列外径 B系列711720注： 表中钢管外径的A系列为国际通用系列，俗称英制管；B 系列为国内沿用系列，俗称公制（SI）管。4.4 法兰公称压力的选用法兰适用的公称压力等级应符合表4.4-1的规定。表4.4-1 法兰的公称压力(MPa)序号12345678910公称压力 0.25 0.6 1.0 1.6 2.5 4.0 6.3 10.0 16.0 25.0- 7 -钢制管法兰、垫片及紧固件选用规定.doc4.5 法兰材料的选用法兰常用的材料及其代号应符合表4.5-1的规定。表4.5-1 法兰常用的材料及其代号序号12345材料 Q235A、Q235B 20、20R 16Mn、16MnR 0Cr18Ni9 0Cr17Ni12Mo2代号Q2352016Mn3043164.6 法兰最高无冲击工作压力的选用4.6.1 法兰在工作温度下的最高无冲击工作压力应符合表4.6-1的规定。表4.6-1 法兰在工作温度下的最高无冲击工作压力注（MPa）序 法兰公 法兰称压力 材料号 （MPa） 代号法兰的工作温度注（）30020 100150200250350400425Q235 0.25 0.25 0.225 0.2 0.175 0.1520 0.25 0.25 0.225 0.2 0.175 0.15 0.125 0.0880.25 16Mn 0.25 0.25 0.245 0.238 0.225 0.2 0.175 0.138 0.113304 0.234 0.212 0.191 0.174 0.161 0.15 0.143 0.139316 0.25 0.234 0.212 0.197 0.186 0.173 0.167 0.161Q235 0.60.6 0.54 0.48 0.42 0.360.6 0.54 0.48 0.42 0.36 0.3 0.210.6 0.59 0.57 0.54 0.48 0.42 0.33 0.27200.620.616Mn 0.6304 0.56 0.51 0.46 0.42 0.39 0.36 0.34 0.33316 0.6 0.56 0.51 0.47 0.45 0.42 0.4 0.38- 8 -钢制管法兰、垫片及紧固件选用规定.doc续表4.6-1 法兰在工作温度下的最高无冲击工作压力注（MPa）序 法兰公 法兰称压力 材料号 （MPa） 代号法兰的工作温度注（）30020 100150200250350400425Q235 1.01.01.00.90.90.80.80.70.70.60.60.8201.00.5 0.3531.016Mn 1.01.0 0.98 0.95 0.90.7 0.55 0.45304 0.94 0.85 0.76 0.7 0.64 0.6 0.57 0.56316 1.0 0.94 0.85 0.79 0.74 0.69 0.67 0.64Q235 1.61.6 1.44 1.28 1.12 0.961.6 1.44 1.28 1.12 0.961.6 1.57 1.52 1.44 1.28 1.12 0.88 0.72201.641.616Mn 1.6304 1.5 1.36 1.22 1.12 1.03 0.96 0.92 0.89316 1.61.5 1.36 1.26 1.19 1.11 1.07 1.022.5 2.25 2.0 1.75 1.5 1.25 0.882.5 2.45 2.38 2.25 2.0 1.75 1.38 1.13202.516Mn 2.55672.54.06.3304 2.34 2.12 1.91 1.74 1.61 1.5 1.43 1.39316 2.5 2.34 2.12 1.97 1.86 1.73 1.67 1.6204.04.03.63.22.83.62.43.22.02.81.42.216Mn 4.04.0 3.92 3.81.8304 3.75 3.4 3.06 2.79 2.58 2.4 2.29 2.22316 4.0 3.75 3.4 3.15 2.97 2.77 2.67 2.5620 5.28 5.10 4.85 4.47 4.10 3.72 3.15 2.2116Mn 6.36.3 6.17 5.99 5.67 5.04 4.41 3.47 2.84304 5.92 5.36 4.79 4.41 4.03 3.78 3.59 3.53316 6.3 6.11 5.8 5.48 5.23 4.91 4.73 4.6- 9 -钢制管法兰、垫片及紧固件选用规定.doc续表4.6-1 法兰在工作温度下的最高无冲击工作压力注（MPa）序 法兰公 法兰称压力 材料号 （MPa） 代号20法兰的工作温度注（）30020 1001507.72002503504004258.48.17.19.57.07.96.59.06.47.45.98.06.06.95.07.05.76.78.03.55.55.66.45.616Mn 10.0 10.0 9.84.5810.0304 9.48.57.68.5316 10.0 9.420 13.4 13.0 12.3 11.4 10.4 9.416Mn 16.0 16.0 15.7 15.2 14.4 12.8 11.2 8.87.2916.0304 15.0 13.6 12.2 11.2 10.3 9.69.28.9316 16.0 15.0 13.6 12.6 11.9 11.1 10.7 10.220 21.0 20.25 19.25 17.75 16.25 14.75 12.5 8.816Mn 25.0 25.0 24.5 23.8 22.5 20.0 17.5 13.8 11.3304 23.4 21.2 19.1 17.4 16.1 15.0 14.3 13.9316 25.0 23.4 21.2 19.7 18.6 17.3 16.7 16.010 25.0注： 当法兰工作温度位于表列温度之间时，应采用内插法确定最高无冲击工作压力。 表中铁素体钢 100的最高无冲击工作压力值可使用至 120，奥氏体不锈钢 20的最高无冲击工作压力值可使用至50； 采用表列以外的材料时，法兰的最高无冲击工作压力可根据材料许用应力相当的原则，参照表列材料予以确定，但一般不大于公称压力。 表中法兰的工作温度系指压力作用下法兰金属的温度,应依据本规定第 4.1.5条和4.1.6条确定。4.6.2 当管道连接法兰承受较大附加外荷载时，法兰设计压力不应小于按下式确定的压力值：PFD = P + Peq(3.0-1)(3.0-2)Peq = 16M4F+ D3GD2G式中PFD法兰设计压力（ MPa）；- 10 -钢制管法兰、垫片及紧固件选用规定.docp管道设计压力（ MPa）；Peq由附加外载荷产生的当量压力（ MPa）；M 附加在法兰连接处的弯矩( N mm)；DG垫片压紧力作用中心圆直径（mm），按GB150确定；F附加在法兰连接处的轴向拉伸力（ N ）。4.7 法兰盖允许开孔直径的选用以钢制管法兰盖中间开孔作为异径法兰时，其开孔直径不应大于表4.7-1的规定。表4.7-1 法兰盖的允许开孔直径（mm）法兰盖的公称直径DN1最大开孔公称直径DN22515401550258040100401508020080250100- 11 -钢制管法兰、垫片及紧固件选用规定.doc5 密封面的选用 5.1 一般规定5.1.1 当输送或储存设计压力P1.6MPa的原油、天然气、油气水混合液等介质时，法兰的密封面宜采用突面（RF）型式。5.1.2 当输送或储存设计压力1.6MPaP10.0MPa的原油、天然气、油气水混合液、有毒或强渗透介质时，法兰的密封面应采用凹凸面（MFM）型式。5.1.3 当输送或储存设计压力 10.0MPaP100.0MPa 的原油、天然气、油气水混合液、有毒或强渗透介质时，法兰的密封面必须采用环连接面（RJ）型式。5.1.4 PN4.0MPa的突面法兰采用非金属平垫片、聚四氟乙烯包覆垫片和柔性石墨复合垫片时，可车制密纹水线，此类密封面代号为RF(A)。5.1.5 当法兰与PN4.0MPa的阀门配对使用时，阀门上的整体法兰一般为凹面（FM），而管法兰的密封面应为凸面(M)。5.2 密封面的选用5.2.1 法兰密封面形式、代号及各压力等级下密封面适应的公称直径的选用应符合表5.2-1的规定。表5.2-1 法兰密封面形式、代号及各公称压力等级下密封面适应的公称直径范围序 法兰的密封面 代法兰公称压力(MPa)号形式号 0.25 0.6 1.0 1.62.54.06.3 10.0 16.0 25.0DN10300DN10 DN101突面RFDN1020001200600凹 凹凸面 MFMDN10400DN102 凸凸面凹面M注DN10600注300面FM- 12 -钢制管法兰、垫片及紧固件选用规定.doc续表5.2-1 法兰密封面形式、代号及各公称压力等级下密封面适应的公称直径范围序 法兰的密封面 代法兰公称压力(MPa)号形式号 0.25 0.6 1.0 1.6TG2.54.06.3 10.0 16.0 25.0榫 榫槽面DN103 槽榫面槽面TG注DN10600DN10400注300面DN10200045全平面FF DN10600RJ注环连接面注DN15400DN15300注： 表中“”表示在表列公称压力下，没有对应此密封面形式的法兰。5.2.2 各种类型法兰对应的密封面形式、公称压力范围的选用应符合表5.2-2的规定。表5.2-2 各种类型法兰对应的密封面形式、公称压力范围序号法兰密封面公称压力(MPa)类型代号标准号型式代号RFFFRFMFMTGFFRFMFMTGRJFF突面全平面突面凹凸面榫槽面全平面突面凹凸面0.252.50.251.60.64.01板式平焊法兰PL HG20593-972带颈平焊法兰SO HG20594-971.04.00.61.61.025.01.016.03带颈对焊法兰注WN HG20595-97 榫槽面环连接面全平面6.325.01.01.6- 13 -钢制管法兰、垫片及紧固件选用规定.doc续表5.2-2 各种类型法兰对应的密封面形式、公称压力范围序号法兰密封面公称压力(MPa)类型代号标准号型式代号RFMFMTGRJFFRFMFMTGRFFFRFRFMFMTGRFMFMTGRJFFRFM突面0.625.0凹凸面1.016.04整体法兰IF HG20596-97 榫槽面环连接面6.325.00.61.6全平面突面SW HG20597-97 凹凸面榫槽面56承插焊法兰1.010.0突面Th HG20598-97全平面1.64.00.61.60.64.00.61.6螺纹法兰注7 对焊环松套法兰注PJ/SE HG20599-97突面突面8平焊环松套法兰PJ/RJ HG20600-97 凹凸面1.01.60.2525.01.016.0榫槽面突面凹凸面9法兰盖BL HG20601-97 榫槽面环连接面全平面突面6.325.00.251.60.64.010衬里法兰盖BL(S) HG20602-97凸面榫面1.04.0T注： 选用带颈对焊法兰、对焊环松套法兰时，应标注钢管规格（外径壁厚）。 螺纹法兰采用的管螺纹特征代号分为以下三种情况：、采用GB/T 7306.1-2000 规定的55圆柱内螺纹（代号 RP）；、采用GB/T 7306.2-2000 规定的55圆锥内螺纹（代号 RC）；、采用GB/T 12716-2002规定的60圆锥内螺纹（代号 NPT）。- 14 -钢制管法兰、垫片及紧固件选用规定.doc5.2.3 各种类型法兰在不同使用工况下密封面型式的选用应按表 5.2-3 的规定选用。表5.2-3 各种类型法兰的密封面型式选用表法兰密封面在不同使用工况下应选用的型式（代号）清水、污水、蒸汽、热水、冷凝水、药剂、压缩空气等介质序号易燃、易爆、高度和极度危害介质PN10.0MPa的高压介质类型代号配用铸铁法兰123456板式平焊法兰带颈平焊法兰带颈对焊法兰整体法兰承插焊法兰螺纹法兰PLSOWNIFSWTh不推荐注注全平面（FF）突面（RF）突面（RF）凹凸面（MFM） 环连接面（RJ）榫槽面（TG） 突面（RF）注不推荐注全平面（FF）突面（RF）注7 对焊环松套法兰 PJ/SE8 平焊环松套法兰 PJ/RJ突面（RF）注不推荐注突面（RF）凹凸面（MFM）榫槽面（TG）突面（RF）全平面（FF）环连接面（RJ）9法兰盖BL10衬里法兰盖BL(S)不推荐注注注注： 表中“不推荐”表示在表列工况下，宜避免使用该类型的法兰。 表中“”表示在表列工况下，没有对应此类型法兰的密封面形式。- 15 -钢制管法兰、垫片及紧固件选用规定.doc6 垫片的选用 6.1 一般规定6.1.1 选用垫片时，应根据垫片的密封性能、操作压力、操作温度、介质特性及密封要求等因素确定。6.1.2 选用的垫片应与所连接法兰同一标准系列，且与法兰的类型、密封面型式、公称压力相对应。6.1.3 垫片材料的性能应符合以下要求：(1) 具有较好的物理机械性能；(2) 耐工作介质腐蚀，不污染被密封介质，不腐蚀法兰密封面；(3) 具有良好的压缩、回弹性能，具有较小的应力松弛率；(4) 泄漏率低。6.2 垫片的选用6.2.1 非金属平垫片(1) 非金属平垫片适用于一般介质管道的法兰密封，宜用于含油污水、给水、排水、热水、蒸汽、冷凝水、压缩空气等公用工程管道。(2) 常用非金属平垫片的使用条件按表6.2-1中的规定选用。- 16 -钢制管法兰、垫片及紧固件选用规定.doc表6.2-1 非金属平垫片的使用条件垫片使用条件垫片类别垫片材料压力温度密封面型其它要求（MPa）（） 式（代号）-5090天然橡胶氯丁橡胶丁腈橡胶丁苯橡胶乙丙橡胶氟橡胶-401000.25 -30110 全平面橡胶1.6-30100 （FF）-40130-50200石棉橡胶板垫片0.252.5Pt650MPa石绵橡胶注-50300突面耐油石棉橡胶板垫片无机合成纤维橡胶压制板有机合成纤维橡胶压制板改性聚四氟乙烯板垫片填充聚四氟乙烯板垫片（RF）0.25 -40290合成纤维橡胶聚四氟乙烯凹凸面（MFM）4.00.254.0-40200-196260注： 石棉橡胶类垫片含有对人体健康有害的石棉，目前国家虽未禁止使用，但工程设计中宜尽可能不用。6.2.2 聚四氟乙烯包覆垫片(1) 聚