ASTM A182 平焊法兰

ASTM A182 标准介绍

ASTM A182 是由美国材料与试验协会（ASTM）制定的高温用锻制合金钢、不锈钢法兰、管件、阀门和部件标准，在全球工业管道领域具有极高的权威性和通用性。该标准规定了材料性能与制造工艺，对相关材料的化学成分、力学性能（抗拉强度、屈服强度、伸长率）、热处理要求、无损检测（如超声波探伤、磁粉探伤）等关键指标做出严格规定，确保产品在高温、高压及腐蚀工况下的安全稳定性。ASTM A182 标准覆盖 - 196℃至 1093℃的广泛温度范围，压力等级适配 Class 150 至 Class 2500，可满足石油化工、电力、冶金等行业对高温承压部件的严苛需求。

什么是平焊法兰

平焊法兰（Slip-On Flange，简称 SO 法兰）是管道系统中最常用的法兰类型之一，核心特点是结构简单、安装便捷、成本较低，通过法兰内孔与管道外壁的间隙配合，焊接后实现管道连接与密封，广泛应用于中低压、常温或低温的流体输送场景。

平焊法兰的结构设计围绕 “便捷焊接” 展开，主要由两部分组成：

法兰盘：圆形金属盘，盘面上加工有均匀分布的螺栓孔（用于与配对法兰通过螺栓紧固），以及一圈环形密封面，需搭配垫片实现密封，常见密封面类型有平面（FF）、突面（RF）。

接管端（颈部 / 台肩）：法兰盘一侧带有短管或台肩，管道可直接插入法兰内孔（管道外壁与法兰内孔存在微小间隙，便于对中），随后在管道与法兰的内圈、外圈各焊接一道角焊缝，通过焊缝固定法兰与管道，再依靠螺栓压紧垫片实现密封。

性能特点

特点	说明
安装便捷	对管道的切割精度、对口偏差要求较低，管道插入法兰后即可焊接，操作门槛低。
成本优势	结构简单、加工工序少（无需复杂的颈部锻造），材料用量少，价格低于对焊法兰。
受力性能	焊接面积较小（仅内、外两道角焊缝），抗拉伸、抗冲击能力较弱，不适用于高压场景。
密封性	依赖螺栓预紧力压紧垫片，密封可靠性受螺栓力矩均匀性影响，适合非剧毒、非易燃易爆的中低压介质。

ASTM A182 平焊法兰的材料种类

ASTM A182 是美国材料与试验协会（ASTM）制定的高温用锻制或轧制合金及不锈钢法兰、管件、阀门和部件的标准规范，其涵盖的平焊法兰材料以不锈钢和高温合金为主，核心适配中高压、高温及腐蚀性工况（如化工、石油、核电领域）。ASTM A182 平焊法兰的材料按合金材质可分为低合金材质，不锈钢材质和双相不锈钢材质等，各类别材料的成分、特性及适用场景差异显著，具体分类介绍如下：

合金平焊法兰材料和应用

主要材料种类

ASTM A182 F11：含铬、钼元素，具备良好的高温强度与抗蠕变性能，是 ASTM A182 中应用最广泛的低合金材质之一。

化学成分

CHEMICAL	LIMITS	C	Mn	P	S	Si	Ni	Cr	Mo
ASTM A182 F11 CL1	MIN	0.05	0.30			0.50		1.00	0.44
	MAX	0.15	0.60	0.03	0.03	1.00		1.50	0.65
ASTM A182 F11 CL2	MIN	0.10	0.30			0.50		1.00	0.44
	MAX	0.20	0.80	0.04	0.04	1.00		1.50	0.65
ASTM A182 F11 CL3	MIN	0.05	0.30			0.50		1.00	0.44
	MAX	0.15	0.60	0.03	0.03	1.00		1.50	0.65

机械性能

MATERIAL	ASTM A182 F11 CL1	ASTM A182 F11 CL2	ASTM A182 F11 CL3
T.S (MPA)	415 min	485 min	515 min
Y.S (MPA)	205 min	275 min	310 min
EL %	20 min	20 min	20 min
R/A %	45 min	30 min	30 min
HARDNESS	121-174	143-207	150-207

F22：铬、钼含量高于 F11，耐高温氧化与氢腐蚀能力更强，适合更高温度工况。

化学成分

CHEMICAL	LIMITS	C	Mn	P	S	Si	Ni	Cr	Mo
ASTM A182 F22 CL1，CL3	MIN	0.05	0.30					2.00	0.87
	MAX	0.15	0.60	0.04	0.04	0.50		2.50	1.13

机械性能

MATERIAL	ASTM A182 F22 CL1	ASTM A182 F22 CL3
T.S (MPA)	415min	515min
Y.S (MPA)	205min	310min
EL %	20min	20min
R/A %	35min	30min
HARDNESS	170	156-207

ASTM A182 F91：耐热钢，添加钒、氮元素强化基体，高温强度与抗疲劳性能优异，是超临界电站的核心材质。

化学成分

CHEMICAL	LIMITS	C	Mn	P	S	Si	Ni	Cr	Mo
ASTM A182 F22 CL1，CL3	MIN	0.05	0.30					2.00	0.87
	MAX	0.15	0.60	0.04	0.04	0.50		2.50	1.13

机械性能

MATERIAL	ASTM A182 F91
T.S (MPA)	620min
Y.S (MPA)	415min
EL %	20min
R/A %	40min
HARDNESS	190-248

应用优势

高温耐受性强：可在 400℃-650℃的高温环境下长期稳定工作，如 F91 材质平焊法兰能承受 600℃以上的蒸汽压力，避免高温软化或变形。

抗腐蚀性能优：铬、钼元素形成致密氧化膜，能抵御高温烟气、蒸汽及弱腐蚀介质侵蚀，延长法兰使用寿命。

成本性价比高：相比纯镍合金，合金材质平焊法兰在满足中高温需求的同时，材料成本更低，适合大规模工业应用。

ASTM A182 不锈钢平焊法兰介绍

主要材料种类

ASTM A182 F304：经典奥氏体不锈钢，含铬、镍元素，基础耐腐蚀性与加工性能优异。

化学成分

CHEMICAL	LIMITS	C	Mn	P	S	Si	Ni	Cr	N
ASTM A182 F304	MIN						8.0	18.0
	MAX	0.08	2.00	0.045	0.030	1.00	11.0	20.0	0.10

机械性能

MATERIAL	ASTM A182 F304
T.S (MPA)	515 min
Y.S (MPA)	205 min
EL %	30 min
R/A %	50 min

F316：在 F304 基础上添加钼元素，抗点蚀、缝隙腐蚀能力大幅提升，尤其适合含氯介质。

化学成分

CHEMICAL	LIMITS	C	Mn	P	S	Si	Ni	Cr	Mo	N
ASTM A182 F316	MIN						10.0	16.0	2.00
	MAX	0.08	2.00	0.045	0.030	1.00	14.0	18.0	3.00	0.10

机械性能

MATERIAL	ASTM A182 F316
T.S (MPA)	515 min
Y.S (MPA)	205 min
EL %	30 min
R/A %	50 min

F321：添加钛元素稳定碳，有效防止高温晶间腐蚀，耐高温性能优于 F304。

化学成分

CHEMICAL	LIMITS	C	Mn	P	S	Si	Ni	Cr	N	Ti
ASTM A182 F321	MIN						9.00	17.00		5(C+N)
	MAX	0.08	2.00	0.05	0.03	1.00	12.00	19.00	0.10	0.70

机械性能

MATERIAL	ASTM A182 F321
T.S (MPA)	515 min
Y.S (MPA)	205 min
EL %	30 min
R/A %	50 min

应用优势

全场景耐蚀：F304 可抵御大气、水、弱酸碱腐蚀，F316 能应对海水、化工溶剂，适配多行业腐蚀工况。

低温性能好：奥氏体结构使其在 - 196℃低温下仍保持良好韧性，可用于低温储罐、制冷管道系统。

安装便捷性高：不锈钢材质焊接性能优异，平焊连接无需复杂坡口加工，施工效率比对焊法兰提升 30% 以上。

双相不锈钢材料性能和应用优势

主要材料种类

ASTM A182 F51：奥氏体 - 铁素体双相结构，屈服强度是普通不锈钢的 2 倍。

化学成分

CHEMICAL	LIMITS	C	Mn	P	S	Si	Ni	Cr	Mo	N
ASTM A182 F51	MIN						4.50	21.00	2.50	0.08
	MAX	0.03	2.00	0.030	0.020	1.00	6.50	23.00	3.50	0.20

机械性能

MATERIAL	ASTM A182 F51
T.S (MPA)	620 min
Y.S (MPA)	450 min
EL %	25 min
R/A %	45 min

ASTM A182 F53：更高的铬、钼、氮含量，耐蚀性与强度优于 F51，是极端腐蚀工况的优选。

化学成分

CHEMICAL	LIMITS	C	Mn	P	S	Si	Ni	Cr	Mo	N	Cu
ASTM A182 F53	MIN						6.00	24.00	3.00	0.24
	MAX	0.03	1.20	0.035	0.020	0.80	8.00	26.00	5.00	0.32	0.50

机械性能

MATERIAL	ASTM A182 F53
T.S (MPA)	800 min
Y.S (MPA)	550 min
EL %	25 min
R/A %	15 min
HARDNESS	310 max

应用优势

高强度 + 高耐蚀双优：F51 屈服强度达 450MPa 以上，同时抗氯化物应力腐蚀开裂能力强，解决 “强度与耐蚀不可兼得” 难题。

轻量化设计：因强度高，相同压力等级下，双相不锈钢平焊法兰厚度比普通不锈钢减少 20%-30%，降低管道系统整体重量。

经济性突出：相比镍基合金，双相钢材料成本低 50% 以上，却能满足部分苛刻腐蚀需求，性价比极高。

ASME B16.5 平焊法兰的尺寸范围和参数

ASTM A182 平焊法兰通常遵循 ASME B16.5 尺寸标准，核心参数如下：

公称直径（NPS/DN）：尺寸包含1/2 英寸（DN15）至 24 英寸（DN600），适配绝大多数工业管道规格，其中 1 英寸（DN25）-12 英寸（DN300）为工业管道系统常用规格。

压力等级（Class）：包含 Class 150、300、600、900，1500，2500等不同等级对应不同厚度与螺栓配置：

Class 150：DN100（4 英寸）法兰厚度 23.9mm，螺栓孔数量 8 个，孔径 19.1mm；

Class 300：同 DN100 法兰厚度 31.7mm，螺栓孔数量 8 个，孔径 22.4mm。

密封面形式：常见突面（RF）、平面（FF），适配非石棉、石墨、金属缠绕垫片，满足不同密封需求。

Class 150 平焊法兰尺寸和重量表

Nominal Pipe Size		A	B	C	D	F	G	H	I	J	Weight
inch	mm	mm	mm	mm	mm	mm	mm	Holes	mm	mm	kg / piece
1/2	21.3	88.9	22.4	11.2	15.7	30.2	35.1	4	15.7	60.45	0.39
3/4	26.7	98.6	27.7	12.7	15.7	38. 10	42.9	4	15.7	69.85	0.56
1	33.4	108	34.5	14.2	17.5	49.3	50.8	4	15.7	79.25	0.78
11/4	42.2	117.3	43.2	15.7	20.6	58.7	63.5	4	15.7	88.9	1.03
11/2	48.3	127	49.5	17.5	22.4	65	73.15	4	15.7	98.6	1.32
2	60.3	152.4	62	19.1	25.4	77.7	91.9	4	19.1	120.7	2.06
21/2	73	177.8	74.7	22.4	28.4	90.4	104.6	4	19.1	139.7	3.28
3	88.9	190.5	90.7	23.9	30.2	108	127	4	19.1	152.4	3.85
31/2	101.6	215.9	103.4	23.9	31.75	122.2	139.7	8	19.1	177.8	4.81
4	114.3	228.6	116.1	23.9	33.3	134.9	157.2	8	19.1	190.5	5.30
5	141.3	254	143.8	23.9	36.6	163.6	185.7	8	22.4	215.9	6.07
6	168.3	279.4	170.7	25.4	39.6	192	215.9	8	22.4	241.3	7.45
8	219.1	342.9	221.5	28.4	44.5	246.1	269.7	8	22.4	298.5	12.1
10	273	406.4	276.3	30.2	49.3	304.8	323.9	12	25.4	362	16.5
12	323.8	482.6	327.1	31.75	55.6	365.3	381	12	25.4	431.8	26.2
14	355.6	533.4	359.1	35.1	57.15	400.1	412.8	12	28.4	476.3	34.6
16	406.4	596.9	410.5	36.6	63.5	457.2	469.9	16	28.4	539.8	44.8
18	457.2	635	461.8	39.6	68.3	505	533.4	16	31.75	577.9	48.9
20	508	698.5	513.1	42.9	73.15	558.8	584.2	20	31.75	635	61.9
24	609.6	812.8	616	47.8	82.6	663.4	692.2	20	35.1	749.3	86.9

Class 300 平焊法兰尺寸和重量表

Nominal Pipe Size		A	B	C	D	F	G	H	I	J	Weight
inch	mm	mm	mm	mm	mm	mm	mm	Holes	mm	mm	kg / piece
1/2	21.3	95.2	22.4	14.2	22.4	38.1	35.1	4	15.7	66.55	0.64
3/4	26.7	117.3	27.7	15.7	25.4	47.7	42.9	4	19.1	82.5	1. 12
1	33.4	123.9	34.5	17.5	26.9	53.8	50.8	4	19.1	88.9	1.36
11/4	42.2	133.3	43.2	19	26.9	63.5	63.5	4	19.1	98.6	1.68
11/2	48.3	155.4	49.5	20.6	30.2	69.85	73.15	4	22.4	114.3	2.49
2	60.3	165.1	62	22.3	33.2	84	91.9	8	19.1	127	2.87
21/2	73	190.5	74.7	25.4	38.1	100	104.6	8	22.4	149.4	4.32
3	88.9	209.5	90.7	28.4	42.9	117.3	127	8	22.4	168.1	5.85
31/2	101.6	228.6	103.4	30.2	44.4	133.3	139.7	8	22.4	184.2	7.34
4	114.3	254	116.1	31.7	47.7	146	157.2	8	22.4	200.1	9.61
5	141.3	279.4	143.8	35	50.8	177.8	185.7	8	22.4	234.9	12.3
6	168.3	317.5	170.7	36.5	52.3	206.2	215.9	12	22.4	269.7	15.6
8	219. 1	381	221.5	41.1	61.9	260.3	269.7	12	25.4	330.2	24.2
10	273	444.5	276.3	47.7	66.55	320.5	323.9	16	28.4	387.3	34.1
12	323.8	520.7	327.1	50.8	73.15	374.6	381	16	31.7	450.8	49.8
14	355.6	584.2	359.1	53.8	76.2	425.4	412.8	20	31.7	514.4	69.9
16	406.4	647.7	410.5	57.15	82.5	482.6	469.9	20	35	571.5	88.1
18	457.2	711.2	461.8	60.45	88.9	533.4	533.4	24	35	628.7	109
20	508	774.7	513.1	63.5	95.2	587.2	584.2	24	35	685.8	134
24	609.6	914.4	616	69.85	106.4	701.5	692.2	24	41	812.8	201

Class 600 平焊法兰尺寸和重量表

Nominal Pipe Size		A	B	C	D	F	G	H	I	J	Weight
inch	mm	mm	mm	mm	mm	mm	mm	Holes	mm	mm	kg / piece
1/2	21.3	95.3	22.4	14.2	22.4	38.1	35.1	4	15.7	66.55	0.74
3/4	26.7	117.3	27.7	15.7	25.4	47.8	42.9	4	19.1	82.6	1.27
1	33.4	124	34.5	17.5	26.9	53.8	50.8	4	19.1	88.9	1.52
11/4	42.2	133.4	43.2	20.6	28.4	63.5	63.5	4	19.1	98.6	2.03
11/2	48.3	155.4	49.5	22.4	31.75	69.85	73.15	4	22.4	114.3	2.96
2	60.3	165.1	62	25.4	36.6	84.1	91.9	8	19.1	127	3.62
21/2	73	190.5	74.7	28.4	41.1	100.1	104.6	8	22.4	149.4	5.28
3	88.9	209.6	90.7	31.75	46	117.3	127	8	22.4	168.1	7.00
31/2	101.6	228.6	103.4	35.1	49.3	133.4	139.7	8	25.4	184.2	8.84
4	114.3	273.1	116.1	38.1	53.8	152.4	157.2	8	25.4	215.9	14.5
5	141.3	330.2	143.8	44.5	60.45	189	185.7	8	28.4	266.7	24.4
6	168.3	355.6	170.7	47.8	66.55	222.3	215.9	12	28.4	292.1	28.7
8	219. 1	419.1	221.5	55.6	76.2	273.1	269.7	12	31.75	349.3	43.4
10	273	508	276.3	63.5	85.9	342.9	323.9	16	35.1	431.8	70.3
12	323.8	558.8	327.1	66.55	91.9	400.1	381	20	35.1	489	84.2
14	355.6	603.3	359.1	69.85	93.7	431.8	412.8	20	38.1	527.1	98.7
16	406.4	685.8	410.5	76.2	106.4	495.3	469.9	20	41.1	603.3	142
18	457.2	743	461.8	82.6	117.3	546.1	533.4	20	44.5	654.1	173
20	508	812.8	513.1	88.9	127	609.6	584.2	24	44.5	723.9	220
24	609.6	939.8	616	101.6	139.7	717.6	692.2	24	50.8	838.2	312

平焊法兰与对焊法兰的对比分析

平焊法兰（Slip-On Flange）和对焊法兰（Weld-Neck Flange）是工业管道中最常用的两种法兰类型，其差异在于连接结构、焊接方式及适配工况，以下从相同点、区别、优缺点三方面展开对比。

相同点

连接本质一致：均通过焊接方式将法兰与管道固定，形成刚性连接，适用于金属管道（如碳钢、不锈钢管）。

密封原理相同：均依赖法兰面与垫片的挤压实现密封，需配合螺栓紧固，密封效果与垫片材质、螺栓扭矩直接相关。

应用场景重叠：均可用于输送气体、液体的管道系统，需根据压力、介质等条件选择，而非完全独立的适用领域。

平焊法兰和对焊法兰的区别

对比	平焊法兰（Slip-On Flange）	对焊法兰（Weld-Neck Flange）
连接结构	管道插入法兰的 “环形槽” 内，仅需在法兰外侧（管与法兰结合处）焊接	法兰带有 “长颈”（Neck），长颈与管道端面平齐，需在长颈内外侧各焊一道（双面焊）
焊接方式	单侧角焊（仅外侧焊接），焊接量少	双侧对接焊（内外侧均焊），焊接量多，需保证焊缝与管道轴线垂直
受力状态	法兰与管道的焊接点受力集中，抗弯曲、抗拉伸能力弱	长颈与管道形成整体，力通过长颈均匀传递至管道，受力更均匀，抗载荷能力强
适用压力	低压工况（通常 PN≤2.5MPa），不适用于高压系统	中高压工况（PN≥4.0MPa，甚至超高压），可耐受剧烈压力波动
介质兼容性	适配无危害、低粘度介质（如自来水、普通空气）	适配易燃易爆、剧毒、强腐蚀介质（如油气、化工原料）
安装精度要求	对管道端面平整度、同轴度要求低，安装容错率高	需保证管道与长颈端面完全对齐，同轴度要求高，安装难度大
成本	法兰本身材质用量少（无长颈），焊接成本低，综合成本低	法兰带长颈（材质用量多），焊接工序复杂（需双面焊 + 探伤），综合成本高

各自的优缺点

平焊法兰（Slip-On Flange）

优点

安装简便：仅需单侧角焊，对焊接技术要求低，无需高精度对齐管道，施工效率高。

成本更低：法兰制造成本低（无长颈设计，节省钢材），焊接耗材与人工成本少，适合低成本项目。

适配性广：对管道端面精度要求低，可用于轻微变形的管道，安装容错率高。

缺点

耐压能力弱：单侧焊接的结构强度有限，仅能用于低压系统，高压下易因焊缝受力集中导致泄漏或断裂。

密封性较差：法兰与管道的连接间隙较大，长期使用或压力波动时，垫片易因受力不均失效，密封稳定性低于对焊法兰。

抗载荷能力差：无法承受剧烈振动、弯曲或拉伸载荷，易在焊接点出现裂纹，不适用于泵、压缩机等振动源附近的管道。

对焊法兰（Weld-Neck Flange）

优点

耐压性能极强：双面对接焊形成整体结构，长颈可分散应力，能稳定用于中高压（甚至超高压）系统，耐受压力波动能力强。

密封性稳定：法兰与管道同轴度高，垫片受力均匀，长期使用中密封效果不易失效，适配易燃易爆、剧毒等高危介质。

抗载荷能力强：整体受力均匀，抗振动、抗弯曲、抗拉伸能力优异，可用于泵、压缩机出口等振动剧烈的管道。

缺点

安装难度大：需保证管道与长颈端面完全对齐（同轴度误差≤0.5mm），焊接需双面焊，还需进行射线探伤（RT）等检测，对施工技术要求高。

成本较高：法兰本身因带长颈（钢材用量多）制造成本高，焊接工序复杂（人工 + 检测成本），综合成本约为平焊法兰的 1.5-3 倍。

适用范围受限：不适用于低压力、低成本的简易系统，会造成 “性能过剩”，增加不必要的开支。

四、总结：选型核心依据

若为低压、低成本、无危害介质（如民用给排水、暖通管），优先选平焊法兰，兼顾经济性与安装效率。

若为中高压、高危介质、振动剧烈工况（如化工、电力、油气输送管），必须选对焊法兰，优先保证安全性与稳定性。

应用范围

石油化工行业：F316 不锈钢平焊法兰用于化工反应釜进料管道，F53 双相钢法兰用于含硫油气输送，F22 合金法兰用于加氢装置高温管道。

电力行业：F91 合金平焊法兰适配电站锅炉高温蒸汽管道，F321 不锈钢法兰用于汽轮机冷却系统。

市政与民用：F304 不锈钢平焊法兰用于高层建筑给排水、供暖管道，安装便捷且不易生锈。

海洋工程：F51 双相钢平焊法兰用于船舶压载水系统、海上平台海水冷却管道，抵御海水强腐蚀。

食品制药行业：F304 不锈钢平焊法兰因卫生级表面处理，可用于食品输送、制药发酵罐连接，符合 FDA 标准。

ASTM A182 平焊法兰凭借 “多材质适配 + 标准化制造 + 高性价比” 优势，成为工业管道系统的核心部件。无论是高温高压的电站场景，还是强腐蚀的海洋环境，均能提供安全、可靠的连接解决方案，助力各行业实现高效生产。

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