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承插法兰VS螺纹法兰

浏览数量: 4     作者: 本站编辑     发布时间: 2025-11-05      来源: 本站

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一、锻制法兰有那些生产标准?

全球与锻制法兰相关的标准有很多,其中ASME B16.5 与 EN1092-1 是全球应用最广泛的两大标准。这些标准为法兰生产、选型与应用提供权威数据参数,为锻制法兰适配各种类型的工业管道系统提供标准依据。

1、ASME B16.5 标准:北美及全球通用规范

ASME B16.5 由美国机械工程师协会制定,是国际公认的管道法兰与法兰管件标准,适用范围覆盖公称压力 Class 150 至 Class 2500、公称直径 1/2 至 24英寸(对应 DN15-DN600)的碳钢、不锈钢及合金材质法兰。

该标准对法兰的尺寸精度、材料选择、压力温度额定值均有严格规定,确保法兰在高压、高温等严苛工作环境下下稳定运行。

2、ASME B16.5法兰的种类

ASME B16.5 涵盖多种法兰类型,包括承插法兰(SW Flange)、螺纹法兰(TH Flange)、焊接法兰(WN Flange)、平板法兰(SO Flange)、盲板法兰(BL Flange)松套法兰(LAPJ Flange)。其中,承插法兰与螺纹法兰作为无需全熔透焊接的类型,在中低压管道系统中应用广泛,标准明确规定了两者的承插口尺寸、螺纹规格(如 NPT 螺纹、BSPT 螺纹)及密封面类型(如 RF 突面、FF 全平面)。

3、EN1092-1 标准:欧洲区域核心规范

EN1092-1 是欧洲标准化委员会制定的管道法兰标准,适用范围为公称压力 PN 2.5 至 PN 400、公称直径 DN 10 至 DN 4000 的法兰,覆盖材质包括碳钢(如 P250GH、P280GH)、不锈钢(如 1.4301、1.4401)及镍合金材质。与 ASME B16.5 相比,EN1092-1在压力等级标注(采用 PN 系列)、法兰尺寸标注(以 DN 为核心)及部分技术要求上存在差异,但其核心目标同样是确保法兰的结构强度与密封性能。

4、EN1092-1锻制法兰有那些类型

EN1092-1 包含的产品类型与 ASME B16.5 类似,主要有板式法兰(Type 01)、螺纹法兰(Type 02)松套法兰、对焊法兰(Type 11)、平板法兰(Type 12)、盲板法兰(Type 05)等。目前,EN1092-1 不仅在欧洲各国广泛应用,在东南亚、中东等与欧洲有贸易往来的地区也被大量采用。

二、承插法兰螺纹法兰的定义

1、什么是承插法兰?

承插法兰(Socket Weld Flange)是一种通过管道插入法兰承插口并焊接固定的法兰类型,核心结构由带承插口的法兰盘、密封面、螺栓孔三部分组成。其承插口内径需要与管道外径相匹配,管道插入后,在承插口与管道的间隙处进行角焊缝焊接,形成牢固连接;法兰盘上均匀分布螺栓孔,通过螺栓与配对法兰连接,中间放置垫片实现密封。

承插法兰的规格范围

尺寸范围

1/2"- 3" / DN15 - DN80

压力等级

Class 150, 300, 600,1500

标准

ASME B16.5

碳钢

ASTM A105, 20#

低温钢

ASTM A350 LF2, 16Mn

管线钢

ASTM A694 F42 / 46 / 56 / 60 / 65

合金钢

ASTM A182 F11 / 12 / 5 / 9 / 91 / 92

不锈钢

ASTM A182 F304/304L/304H, 316/316L, 310S, 317,347,904L

双相不锈钢

ASTM A182 F51, F53, F44

承插法兰的密封面类型多样,常见的有突面(RF)、全平面(FF)、凹凸面(MFM)等,其中突面密封面因加工简便、适配性强,在工业管道中应用最广。从材质来看,承插法兰可根据介质特性选用碳钢(如 ASTM A105)、不锈钢(如 ASTM A182 F304、F316)或合金材质,满足不同腐蚀、温度环境需求,例如在化工腐蚀性介质管道中,多采用 316L 不锈钢承插法兰;在普通水、蒸汽管道中,碳钢承插法兰性价比更高。

ASME B16.5 Class 150 承插法兰尺寸重量参数

SOCKET WELD FLANGE


NPS

A

B

C

D

E

K

F

G

H

I

J

W

inch

inch

inch

inch

inch

inch

inch

inch

No. of Holes

inch

inch

kg/pc

mm

mm

mm

mm

mm

mm

mm

mm

mm

mm

1/2

3.5

0.62

0.44

0.62

0.88

0.38

1.19

1.38

4

0.62

2.38

0.42

88.9

15.7

11.2

15.7

22.4

9.6

30.2

35.1

15.7

60.45

3/4

3.88

0.82

0.5

0.62

1.09

0.44

1.5

1.69

4

0.62

2.75

0.59

98.6

20.8

12.7

15.7

27.7

11.1

38.1

42.9

15.7

69.85

1

4.25

1.05

0.56

0.69

1.36

0.50

1.94

2.0

4

0.62

3.120

0.81

108

26.7

14.2

17.5

34.5

12.70

49.3

50.8

15.7

79.25

4.62

1.38

0.62

0.81

1.7

0.56

2.31

2.5

4

0.62

3.5

1.07

117.3

35.1

15.7

20.6

43.2

14.2

58.7

63.5

15.7

88.9

5.0

1.61

0.69

0.88

1.95

0.62

2.56

2.88

4

0.62

3.88

1.36

127

40.9

17.5

22.3

49.5

15.7

65.0

73.15

15.7

98.6

2

6.0

2.07

0.75

1.0

2.44

0.69

3.06

3.62

4

0.75

4.75

2.10

152.4

52.6

19.1

25.4

62.0

17.5

77.7

91.9

19.1

120.7

7.0

2.47

0.88

1.12

2.94

0.75

3.56

4.12

4

0.75

5.5

3.33

177.8

62.7

22.4

28.4

74.7

19.0

90.4

104.6

19.1

139.7

3

7.5

3.07

0.94

1.19

3.57

0.81

4.25

5.0

4

0.75

6.0

3.90

190.5

78.0

23.9

30.2

90.7

20.6

108.

127

19.1

152.4

以上为Class 150lbs承插焊法兰的产品详细参数,承插焊法兰按照压力等级可分为Class 150,Class 300,Class 600,Class 1500,如需查看其他产品参数请点击下面链接:

2、什么是螺纹法兰?

螺纹法兰(Threaded Flange)是通过管道外螺纹与法兰内螺纹旋合连接的法兰类型,主要结构包括带内螺纹的法兰盘、密封面、螺栓孔。其核心连接逻辑无需焊接,只需将加工好外螺纹的管道(螺纹需符合对应标准,如 ASME B1.20.1 NPT 螺纹)旋入法兰内螺纹,必要时在螺纹处涂抹螺纹密封胶或缠绕生料带,增强密封性;与承插法兰类似,螺纹法兰也通过螺栓与配对法兰连接,依赖垫片实现法兰面密封。

螺纹法兰的规格范围

尺寸范围

1/2"- 24"/ DN15 - DN600

压力等级

Class 150,300,600,900,1500,2500

标准

ASME B16.5

碳钢

ASTM A105, 20#

低温钢

ASTM A350 LF2, 16Mn

管线钢

ASTM A694 F42 / 46 / 56 / 60 / 65

合金钢

ASTM A182 F11 / 12 / 5 / 9 / 91 / 92

不锈钢

ASTM A182 F304/304L/304H, 316/316L, 310S, 317,347,904L

双相不锈钢

ASTM A182 F51, F53, F44

螺纹法兰的螺纹规格需与管道螺纹严格匹配,常见的有美制锥管螺纹(NPT)、英制管螺纹(BSPT)、公制螺纹(M)等,不同螺纹类型的牙型角、螺距不同,不可混用。在密封面设计上,螺纹法兰与承插法兰基本一致,以突面(RF)为主,部分高压场景会采用凹凸面(MFM)。材质选择方面,螺纹法兰同样涵盖碳钢、不锈钢、合金等,且因无需焊接,对材质的焊接性能要求低于承插法兰,例如部分低碳钢材质可直接用于螺纹法兰,无需额外进行焊接预处理。

ASME B16.5 Class 150 螺纹法兰尺寸重量参数

threaded flange cl150


NPS

A

C

D

E

F

G

H

I

J

W

inch

inch

inch

inch

inch

inch

No. of Holes

inch

inch

kg/pc

mm

mm

mm

mm

mm

mm

mm

mm

1/2

3.500

0.440

0.620

0.620

1.190

1.380

4

0.620

2.380

0.39

88.9

11.20

15.70

15.70

30.20

35.10

15.70

60.45

3/4

3.880

0.500

0.620

0.620

1.500

1.690

4

0.620

2.750

0.56

98.60

12.70

15.70

15.70

38.10

42.90

15.70

69.85

1

4.250

0.560

0.690

0.690

1.940

2.000

4

0.620

3.120

0.78

108.0

14.20

17.50

17.50

49.30

50.80

15.70

79.25

4.620

0.620

0.810

0.810

2.310

2.500

4

0.620

3.500

1.03

117.3

15.70

20.60

20.60

58.70

63.50

15.70

88.90

5.000

0.690

0.880

0.880

2.560

2.880

4

0.620

3.880

1.32

127.0

17.50

22.40

22.30

65.00

73.15

15.70

98.60

2

6.000

0.750

1.000

1.000

3.060

3.620

4

0.750

4.750

2.06

152.4

19.10

25.40

25.40

77.70

91.90

0.750

4.750

7.000

0.880

1.120

1.120

3.560

4.120

4

0.750

5.500

3.28

177.8

22.40

28.40

28.40

90.40

104.6

19.10

139.7

3

7.500

0.940

1.190

1.190

4.250

5.000

4

0.750

6.000

3.85

190.5

23.90

30.20

30.20

108.0

127.0

19.10

152.4

8.500

0.940

1.250

1.250

4.810

5.500

8

0.750

7.000

4.81

215.9

23.90

31.75

31.75

122.2

139.7

19.10

177.8

4

9.000

0.940

1.310

1.310

5.310

6.190

8

0.750

7.500

5.30

228.6

23.90

33.30

33.30

134.9

157.2

19.10

190.5

5

10.00

0.940

1.440

1.440

6.440

7.310

8

0.880

8.500

6.07

254.0

23.90

36.60

36.60

163.6

185.7

22.4

215.9

6

11.00

1.000

1.560

1.560

7.560

8.500

8

0.880

9.5

7.45

279.4

25.40

39.60

39.60

192.0

215.9

22.40

241.3

8

13.50

1.120

1.750

1.750

9.690

10.62

8

0.880

11.75

12.1

342.9

28.40

44.50

44.50

246.1

269.7

22.40

298.5

10

16.00

1.190

1.940

1.940

12.00

12.75

12

1.000

14.25

16.5

406.4

30.20

49.30

49.30

304.8

323.9

25.40

362.0

12

19.00

1.250

2.190

2.190

14.38

15.00

12

1.000

17.00

26.2

482.6

31.75

55.60

55.60

365.3

381.0

25.40

431.8

14

21.00

1.380

2.250

2.250

15.75

16.25

12

1.120

18.75

34.6

533.4

35.10

57.15

57.15

400.1

412.7

28.40

476.3

16

23.50

1.440

2.500

2.500

18.00

18.50

16

1.120

21.25

44.8

596.9

36.60

63.50

63.50

457.2

469.9

28.40

539.8

18

25.00

1.560

2.690

2.690

19.88

21.00

16

1.250

22.75

48.9

635.0

39.60

68.30

68.30

505.0

533.4

31.75

577.9

20

27.50

1.690

2.880

2.880

22.00

23.00

20

1.250

25.00

61.9

698.5

42.90

73.15

73.15

558.8

584.2

31.75

635.0

24

32.00

1.880

3.250

3.250

26.12

27.25

20

1.380

29.50

86.9

812.8

47.80

82.60

82.60

663.4

692.2

35.10

749.3

以上为Class 150 螺纹法兰的产品详细参数,螺纹法兰按照压力等级可分为Class 150,Class 300,Class 400,Class 600,Class 900,Class 1500,Class2500,如需查看其他产品参数请点击下面链接:

三、承插法兰 VS 螺纹法兰

1、连接强度与密封性

连接强度上,承插法兰通过管道插入承插口 + 角焊形式固定,焊接处能传递管道的轴向力与径向力,抗拉强度可达母材的 80% 以上,在中高压管道(如 Class 300-Class 600)中能稳定承受压力冲击;螺纹法兰依赖螺纹形式连接,螺纹接触面的受力面积较小,长期使用中易因振动、温度变化导致螺纹松动,连接强度仅为承插法兰的 60%-70%,更适合对压力要求较低的管道系统。

密封性方面,承插法兰有双重密封保障:一是管道与承插口的焊接密封,可防止介质从管道与法兰间隙泄漏;二是法兰面与垫片的面密封,密封面积大,螺栓均匀压紧后,密封可靠性高,适合输送有毒、易燃易爆介质(如天然气、甲醇)。螺纹法兰的密封依赖螺纹密封(密封胶 / 生料带)与法兰面密封,螺纹密封易因密封材料老化失效,且密封面积仅为承插法兰的 1/5 左右,密封失效风险比承插法兰高 30%-50%,更适用于无毒、无危险的介质(如自来水、压缩空气)。

2、安装难度与效率

安装难度上,承插法兰需进行焊接作业,要求施工人员具备焊接资质(如 AWS D1.1 认证),且需控制焊接电流、电压,避免出现焊瘤、未焊透等缺陷,焊接后还需清理焊渣;同时,承插法兰对管道直线度要求较高(偏差需≤1°),否则会导致法兰面无法对齐,影响密封。螺纹法兰无需焊接,只需将管道螺纹与法兰螺纹旋合,普通施工人员经简单培训即可操作,且对管道直线度要求较低,可在管道轻微弯曲的场景中安装,施工门槛远低于承插法兰。

安装效率上,以 DN50、Class 150 规格为例,承插法兰安装需经历管道切割、坡口加工、插入承插口、焊接、清理焊渣、对齐螺栓孔、紧固螺栓等步骤,全程耗时约 20-30 分钟;螺纹法兰仅需管道螺纹加工、旋合法兰、涂抹密封胶、紧固螺栓,耗时仅 5-10 分钟,安装效率比承插法兰提升 60% 以上,尤其适合工期紧张的项目(如临时管道抢修、设备快速组装)。

3、适用工作环境与成本

适用工况方面,承插法兰因连接强度高、密封性好,可用于中高压(Class 150-Class 2500)、中高温(-40℃至 450℃)工况,且能适配腐蚀性介质环境(不锈钢 / 合金材质),常见于石油化工、电力、天然气等行业的核心管道系统;螺纹法兰受限于连接强度与密封性,仅适用于低压(≤Class 150)、常温(-20℃至 120℃)工况,且介质需无毒、无腐蚀性,多用于市政供水、建筑暖通、普通工业辅助管道。

成本方面,同规格(DN50、Class 150)的承插法兰因需焊接加工、材料用量更多(法兰盘厚度更大),且需配套焊接耗材(焊条、焊丝),单套成本约为螺纹法兰的 1.2-1.3 倍;但从长期使用成本来看,承插法兰使用寿命可达 8-12 年(碳钢)、15-20 年(不锈钢),且维护频率低;螺纹法兰因螺纹易磨损、密封胶老化,使用寿命仅 5-8 年,需频繁更换密封材料或法兰,长期维护成本比承插法兰高 15% 左右。

四、如何选择合适的锻制法兰?

1、根据管道压力等级选型

•若管道工作压力≤1.6MPa(Class 150),且介质无毒、无腐蚀性,优先选择螺纹法兰,成本更低、安装更便捷,例如市政自来水管道、建筑压缩空气管道;

•若管道工作压力>1.6MPa(Class 300 及以上),或介质为高压蒸汽、高压气体,必须选择承插法兰,通过焊接固定与面密封保障安全,例如石油化工装置的中压原料管道、火电厂的高压蒸汽管道。

2、根据介质特性选型

•输送有毒、易燃易爆、强腐蚀性介质(如甲醇、硫酸、天然气)时,无论压力高低,均建议选择承插法兰,双重密封(焊接 + 垫片)能降低泄漏风险,避免安全事故;

•输送无毒、无腐蚀性、低粘度介质(如自来水、冷却水、普通空气)时,若压力≤1.6MPa,可选择螺纹法兰,满足使用需求的同时控制成本。

3、根据安装环境与维护需求选型

•若安装现场无焊接条件(如室内狭窄空间、防爆区域禁止焊接),或需频繁拆卸检修(如设备进出口管道),可选择螺纹法兰,无需焊接即可快速拆装;

•若安装现场有焊接条件,且管道长期运行无需频繁拆卸(如长距离输送管道、固定设备连接管道),选择承插法兰,连接更牢固、使用寿命更长。

4、根据标准适配性选型

•若管道系统遵循 ASME 标准(如北美项目、国际化工项目),需选择符合 ASME B16.5 标准的承插法兰或螺纹法兰,确保与其他管件(如阀门、管件)适配;

•若管道系统遵循 EN 标准(如欧洲项目、部分东南亚项目),则选择符合 EN1092-1 标准的产品,避免因标准差异导致尺寸不匹配。

五、 应注意的问题

(一)承插法兰应用注意事项

1.焊接质量控制:焊接前需清理管道与承插口的油污、杂质,焊接时采用氩弧焊打底 + 电弧焊盖面的工艺,确保焊道饱满、无缺陷;焊接后需进行外观检查,必要时进行渗透检测(PT),防止焊接裂纹导致泄漏;

2.管道插入深度:管道插入承插口的深度需符合标准要求(通常为管道外径的 1/2-2/3),插入过浅会导致焊接强度不足,插入过深会影响介质流动,甚至导致法兰面变形;

3.螺栓紧固要求:紧固螺栓时需采用对角均匀紧固的方式,控制紧固力矩(如 Class 150、DN50 法兰螺栓力矩约 30-40N・m),避免力矩不均导致法兰面变形,影响密封性能;

4.垫片选型:根据介质温度、压力选择适配垫片,如低压常温场景选丁腈橡胶垫片,中高压高温场景选石墨复合垫片、金属缠绕垫片,避免垫片材质不当导致密封失效。

(二)螺纹法兰应用注意事项

1.螺纹精度与匹配:管道螺纹与法兰螺纹需严格匹配(如均为 NPT 螺纹或均为 BSPT 螺纹),且螺纹精度需符合标准(如 ASME B1.20.1 2A 级),螺纹加工后需检查牙型是否完整,避免滑丝;

2.密封材料选择:螺纹处需涂抹专用螺纹密封胶(如聚四氟乙烯密封胶)或缠绕生料带,缠绕生料带时需顺时针方向,且缠绕厚度适中(2-3 圈),过厚会导致螺纹无法旋合,过薄则密封不良;

3.避免过度旋合:管道旋入法兰时,需控制旋入深度,通常旋至法兰密封面与管道端面贴合即可,过度旋合会导致法兰内螺纹损坏,影响密封性;

4.振动防护:若应用于振动环境(如泵出口管道),需在螺纹法兰附近安装管道支架,减少振动对螺纹连接的影响,同时定期检查螺纹紧固状态,防止松动。

六、锻制法兰的主要用途

锻制法兰是通过锻造工艺生产的法兰,与铸造法兰相比,具有组织致密、力学性能优异(抗拉强度、屈服强度更高)、无气孔砂眼等缺陷的优势,在工业管道系统中主要用于以下场景:

1、高压、高温严苛工况

在高压(Class 900 及以上)、高温(>450℃)工况下,铸造法兰易因组织疏松出现裂纹、泄漏,而锻制法兰能承受更高的压力与温度,例如石油化工高压反应釜出口管道、核电系统的高温蒸汽管道,均需采用锻制承插法兰或锻制焊接法兰,保障系统安全运行。

2、有毒、易燃易爆介质输送

输送有毒、易燃易爆介质(如氢气、乙烯、液化天然气)时,法兰的可靠性直接关系到安全生产,锻制法兰无内部缺陷,密封面加工精度高,能降低泄漏风险,因此在这类场景中,即使是中低压管道,也常选用锻制螺纹法兰或锻制承插法兰。

3、关键设备连接部位

在泵、压缩机、换热器等关键设备的进出口管道,法兰需承受设备运行时的振动与压力冲击,锻制法兰的高强度与抗疲劳性能能适应这类工况,避免因法兰损坏导致设备停机,例如化工装置的压缩机出口管道、发电厂的换热器连接管道,多采用锻制法兰。

4、特殊材质需求场景

对于特殊合金材质(如蒙乃尔合金、哈氏合金)法兰,因铸造难度大、易出现成分偏析,通常采用锻造工艺生产,确保材质均匀、性能稳定,例如海洋工程的海水输送管道(蒙乃尔合金锻制法兰)、核工业的放射性介质管道(哈氏合金锻制法兰)。

承插法兰与螺纹法兰虽同属管道连接核心部件,但在结构、性能、适用场景上差异显著。通过明确两大标准(ASME B16.5、EN1092-1)要求,结合压力、介质、安装环境科学选型,并严格遵循应用注意事项,才能充分发挥两者优势,为工业管道系统提供安全、高效的连接解决方案。而锻制法兰作为高端品类,更是在严苛工况与关键场景中不可或缺,成为保障工业生产稳定运行的重要支撑。

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