压力管道常用法兰管子标准体系

阿斯米 · 发表于 2023-8-25 08:33:33

目前，大多数压力管道及其元件都进行了系列化，并有相应的应用标准作支持。因此压力管道材料设计时首先要考虑的问题就是压力管道及其元件标准系列的选用。应用标准体系：一个管系（路）中各元件所用系列标准的集合。这些标准应包括管子系列标准、管件系列标准、法兰及其连接件系列标准、阀门标准等。他们通过一定的规则在一个管系中得到应用，它们之间相互衔接、相互配合，从而确定了管道及其元件的基本参数。

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]世界各国应用标准大体上分为两大类。

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]◆管子--即钢管外径系列

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]分为国际通用系列(大外径系列) 英制管；

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]国内常用系列(小外径系列) 公制管(或米制管)

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]◆法兰：欧式法兰和美式法兰

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]压力等级:

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]PN0.1 0.25 0.6 1.0 1.6 2.5 4.0 6.3 10.0 16.0 25.0 40.0 MPa 欧式法兰（DIN）

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]PN2.0 5.0 6.8 10.0 15.0 25.0 42.0MPa 美式法兰(ANSI)

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]CL150 300 400 600 900 1500 2500 Psi

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]由此可以看出，无论是法兰还是管子，上述两个系列或两个体系是不能混合使用的。

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)] ANSI美国国家标准化组织

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)] ASTM AmericanSociety of Testing Materials, 美国材料实验协会

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]◆钢管壁厚表示方法

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)] 钢管壁厚表示方法有管子表号、钢管壁厚尺寸和管子重量三种方法

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]1）是以管子表号"Sch"表示壁厚。

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)] 管子表号是管子设计压力与设计温度下材料许用应力的比值乘以1000,并经圆整后的数值。

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)] 即: Sch＝P/[σ]t×1000

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)] ANSI B36.10壁厚等级：Sch10、Sch20、Sch30、Sch40、Sch60、Sch80、Sch100、Sch120、Sch140、Sch160十个等级;

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)] ANSIB36.19壁厚等级：Sch5s、Sch10s、Sch40s、Sch80s四个等级;

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]2）以钢管壁厚尺寸表示

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)] 中国、ISO、日本部分钢管标准采用

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]3）是以管子重量表示

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)] 它将管子壁厚分为三种：

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)] a.标准重量管,以STD表示

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)] b.加厚管，以XS表示

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)] c.特厚管，以XXS表示。

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)] 对于DN≤250mn的管子，Sch40相当于STD，DN<200mm的管子,Sch80相当于XS。

国际上常用的标准体系

随着我国对外改革开放和加入WTO，各行业与国际上联系越来越多，为了更好地与国际接轨，就要求从事压力管道设计的人员对国际上通用的和先进的相关标准体系有所了解。下面介绍几个主要的应用标准体系。

1 德国及前苏联应用标准体系

a.德国（DIN）

◆管子：大外径系列

◆管法兰：欧式法兰

压力等级：PN0.1、0.25、0.6、1.0、1.6、2.5、4.0、6.4、10.0、16.0、25.0、32.0、40.0 13个等级

公称直径：DN6～4000mm

法兰密封面：平面、凸台面、凹凸面、榫槽面、橡胶环连接面、透镜面及膜片焊接面 7种

法兰型式：平焊板式、平焊松套式、翻边松套式、对焊翻边松套式、对焊环翻边松套式、对焊式、螺纹连接式、整体式及法兰盖 9种

◆常用的标准

DIN2410.T.1管子及钢管标准概述

DIN2448无缝钢管尺寸及单位长度质量

DIN2458焊接钢管尺寸及单位长度质量

DIN2500法兰一般说明

DIN2501.T.1法兰连接尺寸

DIN2519钢法兰交货技术条件

DIN2980带螺纹的钢管配件

b. 前苏联（ΓOCT）

◆管子：小外径系列外径尺寸同我国的JB系列

◆管法兰：欧式法兰

压力等级：PN 0.1、0.25、0.6、1.0、1.6、2.5、4.0、6.4、10.0、16.0、20.0 11个等级

公称直径：DN6~3000mm

法兰密封面：全平面、凸台面、凹凸面、聚四氟乙烯用榫槽面、透镜面及椭圆型环连接面 7种

法兰型式：平焊板式、平焊松套式、翻边松套式、对焊式、螺纹连接式、整体式及法兰7种

德国管法兰标准DIN和前苏联管法兰标准ΓOCT在PN≤16.0的等级中可以配对使用,但已不能互换(因为接管尺寸系列不同)。随着前苏联解体,其应用标准体系ΓOCT目前在国际工程上已很少用。

2 美国应用标准体系(ANSI)

美国国家标准ANSI B16.5《钢制管法兰及法兰管件》是一个比较完整、比较成熟同时也是国际上比较流行、比较通用的先进标准。该标准与其它相关的ANSI、API 、ASTM、MSS组成的压力管道应用标准体系形成于大量的试验研究基础之上,并经历了数十年的实践检验,因此不失为一个科学、先进的标准,并广泛为各个国家所接受。

◆管子：大外径系列(ANSI B36.10和B36.19)

公称直径范围：(DN6~DN2000)mm

壁厚表示方法：

1）是以管子表号"Sch"表示壁厚；

2）是以管子重量表示管壁厚度。

◆管法兰：美式法兰

压力等级：CL150 300 400 600 900 1500 2500 Psi 7个等级

公称直径：DN15~600mm

法兰密封面：凸台面(RF)、凹凸面(MR)、榫槽面(TAG)、金属环连接面 4种

法兰型式：平焊式、承插焊式、对焊式、螺纹连接式、松套式及法兰盖 6种

◆美国应用标准体系ANSI中常用的标准有：

ANSI/ASME B36.10无缝及焊接钢管

ANSI/ASME B36.19不锈钢无缝及焊接钢管

ANSI/ASME B16.9工厂制造的钢对焊管件

ANSI/ASME B16.11承插焊和螺纹锻造管件

ANSI/ASME B16.28钢制对焊小半径弯头和回弯头

ASME/ANSI B16.34法兰连接、螺纹连接和焊接连接的阀门

ASME/ANSI B16.5管法兰和法兰管件

ASME/ANSI B16.36孔板法兰

ASME/ANSI B16.42球墨铸铁法兰和法兰管件

ASME/ANSI B16.47大直径钢法兰

ASME/ANSI B16.20管法兰用缠绕式、包覆式垫片和环槽式用金属垫片

ASME/ANSI B16.21管法兰用非金属平垫片

ASME/ANSI B18.2.1 方头和六角头螺栓和螺纹

ASME/ANSI B18.2.2方头和六角头螺母

API std605大口径法兰、法兰盖

API std526法兰连接钢制泄压阀

API std598阀门的检验与试验

API std599法兰连接和焊接连接的金属旋塞阀

API std600法兰和对焊连接的钢制闸阀

API std602小型钢闸阀(紧凑型闸阀)

API std603 150磅耐腐蚀用法兰阀

API std608法兰连接和对焊连接的金属球阀

API std609支耳型和对夹型蝶阀

API std6D管道阀门规范

MSS SP-44带颈平焊法兰

3 日本应用标准体系(JIS)

◆管子：大外径系列 (JIS G3454、JIS G3458、JIS G 3459) 与ANSI大多数相同

无缝钢管公称直径：(DN6~DN650)mm

壁厚表示方法：管子表号"Sch"表示壁厚

碳钢及合金钢JIS G3454、JIS G3458：

Sch10、Sch20、Sch30、Sch40、Sch60、Sch80、Sch100、Sch120、Sch140、Sch160 10个等级;

不锈钢JIS G 3459：Sch5s、Sch10s、Sch20s、 Sch40s、Sch80s、 Sch120s 、Sch160s 7个等级;

焊接钢管公称直径：(DN350~DN2000)mm

壁厚表示方法：直接用壁厚数值表示。

◆管法兰：(JIS B2201、JIS B2220等)自成体系,既不属于"美式法兰",也不属于"欧式法兰"

公称直径： (DN10~DN1000)mm

公称压力等级：2K、5K、l0K、16K、20K、30K、40K、63K 共8个等级

法兰密封面：光滑面、大凸台面、小凸台面、凹凸面、榫槽面 5种

法兰型式：平焊式、承插焊式、对焊式、螺纹连接式、松套式及法兰盖6种

JIS应用标准体系与ANSI和DIN等都不能配套使用。为了弥补这个缺陷,日本石油学会编制了一套JPI标准,它基本上等效采用了ANSI/API应用标准体系,故它能与ANSI互换。

◆日本应用标准体系JIS中常用的标准有:

JIS G3452普通用途碳钢管

JISG3454承压用碳钢管

JISG3455承压用碳钢管

JISG3456高温用碳钢管

JISG3457电弧焊碳钢管

JIS G3458合金钢管

JIS G3459不锈钢钢管

JIS G3468电弧焊大直径不锈钢钢管

JIS B2201铁素体材料管法兰压力等级

JIS B2202管法兰尺寸

JIS B2210铁素体材料管法兰基础尺寸

JISB2220钢制管法兰

JIS B2302钢制螺纹连接管件

JIS B2311普通用途的钢制对焊管件

JIS B2312钢制对焊管件

JIS B2313钢板制对焊管件

JIS B2316承插焊管件

JIS B2401O形环

JIS B2404管阀兰用缠绕式垫片

JIS B3453压缩石棉垫片

4 国际标准化组织(ISO)

◆管子：基本上属大外径系列(ISO4200)

标准(ISO4200)系列1基本上采用了ANSI的尺寸,仅DN>1100mm时（已不太常用）则使用了"小外径系列"的尺寸。

◆管法兰：同时包括了"美式法兰"和"欧式法兰"两个系列。（ISO7005-1）它代表了当前世界法兰标准的应用趋势。

公称压力等级：

第一系列：PN 1.0、1.6、2.0、5.0、11.0、15.0、26.0、42.0 8个等级；

第二系列：PN0.25、0.6、2.5、4.0 共4个等级。

第一系列为基本系列,第二系列为限制系列。

两个系列中：

PN0.25、PN0.6、PN1.0、PN1.6、PN2.5、PN4.0 六个等级属"欧式法兰",

PN2.0、PN5.0、PN11.0(600Psi)、PN15.0、PN26.0(1500Psi)、PN42.0属"美式法兰"；

二者在结构尺寸和密封面尺寸上不能互换的。◆ISO应用标准体系中常用的标准有：

ISO6708管件公称尺寸定义

ISO7268管件公称压力定义

ISO4200焊接和无缝平端钢管尺寸和单位长度

ISO1127不锈钢钢管尺寸公差和单位长度质量

ISO3183石油和天然气工业用钢管

ISO6759热交换器用无缝钢管

ISO7005-1金属管法兰

ISO7483符合ISO7005标准的管法兰密封垫片

ISO3419 非合金钢和合金钢管件

ISO5251不锈钢对焊管件

ISO7121法兰型钢制球阀

ISO10497阀门试验防火试验要求

5 英国和法国应用标准体系

a.英国应用标准体系(BS)

◆管子：大外径系列

BS1600 其直径范围和壁厚分级同ANSI B36.10/B36.11;

BS3600基本上等同采用了ISO标准，其直径范围和壁厚分级同ISO4200。

◆法兰标准：同时包括了"美式法兰"和"欧式法兰"两个系列。

BS1560基本上等同采用了ANSI标准,其结构型式和密封面型式同ANSI B16.5;

BS4504基本上等同采用了DIN标准,其结构型式和密封面型式同DIN2500。

◆BS中常用的标准有:

BS1600石油工业用钢管尺寸

BS3600承压用焊接钢管和无缝钢管的尺寸及单位长度质量

BS3605.1承压用焊接和无缝不锈钢钢管与

BS1560管法兰(美式法兰)

BS4504管法兰(欧式法兰)

BS1740.1锻钢制管件

BS1965对焊承压管件

BS1640石油工业用对焊管件

BS3799石油工业用螺纹及承插焊管件

b.法国应用标准体系(NF)与英国应用标准体系类似。

由此可见，世界上各国应用的标准体系有很多，不同的国家不同的行业有不同的应用标准和标准体系，它们之间有些相差很多，无法配套使用和互换因而给使用者带来不少麻烦。

因此，压力管道设计的第一步就是选择应用标准体系，并作为设计的统一规定，以免各相关专业因采用不能互换的其它标准体系而导致错误。

国内的压力管道及其元件的应用标准很多,又均不完整。以管法兰标准为例,常用的标准就有国家标准(GB)、机械行业标准(JB)、石化行业标准(SH)和化工行业标准(HG)等。这些标准各有各自的温度-压力表、密封面尺寸和接管尺寸,相互之间互换性差,有些甚至不能配套使用。为了能很好地应用这些标准，介绍一下目前国内常用的压力管道应用标准体系。

1 石化行业应用标准体系

◆ 管子尺寸系列标准(SH3405)基本属于“大外径系列” SH3405等效采用了ISO4200标准，故当DN≤1100mm时,它能与ANSI B36.l/36.19标准配套使用。

◆法兰标准(SH3406)属于"美式法兰"公称压力：PN10 PN20(CL150) PN50(CL300)
PN68(CL400) PN100(CL600)PN150(CL900) PN250(CL1500) PN420(CL2500) 8个等级公称直径：DN15~DN1500mm法兰密封面：当DN≤600时，凸台面、凹凸面、全平面、榫槽面、环槽面 5种， DN≥650时，凸台面  1种法兰型式：当DN≤600时，平焊、对焊、承插焊、螺纹连接、松套 5种， DN≥650时  对焊 1种  SH3406等效采用了ANSI B16.5和API605标准,。SH3406在结构尺寸和密封面型式上与ANSI B16.5/API605有着很好的互换性，它能与ANSI、API、MSS等标准的管道元件配套使用。因为SH3406采用了我国材料标准而不是美国材料标准(ASTM),二者的温度-压力表有少许偏差,故在考虑二者互换时,应注意并核对它们的温度-压力对应允许值。
◆石化行业应用标准体系中的常用标准SH3401管法兰用石棉橡胶板垫片SH3402管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片SH3403管法兰用金属环垫片SH3404管法兰用紧固件SH3405石油化工企业钢管尺寸系列SH3406石油化工钢制管法兰SH3407管法兰用缠绕式垫片SH3408钢制对焊无缝管件SH3409钢板制对焊管件SH3410锻钢制承插焊管件    石化行业应用标准体系属于一个比较完整的应用标准体系。因为它等效采用了ANSI标准,因此代表着先进和发展方向。又由于它的法兰(SH3406)能与API标准阀门匹配使用。通过近几年的应用证明,这套应用标准体系是一个科学的、先进的、同时又是可操作性好的标准体系。
2 化工行业应用标准体系

◆管子尺寸系列标准(HG20553)  A系列：属于"大外径系列"B系列：属于"小外径系列"
◆法兰标准  同时包含欧式法兰和美式法兰欧式法兰（HG20592～HG20605）压力等级：PN2.5、6、10、16、25、40、63、100、160等9个等级公称直径：DN10~DN2000mm法兰型式：板式平焊、带颈平焊、带颈对焊、整体式、承插焊、螺纹、对焊环松套、平焊环松套、法兰盖、衬里法兰等10种密封面型式：突面、凹凸面、榫槽面、环连接面、全平面等5种。它可以与JB阀门配套使用。美式法兰标准(HG20615-HG20626)公称压力：PN2.0(CL150) PN5.0(CL300) PN11.0(CL600) PN15.0(CL900) PN26.0(CL1500) PN42.0(CL2500)  6个压力等级公称直径:  DN15~1500法兰型式:  带颈平焊、带颈对焊、整体法兰、承插焊、螺纹、松套等6种,密封面型式: 突面、凹凸面、榫槽面、环连接面、全平面等5种型式。化工行业压力管道应用标准体系也是一个相对比较完整的标准体系，而且经历了若干年的生产实践检验,具有成熟的使用经验。由于它同时具有"大外径系列"和"小外径系列"、"欧式法兰"和"美式法兰"两个系列,故其使用面比较广,它既可以与国外的ANSI、DIN、ISO等标准配合使用,又可以与国内的GB、SH、JB等标准配合使用。
◆化工行业应用标准体系中的常用标准HG20537.1奥氏体不锈钢焊接钢管选用规定HG20553化工配管用无缝及焊接钢管尺寸选用系列HG/T21634锻钢制承插焊管件HG/T21635碳钢、低合金钢元缝对焊管件HG/T21631钢制有缝对焊管件HG/T21632锻钢制承插焊、螺纹和对焊接管台HG/T21637化工管道过滤器HG/T21577快速特种接头HG20592~20605钢制管法兰(欧洲体系)HG20615~20626钢制管法兰(美洲体系)HG20606~20612钢制管法兰用垫片(欧洲体系)HG20627~20633钢制管法兰用垫片(美洲体系)HG20613钢制管法兰紧固件(欧洲体系)HG20634钢制管法兰紧固件(美洲体系)
3 机械行业应用标准体系

◆ 管子尺寸属于"小外径系列"
◆法兰标准  欧式法兰压力等级：PN2.5、6.0、10、16、25、40、63、100、160、200等10个压力等级公称直径：DN15~DN1600mm法兰型式：整体、板式平焊、对焊、平焊环板式松套、对焊环板式松套、翻边板式松套和法兰盖等7种密封面型式：平面、凸面、凹凸面、榫槽面、环连接面 5种。JB没有相应的管子尺寸系列标准、管件标准，体系很不完善，需要GB体系作支持；JB法兰标准把不同等级的材料列入同一温度－压力表中，以至失去了其科学性；JB阀门标准以有限的型号给出选用系列(从各产品汇编中体现出来)，既限制了其使用范围，又失去了其灵活性。从许多生产装置的应用情况来看,JB阀门的使用性能也不尽人意；JB阀门不能与ANSI配伍使用,不便于与世界接轨；◆机械行业应用标准体系中的常用标准有:JB/T74管路法兰技术条件JB/T75管路法兰类型JB/T79.1~79.4整体铸钢管法兰JB/T81板式平焊钢制管法兰JB/T82.1~82.4对焊钢制管法兰JB/T83 0.25、0.6、1.0、1.6、2.5MPa平焊环式松套钢制管法兰JB/T84 4.0、6.3、10.0MPa凹凸面对焊环板式松套钢制管法兰JB/T85 0.25、0.6MPa翻边式松套钢制管法兰JB/T86.1~86.2钢制管法兰盖,JB/4700～4703压力容器用法兰JB/T87~90管路法兰用垫片JB4704~4706压力容器用垫片
4 国家应用标准体系

◆管子尺寸系列标准GB17395属于"大外径系列"
◆法兰标准：(GB/T 9112-2010) 包括欧式法兰和美式法兰接管分为系列I、系列II系列I为“大外径系列” ，以期能与SH标准等匹配；系列II为“小外径系列”，以期能与JB标准等匹配。欧式法兰：分为系列I、系列II，公称压力PN 0.25、0.6、1.0、1.6、2.5、4.0、6.3、10.0、16.0MPa 9个等级公称通径DN10～2000mm法兰型式：整体、带颈螺纹、对焊、带颈平焊、板式平焊、平焊环板式松套、对焊环板式松套、翻边环板式松套和法兰盖等9种密封面型式：平面、突面、凹凸面、榫槽面4种。美洲法兰：系列I(大外径)公称压力PN 2.0、5.0、11.0、15.0、26.0、42.0MPa    6个等级公称通径DN10～600mm法兰型式：整体、带颈螺纹、对焊、带颈平焊、带颈承插焊、对焊环带颈松套和法兰盖等7种密封面型式：平面、突面、凹凸面、榫槽面、环连接面 5种。它基本上能含盖JB标准和HG标准的"欧洲体系"标准,为取代这两个标准创造了条件; "欧式法兰"和"美式法兰"，其温度-压力等级值的确定是将中国材料与欧洲材料和美洲材料进行性能对比后,选用ISO7005-1中规定的相应材料的压力－温度参数。压力管道国家标准体系也是一个比较完整的标准体系。它的管件标准分为A、B两个系列，其中A系列为“大外径系列”，以期能与SH标准等匹配；B系列为“小外径系列”，以期能与JB标准等匹配。
◆中国国家应用标准体系常用标准GB12459钢制对焊无缝管件GB/T13401钢板制对焊管件GB/T14626锻钢制螺纹管件GB/T14382管道用三通过滤器GB/T14383锻钢制承插焊管件GB/T9112~9124钢制管法兰GB4622.1~3管法兰用缠绕式垫片GB9126.1~4管法兰用石棉橡胶垫片GB9128.1~2管法兰用金属环垫片GB/T13404管法兰用聚四氯乙烯包覆垫片GB/T15601管法兰用金属包覆垫片GB30六角螺栓GB52六角螺母GB56六角厚螺母GB901等长双头螺柱B级GB6170I型六角螺母A和B级GB6171I型六角螺母细牙A和B级GB6175II型六角螺母A和B级.GB6176皿型六角螺母细牙A和B级GB12220通用阀门  标志GB12221法兰连接金属阀门结构长度GB12224钢制阀门一般要求GB12234通用阀门  法兰和对焊连接钢制闸阀..GB12235通用阀门  法兰连接钢制截止阀和升降式止回阀GB12236通用阀门  法兰连接钢制旋启式止回阀GB12237通用阀门  法兰和对焊连接钢制球阀GB12238通用阀门  法兰和对夹连接蝶阀GB12239通用阀门  隔膜阀GB12244~12246减压阀GB12247~12251蒸汽疏水阀GB/T13927通用阀门压力试验
5 压力管道应用标准体系配伍
a. 可用的压力管道应用标准体系比较多，而且各标准体系之间有些是不能配套使用的,有些虽然基本能配套使用但尚有个别问题应注意。b. 一个装置或同时建设的几个装置应尽量采用同一个应用标准体系,这样可以避免由于不同标准体系之间的配合问题而带来的一些错误。c. 工程中经常遇到在一个装置上同时采用两套或多套应用标准体系的情况,或者是由于某套标准体系的应用标准不完善,需要其它体系的标准进行支持。这就要求材料工程师除了在了解有关的标准体系之外,还应知道各体系之间的标准配合问题。d. 注意核对各标准的温度-压力值。

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