5.3 法兰连接

法兰连接是将垫片放入一对固定在两个管口上的法兰的中间，用螺栓拉紧使其紧密结合起来的一种可拆卸的接头。

5.3.1 法兰种类

按法兰与管子的固定方式分为螺纹法兰、焊接法兰、松套法兰；按密封面形式可分为光滑式、凹凸式、榫槽式、透镜式和梯形槽式。

1.螺纹法兰

主要用于镀锌水、煤气钢管的连接，其密封面为光滑式。其公称压力常用的有0.6MPa、1.0MPa、1.6MPa三种。

2.焊接法兰

焊接法兰是管道连接中最常用的，分为平焊法兰和对焊法兰两种。

（1）平焊法兰。又叫搭焊法兰，与管子焊接时将管子插入法兰孔内，在法兰内外部与管子进行搭接角焊。其公称压力常用的有0.6MPa、1.0MPa、1.6MPa和2.5MPa四种。平焊法兰的密封面有光滑式和凹凸式。

（2）对焊法兰。又叫高颈法兰，与平焊法兰的区别是带有一段锥形短管。法兰与管子的结合实质上是短管与管子的对口焊接，故称对焊法兰。一般用于公称压力≥4.0MPa或温度大于300℃的管道上。对焊法兰有光滑式、凹凸式、榫槽式和梯形槽式四种密封面形式。其中光滑式和凹凸式最为普遍。

3.松套法兰

松套法兰也叫活套法兰或活动法兰，分为平焊松套法兰、对焊松套法兰、卷边松套法兰。这种法兰接口，就是利用钢环或管口卷边把法兰套在管端上，因此法兰可以在管端上活动，故称松套法兰。

（1）平焊松套法兰。其密封面一般有光滑式和榫槽式。其公称压力常用的有0.6MPa、1.0MPa、1.6MPa和2.5MPa四种。主要用于不锈钢管道、铜及铜合金管道、铝及铝合金管道以及塑料管道等。

（2）对焊松套法兰。其密封面一般为凹凸式，用于公称压力较高的场合。其公称压力为4MPa、6.4MPa、10MPa三种。

（3）卷边松套法兰。只适用于公称压力不大于0.6MPa的管道上，主要用于有色金属管道、塑料管道。不过目前已基本不用。

法兰盖俗称法兰盲板，用作管道的堵头，应与另一法兰相配使用。

法兰应根据介质、温度和压力优先选用标准法兰。

法兰紧固件的选用：法兰紧固件是指连接法兰的螺栓、螺母和垫圈。

1）螺栓按外形分为单头螺栓和双头螺栓。单头螺栓不能用于中、高压法兰上。

2）法兰螺栓所用的螺母，一般采用六角形，分为A型和B型两种。

3）法兰按制造方法分为粗制螺栓、半精制螺栓和精制螺栓。粗制螺栓除螺纹部分外，其他部分不需要加工，半精制螺栓和精制螺栓要进行精加工。

4）当公称压力≤2.5MPa，工作温度＜350℃时，可选用半精制六角螺栓和A型半精制六角螺母。当公称压力≤0.6MPa，也可选用粗制螺栓和螺母。

5）当公称压力≥4.0MPa，工作温度≥350℃时，可选用精制六角螺栓和A型精制六角螺母。

5.3.2 法兰垫片的选用

常用的法兰垫片有工业橡胶板垫片、橡胶石棉板垫片、金属石缠绕垫片和金属垫片。选用时应根据输送介质的性质及其工作条件和法兰形式选定。

（1）工业橡胶板。分为普通橡胶板、耐酸碱橡胶板和耐油橡胶板。适用于温度不超过60℃、压力不超过1.0MPa的水、酸、碱及真空管路的法兰上，厚度为2～4mm。

（2）橡胶石棉板。用橡胶、石棉及填料经压制制成，分为低压、中压、高压及耐油橡胶石棉胶板，分别适用于1.6MPa、4.0MPa、6.4MPa和10MPa的工作压力，使用温度分别为200℃、350℃、450℃、和550℃。橡胶石棉板垫片的厚度，管道公称通径≤80mm时为1.5mm，管道公称通径为100～350mm时为2mm，管道公称通径≥400时为3mm。

（3）金属石棉缠绕垫片。由钢带和石棉分层缠绕制成，具有多层密封作用，弹性较好。只适用于光滑面和凹凸面法兰。适用于工作压力≤4.0MPa，工作温度≤450℃的工况下。

（4）金属垫片。常用的有齿形、椭圆形和八角形垫片，以及高压管道上的透镜式垫片。一般当公称压力≥6.4MPa时采用金属垫片。

5.3.3 法兰安装

法兰安装前应对法兰的外形尺寸进行检查，包括外径、内径、螺栓孔径及数目、螺栓孔中心距、凸缘高度等是否符合技术标准的要求。法兰密封面应平整光洁，不得有毛刺及径向沟槽。螺纹法兰的螺纹部分应完整、无损伤。凹凸面法兰应能自然嵌合，凸面的高度不低于凹槽的深度。

螺栓及螺母的螺纹完整，无伤痕、毛刺等缺陷。螺栓与螺母应配合良好，无松动或卡涩现象。

石棉橡胶、橡胶、塑料等非金属垫片应质地柔韧，无老化变质或分层现象，表面不应有折损、皱纹等缺陷。金属垫片的加工尺寸、精度、表面粗糙度及硬度应符合设计要求，表面无裂缝、毛刺、凹槽径向划痕及锈斑等缺陷。金属及缠绕丝垫片不应有径向划痕、松散、翘曲等缺陷。

法兰装配前，必须清除表面及密封面上的铁锈、油污等杂物，直至露出金属光泽，且要将法兰的密封线剔清楚。

法兰连接应保持平行，其偏差不应大于法兰外径的0.15%，且不大于2mm。不得用强紧螺栓的方法消除歪斜。

法兰连接应保持同轴，其螺栓孔中心偏差一般不超过孔径的5%，并保证螺栓能自由穿入。

法兰装配时，法兰面必须垂直于管中心，允许偏差斜度当公称通径≤300mm时为1mm，公称通径＞300mm时为2mm。

法兰垫片应符合标准，不得使用斜垫和双层垫片。

水平管道上安装的法兰，其最上面的两螺栓孔应保持水平。垂直管道上的法兰，其靠墙最近的两螺栓孔应与墙面平行。

高温或低温管路的法兰，在保持工作温度2h后应进行热紧或冷紧。当管路设计压力≤6.0MPa时，热紧的最大压力为0.3MPa；当设计压力＞6.0MPa时，热紧的最大压力为0.5MPa。冷紧一般应泄压处理。

高压螺纹法兰安装前应用白煤油、丙酮等清洗管端螺纹和法兰螺纹，不得有任何细小的垃圾。管道螺纹用环规进行检查，法兰螺纹用塞规进行检查。

平焊法兰装配时，管端应插入法兰2/3。平焊法兰内外部均应与管子焊接。