法兰的基础知识概述
管法兰、垫片以及紧固件这三种元件组合在一起，被称为法兰接头系统。
1、应用领域：
法兰接头作为一种在工程设计中应用极为广泛、涉及范围极广的基础部件，是管道设计、管件阀门系统中不可或缺的组成部分。同时，它也是各类设备、设备组件（例如人孔、视镜、液面计等）中必须包含的关键构件。除此之外，其他多个专业领域，如工业炉、热工、给排水、采暖通风、自控等，也频繁采用法兰接头。
2、材质选择：
法兰接头可以采用多种材质制造，包括锻钢、WCB碳钢、不锈钢（具体牌号有316L、316、304L、304、321等）、铬钼钢、铬钼钒钢、钼二钛以及特殊处理材质如衬胶、衬氟等。
3、分类方式：
法兰接头根据其结构特点，主要可以分为平焊法兰、带颈法兰、对焊法兰、环连接法兰、承插法兰以及盲板等多种类型。
4、执行标准体系：
法兰接头的制造和选用需要遵循特定的标准体系，主要包括GB系列（中国国家标准化管理委员会标准）、JB系列（机械行业标准）、HG系列（化学工业行业标准）、ASME B16.5（美国标准）、BS4504（英国标准）、DIN（德国标准）以及JIS（日本标准）等。
5、全球管法兰标准体系：
在全球范围内，管法兰标准主要存在两大体系。
- 以德国DIN（包含原苏联标准）为代表的欧洲管法兰标准体系。
- 以美国ANSI管法兰为代表的美洲管法兰标准体系。
12种主要法兰类型及其特性详解
1、板式平焊法兰
板式平焊法兰（对应化工行业标准HG20592、国家标准GB/T9119以及机械行业标准JB/T81）。
优势特点：
这种法兰取材便捷，制造工艺相对简单，因此生产成本较低，应用场景非常普遍。
局限性：
由于其刚性相对较弱，因此不适宜应用于存在较大供需压力、易燃易爆风险以及较高真空度要求的化工工艺配管系统，也不适用于高度或极度危害的作业环境。
密封面形式主要包括平面和突面两种。
2、带颈平焊法兰
带颈平焊法兰属于国家标准法兰体系，是国标法兰（简称GB法兰）的一种具体表现形式，是设备或管道上常见的一种法兰组件。
优势特点：
该法兰在现场安装时相对便捷，可以省去对焊缝进行拍揉伤处理的工序。
局限性：
带颈平焊法兰的颈部高度相对较低，这虽然在一定程度上提升了法兰的刚度和承载能力，但与对焊法兰相比，其焊接工作量较大，焊条消耗量也更高。此外，它不太适合在高温高压以及反复弯曲和温度剧烈波动的条件下使用。
3、带颈对焊法兰
带颈对焊法兰的密封面形式主要包括：
突面(RF)、凹面(FM)，凸面(M)、榫面(T)，槽面(G)，全平面(FF)。
优势特点：
这种法兰的连接不易变形，密封效果出色，应用范围广泛。特别适用于温度或压力发生大幅度波动的管道，以及高温、高压或低温环境下的管道。同时，它也常用于输送昂贵介质、易燃易爆介质或有毒气体的管道上。
局限性：
带颈对焊法兰通常体积较大，重量较重，价格也相对较高，安装和定位时较为困难，因此在运输过程中更容易发生磕碰损坏。
4、整体法兰
整体法兰是一种法兰的连接方式，它属于带颈对焊钢制管法兰的一种类型。整体法兰可以采用碳钢、不锈钢、合金钢等多种材质制造。
在国内各个标准中，整体法兰通常用IF来表示。这种法兰多用于压力较高的管道系统，其生产工艺一般采用铸造方法。
在法兰类型分类中，整体法兰用一个“IF”来标识。通常情况下，整体法兰的密封面为突面（RF）。如果在易燃易爆、高度或极度危害的使用环境中，则可以选择除了RF面之外的凸凹面（MFM）及榫槽面（TG）的密封面形式。
5、承插焊法兰
承插焊法兰是一种两端连接方式不同的法兰：一端与钢管进行焊接，另一端则通过螺栓连接。
密封面形式：
突面（RF）、凹凸面（MFM）、榫槽面（TG）、环连接面（RJ）。
应用范围：
锅炉压力容器、石油、化工、造船、制药、冶金、机械、食品等多个行业。
通常用于公称压力不超过10.0MPa，公称直径不超过40的管道系统中。
6、螺纹法兰
螺纹法兰是一种非焊接法兰。它将法兰的内孔加工成管螺纹，然后与带有相应螺纹的管子配合使用，从而实现连接。
优势特点：
与平焊法兰或对焊法兰相比，螺纹法兰在安装和维修方面更为方便，特别适用于一些现场不允许进行焊接的管线。对于一些强度要求较高但不易焊接或焊接性能较差的合金钢法兰，也可以选择螺纹法兰。
局限性：
在管道温度变化急剧或温度高于260℃低于-45℃的条件下，不建议使用螺纹法兰，以避免发生泄漏。
7、对焊环松套法兰
对焊环松套法兰是一种可以活动的法兰片，通常与给排水配件配套使用。在厂家出厂时，伸缩节的两端就各安装有一片法兰，可以直接与工程中的管道、设备通过螺栓连接。
主要作用：
使用对焊环松套法兰的主要目的是为了节省材料。其结构分为两部分：管子部分一端与管道连接，另一端制成对焊环。法兰盘采用等级较低的材质，而管子部分则使用与管道相同的材质，从而达到节省材料的目的。
优势特点：
能够节约成本，特别是当管材材质特殊且价格昂贵时，焊接相同材质的法兰成本会很高。对于不便于焊接或不便于加工，或者需要较大强度的管材，如塑料管、玻璃钢管等，使用对焊环松套法兰更为合适。同时，它也便于施工，例如在连接时法兰螺栓孔对应不便于找正，或者为了防止日后更换设备时法兰螺栓孔发生变化等情况。
局限性：
其承受的压力相对较低，焊环处的强度也较低（尤其是在厚度小于3mm时）。
8、平焊环松套法兰
平焊环松套法兰盘是一种可以活动的法兰片，可以直接与工程中的管道、设备通过螺栓连接。
使用平焊环松套法兰盘的主要目的是为了节省材料。其结构分为两部分：管子部分一端与管道连接，另一端制作成翻边结构，法兰盘部分则套在翻边上。
优势特点：
便于焊接或便于加工，或者需要较大强度，如塑料管、玻璃钢管等。
便于施工，如连接时法兰螺栓孔对应方便找正，或者防止日后更换设备时法兰螺栓孔发生变化等。
材质昂贵时，节约成本。当管材材质特殊，焊接相同材质的法兰成本高。
局限性：
承受压力较低。
焊环处强度低（尤其是厚度小于3mm时）。
9、法兰盖
法兰盖也被称为盲板法兰或盲板，是一种中间没有开孔的法兰，主要用于封堵管道堵头。
作用与特点：
其作用与焊接封头及丝扣管帽相似，但盲板法兰和丝扣管帽可以随时拆卸，而焊接封头则不能。
法兰盖密封面形式：
平面(FF)、突面(RF)、凹凸面(MFM)、榫槽面(TG)、环连接面(RJ)
10、衬里法兰盖
衬里法兰盖是一种特殊设计的盲板法兰，其接近介质的一侧堆焊了不锈钢材料，形成一个整体结构。衬里法兰盖主要用于有腐蚀性介质的管道上，作为盲板使用。与普通法兰盖相比，衬里法兰盖的特点在于与介质接触面增加了防腐衬层。
11、美标带颈平焊法兰
带颈平焊法兰安装在管端，主要作用是使管子与管子之间相互连接。带颈平焊法兰上设有孔眼，可以穿螺栓，使两个法兰紧密连接。法兰之间通过衬垫进行密封。
垫片放置在两个法兰的密封面之间，当拧紧螺母后，垫片表面上的比压达到一定数值时，会产生变形，并填充密封面上的凹凸不平之处，从而实现严密不漏的连接。法兰连接是一种可拆卸的连接方式，根据所连接的部件不同，可以分为容器法兰和管法兰。带颈平焊法兰适用于公称压力不超过2.5MPa的钢制管道连接。
带颈平焊法兰用于法兰与管子的对口焊接，其结构设计合理，强度与刚度较大，能够承受高温高压及反复弯曲和温度波动，密封性能可靠。公称压力为0.25～2.5MPa的带颈平焊法兰通常采用凹凸式密封面。
12、美标带颈对焊法兰
美标法兰是用于连接管子与管子的零件，安装在管端。美标对焊法兰可以通过锻造或浇铸两种方法制造。
美标对焊法兰根据带颈情况可以分为带颈美标对焊法兰和不带颈的美标对焊法兰。
美标对焊法兰由两个法兰盘加上法兰垫，使用螺栓紧固在一起，从而完成连接。美标法兰上设有孔眼，螺栓使两个法兰紧密连接，法兰之间通过衬垫进行密封。
法兰类型与密封面形式的关系