GB/T 43079.1-2023 钢制管法兰、垫片及紧固件选用规定 第1部分：PN系列（正式版）

ICSCCS23.040.60GB/T43079.1—2023国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会IGB/T43079.1—2023 Ⅲ 1 1 14钢制管法兰选用 2 96紧固件选用 7法兰接头的选配要求 ⅢGB/T43079.1—2023本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件是GB/T43079《钢制管法兰、垫片及紧固件选用规定》的第1部分。GB/T43079已经发布了以下部分：--—第1部分：PN系列；-—第2部分：Class系列。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国机械工业联合会提出。本文件由全国管路附件标准化技术委员会(SAC/TC237)归口。本文件起草单位：中国天辰工程有限公司、中机生产力促进中心有限公司、中石油华东设计院有限有限公司、浙江舟山市正源标准件有限公司。GB/T43079.1—2023管法兰、垫片和连接用紧固件的选用以及三者的合理配合使用是避免管道连接失效、预防管道事故发生的根本。法兰连接失效分析、性能匹配、测试方法等方面新的理念或新的方法不断更新完善，法兰、垫片和紧固件的标准也在更新。本文件与之相适应，规定了三者的选用和配合规则。-—第1部分：PN系列。目的在于确定PN系列的法兰、垫片和紧固件的选用和配合规则。——第2部分：Class系列。目的在于确定Class系列的法兰、垫片和紧固件的选用和配合规则。1GB/T43079.1—2023本文件适用于GB/T9124.1—2019所规定的PN系列钢制管法兰以及与之配合使用的垫片和紧下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文本文件。GB/T4622.1管法兰用缠绕式垫片第1部分：PN系列GB/T9124.1—2019钢制管法兰第1部分：PN系列GB/T9125.1钢制管法兰连接用紧固件第1部分：PN系列GB/T9126.1管法兰用非金属平垫片第1部分：PN系列GB/T9128.1钢制管法兰用金属环垫第1部分：PN系列GB/T13404管法兰用非金属聚四氟乙烯包覆垫片GB/T15601管法兰用金属包覆垫片GB/T17186.1管法兰连接计算方法第1部分：基于强度和刚度的计算方法GB/T17186.2管法兰连接计算方法第2部分：基于泄漏率的计算方法GB/T19066.1管法兰用金属波齿复合垫片第1部分：PN系列GB/T19675.1管法兰用柔性石墨复合增强垫片第1部分：PN系列GB/T20801.1—2020压力管道规范工业管道第1部分：总则GB/T20801.4压力管道规范工业管道第4部分：制作与安装GB/T38343法兰接头安装技术规定GB/T39245.1管法兰用金属齿形组合垫片第1部分：PN系列3.13.2按照GB/T20801.1—2020,分级为GC1级的压力管道。按照GB/T20801.1—2020,分级为GC3级的压力管道。2GB/T43079.1—20234钢制管法兰选用4.1法兰标准选用4.1.1PN系列钢制管法兰标准宜按GB/T9124.1—2019选用。4.1.2相互连接的两个法兰应采用相同的标准系列。不同标准系列(如PN系列与Class系列)的法兰不应混合使用。同为PN系列的不同标准体系的法兰也不宜混合使用；如混合使用，应核对法兰材料4.2.1PN系列钢制管法兰的压力-温度额定值应符合GB/T9124.1—2019中5.2的规定。4.2.2当法兰接头中的两个法兰具有不同的压力-温度额定值时，则该法兰接头的压力-温度额定值取两个法兰中的较低者。在此情况下，应选定形成密封所需要的紧固件、垫片，同时控制上紧扭矩。4.3法兰结构类型4.3.1.1PN系列钢制管法兰类型和适用范围应符合GB/T9124.1—2019中表5的规定。法兰结构类型(端部连接、密封面)及常用范围见表1。表1PN系列法兰类型及常用范围法兰类型密封面形式公称压力公称尺寸整体法兰(IF)平面(FF)6突面(RF)63GB/T43079.1—2023表1PN系列法兰类型及常用范围(续)法兰类型密封面形式公称压力公称尺寸整体法兰(IF)凹凸面(MF)榫槽面(TG)环连接面(RJ)带颈螺纹法兰(Th)平面(FF)6突面(RF)6带颈对焊法兰(WN)平面(FF)64GB/T43079.1—2023表1PN系列法兰类型及常用范围(续)法兰类型密封面形式公称压力公称尺寸突面(RF)6凹凸面(MF)榫槽面(TG)环连接面(RJ)带颈平焊法兰(SO)平面(FF)65GB/T43079.1—2023表1PN系列法兰类型及常用范围(续)法兰类型密封面形式公称压力公称尺寸带颈平焊法兰(SO)突面(RF)6凹凸面(MF)榫槽面(TG)带颈承插焊法兰(SW)平面(FF)突面(RF)凹凸面(MF)榫槽面(TG)环连接面(RJ)翻边短节板式松套法兰(PL/P-B)突面(RF)6板式平焊法兰PL平面(FF)6突面(RF)66GB/T43079.1—2023表1PN系列法兰类型及常用范围(续)法兰类型密封面形式公称压力公称尺寸平面(FF)6突面(RF)6凹凸面(MF)榫槽面(TG)环连接面(RJ)7GB/T43079.1—20234.3.1.2法兰类型的选用应计及法兰的刚度对法兰接头密封性能的影响。4.3.1.3剧烈循环工况下，应选用整体法兰或带颈对焊法兰。4.3.2.2板式平焊法兰不应用于温度频繁变化的工况，特别是法兰未作隔热的场合。4.3.2.3板式平焊法兰不应用于剧烈循环工况。4.3.2.4采用最大螺栓/螺柱安装载荷控制技术装配的法兰接头，不应采用板式平焊法兰。4.3.3带颈平焊法兰和翻边短节板式松套法兰(PL/P-B)的选用要求4.3.3.1带颈平焊法兰不应用于温度频繁变化的工况，特别是法兰未作隔热的场合。4.3.3.2带颈平焊法兰与翻边短节配合的使用范围应符合表2的规定。表2与翻边短节配合的带颈平焊法兰的使用范围压力等级最大法兰公称尺寸4.3.3.3翻边短节板式松套法兰或带颈平焊法兰与翻边接头(包括现场制作的焊制翻边、扩口翻边等)配合使用时，应计及法兰内孔与翻边转角的配合。4.3.4.1一般用于公称直径小于或等于DN50的管道。4.3.4.2以下场合不应采用带颈承插焊法兰：a)可能产生缝隙腐蚀或严重冲蚀的场合；b)要求焊接部位及管道内壁光滑过渡的场合；c)剧烈循环工况管道；d)公称尺寸大于DN50的GC1级管道。4.3.5.1带颈螺纹法兰不应用于GC1级工业管道，但高透镜垫密封型式的高压螺纹法兰除外。4.3.5.2带颈螺纹法兰不应用于极度和高度危害介质。4.3.5.3剧烈循环工况管道不应选用带颈螺纹法兰。未承受外部弯矩作用的螺纹元件(如温度计套管),可用于剧烈循环工况。4.3.5.4高温蠕变工况的管道不应选用带颈螺纹法兰。4.3.5.5除GC3级管道外的工业管道，不应采用管端伸出螺纹法兰作为密封面的结构型式，如图1所示。8GB/T43079.1—2023图1管端伸出螺纹法兰作为密封面的结构4.3.5.6采用最大螺栓/螺柱安装载荷控制技术装配的法兰接头，不应采用带颈螺纹法兰。4.3.6法兰密封面型式的选用要求4.3.6.1PN系列钢制管法兰的密封面型式和适用范围应符合GB/T9124.1—2019中表4的规定。各种类型法兰的密封面型式及常用范围见表1。4.3.6.2确定法兰密封面型式及表面粗糙度时，应首先确定介质性质和垫片性能。4.3.6.3钢法兰与非金属法兰、铸铁法兰连接时，宜采用全平面(FF)密封面型式。4.3.7.1法兰盖开孔作为异径法兰时，法兰盖不作补强的最大允许开孔公称尺寸DN₂应符合表3的规定。表3法兰盖开孔最大允许开孔公称尺寸DN₂80～1254.3.7.2开孔公称尺寸大于表3所列数值的异径法兰应对法兰盖进行补强计算，孔边的补强面积应不小于相应最大允许开孔公称尺寸DN₂的带颈平焊法兰的颈部面积。4.4.1法兰材料应符合GB/T9124.1—2019中5.1的要求。4.4.2常用钢制管法兰用材料见GB/T9124.1—2019中表92。其他管法兰用锻件、铸件或板材，如其化学成分和力学性能不低于GB/T9124.1—2019中表92对应材料，也可用于法兰制作，但法兰的最高允许工作压力应按GB/T9124.1—2019中表92对应材料的规定执行。4.4.3法兰材料应对与其接触的介质具有良好的耐腐蚀性能。9GB/T43079.1—20234.4.4法兰材料应具有良好的加工性能。4.5.2法兰盖的密封面型式应和与其配对的法兰的密封面型式相同。4.5.3进行管法兰连接计算时，应计及法兰盖所受盲板力的影响。5垫片选用5.1垫片标准5.1.1PN系列垫片标准宜根据GB/T4622.1、GB/T9126.1、GB/T9128.1、GB/T13404、GB/T15601、5.1.2不同标准系列(如PN系列与Class系列)的垫片不应混合使用。同为PN系列的不同标准体系5.2垫片结构型式5.2.1PN系列垫片型式和适用范围应符合GB/T4622.1、GB/T9126.1、GB/T9128.1、GB/T13404、GB/T15601、GB/T19066.1、GB/T19675.1、GB/T39245.1的规定。5.2.2垫片型式的选用应根据介质特性、使用工况(温度、压力)、法兰密封面以及法兰接头的密封要求进行。5.2.3垫片型式应与法兰密封面型式相匹配。5.2.4垫片的密封荷载应与法兰的压力等级、密封面型式、表面粗糙度和紧固件相匹配。5.2.5缠绕垫用于突面法兰时应采用带内外环型式的缠绕垫，用于PN16及以下压力等级的突面法兰时也可采用带定位环型缠绕垫。凹凸面法兰应采用带内环的缠绕垫，榫槽面法兰应采用基本型缠绕垫。5.3.1PN系列垫片材料应符合GB/T4622.1、GB/T9126.1、GB/T9128.1、GB/T13404.1、GB/T15601、GB/T19066.1、GB/T19675.1、GB/T39245.1的规定。5.3.2垫片材料的选用应根据介质特性、工使用工况(温度、压力)的要求进行。垫片材料应符合下列要求：c)具有良好的压缩回弹性能；d)具有较小的应力松弛率；e)泄漏率低。5.3.3可燃材料(如橡胶)和柔性石墨材料制成的垫片不应用于输送强氧化性介质的管道。5.3.4用于不锈钢或镍基合金法兰连接时，氯离子含量不应超过50μg/g。5.3.5无石棉纤维制成的垫片不应用于极度或高度危害介质以及高真空工况。5.3.6聚四氟乙烯包覆垫片不应使用于真空工况。5.3.7聚四氟乙烯垫片、聚四氟乙烯包覆垫适用于耐腐蚀、防黏结和清洁度要求高的场合。5.3.8非金属或半金属垫片的工作温度满足以下要求。a)无石棉纤维橡胶板类非金属或半金属垫片的工作温度宜不大于150℃。GB/T43079.1—2023b)聚四氟乙烯类非金属或半金属垫片的最高工作温度应不大于260℃,长期使用温度宜不大于200℃。c)普通柔性石墨类增强非金属或半金属垫片的工作温度宜不大于450℃;满足(670℃,4h)试验条件下平均热失重不大于4%的抗氧化柔性石墨材料的工作温度应不大于650℃。d)层状硅酸盐类高温材料工作温度应不大于850℃。e)金属包覆垫的最高使用温度应低于金属材料和填充材料的最高使用温度的较低值。5.4垫片选用要求5.4.1PN系列垫片的结构型式、材料均应能满足垫片密封性能、介质特性、使用工况(温度和压力)以及法兰接头的密封要求。5.4.2常用PN系列垫片选用见表4。表4常用PN系列垫片选用垫片型式垫片材料法兰公称压力法兰密封面型式非金属平垫片橡胶板RF、MF、TG、FF无石棉纤维板、膨体聚四氟乙烯板、改性聚四氟乙烯板聚四氟乙烯包覆垫聚四氟乙烯十非石棉纤维橡胶板/橡胶板柔性石墨复合增强垫片金属十柔性石墨RF、MF、TG、FF金属包覆垫金属十柔性石墨板/非石棉纤维橡胶板/聚四氟乙烯板/陶瓷纤维板缠绕垫金属十柔性石墨/聚四氟乙烯/无石棉纤维/耐高温层状硅酸盐复合材料RF、MF、TG金属齿形组合垫金属十柔性石墨/聚四氟乙烯RF、MF、TG金属波齿复合垫金属十柔性石墨RF、MF、TG金属环垫金属6紧固件选用6.1紧固件标准6.1.1PN系列紧固件宜按GB/T9125.1选用。当GB/T9125.1规定的紧固件无法满足工程需要而选用ASTM等其他标准规定的紧固件时(见表5、表6),其紧固件的选用应符合相应标准的规定。6.1.2不同标准系列的紧固件不宜混合使用。不同标准体系的紧固件混合使用时，应核对紧固件结构6.2紧固件型式6.2.1PN系列紧固件型式和适用范围应符合GB/T9125.1的规定。6.2.2紧固件型式的选择应基于紧固件材料，同时还应计及其他参数，如介质特性、腐蚀危害、应力和高温松弛等。GB/T43079.1—20236.2.3六角头螺栓适用于公称压力小于或等于PN16,介质为非有毒、非可燃介质、非剧烈循环工况且配用非金属平垫片的工况。6.2.4等长双头螺柱适用于公称压力小于或等于PN40,介质为非有毒、非可燃介质、非剧烈循环工况。6.2.5全螺纹螺柱适用于所有公称压力等级、介质、工况及垫片型式。6.2.61型螺母适用于和六角头螺栓以及等长双头螺柱配合使用。6.2.7与全螺纹螺柱配合使用的螺母应为管法兰专用2型螺母。6.2.8紧固件应符合预紧及操作条件下法兰接头的密封要求。6.3紧固件材料6.3.1PN系列紧固件材料宜按GB/T9125.1选用。当GB/T9125.1规定的材料无法满足工程需要而选用ASTM等其他标准规定的紧固件时(见表5、表6),其紧固件材料应符合相应标准的规定。6.3.3高温条件下使用的紧固件材料应与法兰材料具有相近的热膨胀系数。6.3.4高温条件下使用的螺栓/螺柱的工作温度宜不高于蠕变阈值温度。在蠕变温度范围内使用的紧固件，应计及螺栓/螺柱的松弛引起的荷载损失。6.3.5低温条件下使用的紧固件，应对材料的低温冲击韧性做出规定。6.3.6螺栓/螺柱与螺母材料应相互匹配。6.3.7商品级与专用级紧固件不宜混合使用。6.4紧固件强度分类表5PN系列管法兰常用紧固件材料的强度分类紧固件材料高强度中强度低强度A2-70、A4-705.6、A2-50、A4-5040MnVB、35CrMoA、42CrMoA、35CrMoVA、25Cr2MoVA、40CrNiMoA40MnB、30CrMoAQ235A、35、06Cr19Nil0、06Cr17Ni12Mo2、06Cr18Nil1TiA193B7A320L7A193B7M、A193B8CL2、A193B8MCL2、A453660、A320B8CL2、A320B8MCL2、A320L7M6.4.2GC1级管道以及高温或低温、剧烈循环以及振动、疲劳等工况条件下，应采用高强度或中强度紧6.4.3除设计计算保证具有足够强度外，低强度紧固件宜用于PN40及以下压力等级且与非金属平垫片配合的法兰接头。6.4.4碳钢的低强度紧固件应在—20℃~200℃的温度范围内使用。6.4.5较高强度等级的紧固件可代替较低强度等级的紧固件，但应能保证法兰接头在安装、试验及运行过程中法兰不产生有害变形、垫片不压溃或压碎。6.4.6低强度紧固件不应用于剧烈循环工况。6.5紧固件配合要求GB/T43079.1—2023紧固件型式材料或性能等级紧固件强度等级法兰公称压力PN使用温度℃螺栓(螺柱)螺母六角头螺栓/1型六角螺母(粗牙、细牙)低—20～+3008高—20～+300A2-50A2-50低—255～十800A4-50A4-50低—200～十800A2-70A2-70中—255～+400A4-70A4-70中—200～+400等长双头螺柱/1型六角螺母(粗牙、细牙)低—20～+3008高—20～十300A2-50A2-50低—255～+800A4-50A4-50低—200～十800A2-70A2-70中—255～+400A4-70A4-70中—200～+400全螺纹螺柱/2型专用六角螺母(粗牙、细牙)Q235AQ235A低—20～+20020、25低0～+35040MnB40Mn、45中0～+40040MnVB40Mn、45高所有30CrMoA30CrMoA中—100～十50035CrMoA30CrMoA、35CrMoA高所有—50～+50042CrMoA30CrMoA高所有—50²~十50035CrMoVA35CrMoA、35CrMoVA高所有—20～+42525Cr2MoVA25Cr2MoVA高所有—20～+57540CrNiMoA35CrMoA、40CrNiMoA高所有—50～+35006Cr19Nil006Cr19Nil0低—255～+80006Cr17Ni12Mo206Cr17Ni12Mo2低—255～+80006Cr18Ni11Ti06Cr18Ni11Ti低—255～十800A193B8CL2A1948S1中—200～十550A193B8MCL2A1948MS1中—200～+550A453660A453660中—30～+550A193B7A1942H高所有—50*～+550A193B7MA1942HM中—50～+550A320B8CL2A1948S1中—200～+550A320B8MCL2A1948MS1中—200～+550A320L7A1947L高所有—100～+375A320L7MA1947ML中—70～十550“大于M64且小于M100时，最低允许使用温度为一40℃。GB/T43079.1—20237法兰接头的选配要求7.1法兰接头是由一对法兰和与其配套的紧固件、垫片等元件组成的装配件。法兰接头的选用应根据的配合。7.2对于工业管道，法兰接头的选用应首先确定介质的压力管道分级的影响，压力管道分级按照GB/T20801.1—2020的规定。选用应满足下列要求。a)采用表5所列的高强度(或中强度)紧固件。b)法兰接头螺栓/螺柱的安装荷载应能保证法兰接头在安装、试验及运行过程中满足下列各项要求：1)螺栓/螺柱安装荷载应在保证法兰不发生有害变形、垫片不压溃或压碎、螺栓/螺柱不屈服的条件下取最大值，螺栓/螺柱安装目标应力(以螺栓/螺柱根径截面积计)不大于70%螺2)考虑螺栓/螺柱材料的应力松弛、垫片蠕变以及法兰偏转而致使螺栓/螺柱安装荷载的3)考虑安装偏差而导致螺栓/螺柱安装荷载的损失；4)考虑管道各种工作压力(包括试验压力)及外加荷载(包括温度及温差)而导致垫片密封应力的降低；5)运行条件下维持足够的垫片密封应力，满足设计要求的连接紧密性。c)采用GB/T38343规定的最大螺栓/螺柱安装荷载控制技术，确定螺栓/螺柱安装荷载、紧固方法和紧固程序。7.4高温或承受较大温度梯度的法兰接头各组件，除应符合第4章至第6章的要求外，还应计及法兰的高温变形、温差和螺栓/螺柱材料的应力松弛以及垫片蠕变。7.5用于高温或低温的法兰接头，应计及管道或设备的推力、力矩以及接头中各组件膨胀率不同而引起垫片密封荷载变化和应力松弛。7.6配对的两个法兰如具有不同的压力额定值，该连接接头的最高无冲击工作压力应按较低额定值确定，并应控制安装时的螺栓/螺柱扭矩，防止低额定值法兰过载。7.7采用缠绕式垫片、金属包覆垫等半金属垫或金属环垫时，应采用整体法兰、带颈对焊法兰、带径承插焊法兰等刚性较大的结构型式。7.8配对法兰中一侧为铸铁法兰或铜合金法兰时，应采用低强度紧固件，但以下情况除外：a)两侧法兰的密封面均为平面且采用全平面垫片的场合；b)考虑持久荷载、偶然荷载、位移应力、法兰强度等因素后，规定螺栓/螺柱安装荷载和紧固程序7.9公称压力PN16及以下的钢法兰与非金属或脆性材料法兰相连接时，两者均宜采用全平面(FF)密封面型式。垫片宜为全平面非金属平垫片；否则应规定螺栓/螺柱安装荷载，以免法兰过载。7.10法兰接头的密封面之间只允许安装一个垫片。7.11全平面法兰宜采用橡胶、无石棉纤维橡胶板、聚四氟乙烯等非金属平垫片。7.12垫片的密封荷载应与法兰的额定值、密封面型式、使用温度以及接头的密封要求相适应。紧固件材料、强度以及上紧要求应与垫片的型式、材料以及法兰接头的密封要求相适应。7.13垫片的内径可能大于相连接的法兰内径。当工况要求垫片内径与法兰内径平齐时，应满足如下GB/T43079.1—2023要求：a)采用整体法兰、对焊法兰或承插焊法兰；b)提出垫片的内径要求。7.14低强度紧固件不应用于剧烈循环工况下的法兰接头。7.15螺栓或螺柱应与螺母完全啮合。7.16管法兰连接的计算应符合GB/T17186.1或GB/T17186.2的相关规定。7.17法兰接头装配、紧固方法和紧固程序应符合GB/T20801.4—2020中10.2的相关规定。7.18常用法兰、垫片和紧固件的选配见表7。表7常用法兰、垫片和紧固件选配表表7常用法兰、垫片和紧固件选配表GB/T43079.1—2023金属环垫金属紧固件强度分类X××××X恒恒恒恒恒恒注1;"低、中、高"分别表示紧固件强度分类为"低强度、中强度、高强度"。注2:"×"表示不适用。采用中强度螺栓/螺柱时，应采用全平面垫片或控制上紧扭矩;采用高强度螺栓