ASME B16.47 對(duì)焊法蘭

在工業(yè)管道系統(tǒng)的連接體系中，對(duì)焊法蘭是實(shí)現(xiàn)管道與設(shè)備、管道與管道之間可靠連接的關(guān)鍵部件，而符合 ASME B16.47 標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)焊法蘭，憑借其卓越的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、寬泛的規(guī)格覆蓋與嚴(yán)格的質(zhì)量管控，成為石油、化工、能源等重大工業(yè)領(lǐng)域高壓、大口徑管道連接的重要方案，為管道系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)保障。

一、ASME B16.47 對(duì)焊法蘭（WN Flange）

從外觀來看，ASME B16.47 對(duì)焊法蘭整體呈圓盤狀結(jié)構(gòu)，主要由法蘭環(huán)、頸部及焊接端三部分組成：法蘭環(huán)上均勻分布著多個(gè)螺栓孔，用于通過螺栓與配對(duì)法蘭連接，形成密封空間；頸部設(shè)計(jì)為錐形或圓柱形，可有效分散管道介質(zhì)壓力帶來的應(yīng)力，增強(qiáng)法蘭整體承載能力；焊接端則帶有標(biāo)準(zhǔn)坡口（通常為 37.5°±2.5°），能夠與管道端部實(shí)現(xiàn)對(duì)接，通過焊接形成牢固的連接結(jié)構(gòu)。根據(jù)密封面形式的不同，ASME B16.47 對(duì)焊法蘭可分為突面（RF）、凹凸面（MFM）、榫槽面（TG）等類型，其中突面法蘭因加工簡(jiǎn)便、密封性能穩(wěn)定，在常規(guī)工況中應(yīng)用最為廣泛；凹凸面與榫槽面法蘭則適用于高壓、易泄漏的嚴(yán)苛場(chǎng)景，通過面與面的結(jié)合提升密封可靠性。

在用途方面，ASME B16.47 對(duì)焊法蘭作為管道系統(tǒng)的 重要連接配件，核心作用是實(shí)現(xiàn)管道與設(shè)備、管道與閥門之間的可拆卸連接，同時(shí)保證介質(zhì)在輸送過程中無泄漏。具體應(yīng)用中，它不僅能承受管道系統(tǒng)的軸向力、徑向力與扭矩，還可適應(yīng)高溫、高壓、振動(dòng)等復(fù)雜工況，便于后期管道系統(tǒng)的檢修、維護(hù)與改造。例如，在石油長(zhǎng)輸管道工程中，通過 ASME B16.47 對(duì)焊法蘭可實(shí)現(xiàn)不同管段的快速連接；在大型化工裝置中，其能穩(wěn)定連接反應(yīng)釜與工藝管道，確保腐蝕性介質(zhì)安全輸送。

二、ASME B16.47 標(biāo)準(zhǔn)

ASME B16.47 標(biāo)準(zhǔn)全稱為《大直徑鋼制對(duì)焊法蘭》（Large Diameter Steel Flanges），是專門針對(duì)大口徑、高壓鋼制對(duì)焊法蘭制定的全球性技術(shù)規(guī)范，該標(biāo)準(zhǔn)分為兩個(gè)版本：ASME B16.47A（基于MSS SP-44 標(biāo)準(zhǔn)制定，主要適用于石油天然氣行業(yè)）與 ASME B16.47B（基于API 605標(biāo)準(zhǔn)制定，適用范圍更寬泛），兩者在尺寸規(guī)格與壓力等級(jí)上存在部分差異，但均遵循統(tǒng)一的質(zhì)量管控要求。

從適用范圍來看，ASME B16.47 標(biāo)準(zhǔn)覆蓋了公稱尺寸（NPS）26 至 NPS 60、公稱壓力（Class）150 至 Class 1500 的對(duì)焊法蘭，兼容碳鋼、不銹鋼、合金鋼等多種材質(zhì)，能夠滿足大口徑管道（如 DN 650-DN 1500）在高壓、高溫工況下的連接需求，填補(bǔ)了小口徑法蘭標(biāo)準(zhǔn)（如 ASME B16.5）在大尺寸領(lǐng)域的空白。

類型	對(duì)焊法蘭、盲板法蘭
密封面	凸面(RF), 平面(FF), 環(huán)連接面（RTJ)
尺寸范圍	26" - 60" / DN650 - DN1500
標(biāo)準(zhǔn)	ASME B16.47 A系/B系

在規(guī)范要求上，ASME B16.47 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)法蘭的技術(shù)參數(shù)提出了嚴(yán)格界定：其一，尺寸精度方面，標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定了法蘭的外徑、螺栓孔中心圓直徑、螺栓孔數(shù)量與孔徑、頸部厚度、焊接端坡口尺寸等關(guān)鍵參數(shù)的公差范圍；其二，力學(xué)性能方面，要求法蘭材質(zhì)需通過拉伸試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)、硬度試驗(yàn)等檢測(cè)，不同材質(zhì)法蘭需滿足對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度指標(biāo)；其三，質(zhì)量檢驗(yàn)方面，標(biāo)準(zhǔn)要求法蘭需進(jìn)行外觀檢測(cè)、無損檢測(cè)、密封面粗糙度檢測(cè)，部分高壓法蘭還需進(jìn)行水壓試驗(yàn)，確保產(chǎn)品質(zhì)量一致性與安全性。

三、ASME B16.47 與 ASME B16.5 法蘭標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)別

ASME B16.47 與 ASME B16.5 雖同屬對(duì)焊法蘭標(biāo)準(zhǔn)，但在適用場(chǎng)景、規(guī)格范圍與技術(shù)要求上存在顯著差異，具體區(qū)別如下：

1、適用尺寸不同：

ASME B16.5 主要針對(duì)小口徑法蘭，覆蓋公稱尺寸1/2英寸至24英寸，適用于中小型管道系統(tǒng)；

而 ASME B16.47 專注于大口徑法蘭，覆蓋 NPS 26 至 NPS 60專為大尺口徑工業(yè)管道設(shè)計(jì)，兩者在尺寸上形成互補(bǔ)，滿足不同規(guī)模管道系統(tǒng)的連接需求。

2、壓力范圍有所區(qū)別：

ASME B16.5標(biāo)準(zhǔn)使用壓力等級(jí)：Class150、300、400、600、900、1500、2500等7個(gè)等級(jí)；

ASME B16.47標(biāo)準(zhǔn)適用壓力等級(jí)A系列：Class150、300、400、600、900等5個(gè)等級(jí)；B系列：

Class75、150、300、400、600、900等6個(gè)等級(jí)。

3、ASME B16.5和ASME B16.47所涵蓋的法蘭類型不同：

ASME B16.5標(biāo)準(zhǔn)包含：對(duì)焊法蘭（WN FLANGE）、平焊法蘭(SO FLANGE)、承插法蘭(SW FLANGE)、螺紋法蘭(TH FLANGE)、盲板(BL FLANGE)和松套法蘭(LAPJ FLANGE)等6種法蘭類型。

ASME B16.47標(biāo)準(zhǔn)包含：對(duì)焊法蘭（WN FLANGE）和盲板（BL FALNGE）等2種法蘭類型。

4、標(biāo)準(zhǔn)來源與行業(yè)適配性不同：

ASME B16.5 是獨(dú)立制定的通用法蘭標(biāo)準(zhǔn)，適用范圍廣泛，涵蓋石油、化工、電力、市政等多個(gè)行業(yè)；

ASME B16.47 則分為 A、B 兩個(gè)版本，其中 A 版基于MSS SP-44標(biāo)準(zhǔn)，更貼合石油天然氣行業(yè)的高壓、高風(fēng)險(xiǎn)工況需求，B 版基于API 605 標(biāo)準(zhǔn)，適配于化工、能源等通用工業(yè)領(lǐng)域，行業(yè)針對(duì)性更強(qiáng)。

5、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與安裝要求不同：

ASME B16.47 法蘭因尺寸較大，頸部設(shè)計(jì)更厚，且部分規(guī)格法蘭帶有加強(qiáng)筋，以增強(qiáng)抗應(yīng)力能力；在安裝方面，ASME B16.47 法蘭需使用更大規(guī)格的螺栓與墊片，且對(duì)螺栓緊固力矩要求更嚴(yán)格，而 ASME B16.5 法蘭安裝相對(duì)簡(jiǎn)便，適用于中小型管道的快速連接。

四、ASME B16.47 法蘭尺寸參數(shù)

在尺寸參數(shù)方面，ASME B16.47 法蘭標(biāo)準(zhǔn)以公稱尺寸（NPS）和公稱壓力（Class）為核心指標(biāo)，確定各規(guī)格法蘭的關(guān)鍵尺寸：

Class 150 ASME B16.47 A系列法蘭尺寸參數(shù)

Nominal Pipe Size	A	C		D	E	F	G	H	I	J	R
	mm	mm	mm	mm	mm	mm	mm	Holes	mm	mm	mm
22	749.3	45.97	45.97	149.35	558.8	609.6	641.35	20	35.05	692.15	9.65
26	869.95	68.33	68.33	120.65	660.4	676. 15	749.3	24	35.05	806.45	9.65
28	927.1	71.37	71.37	125.48	711.2	726.95	800.1	28	35.05	863.6	11.18
30	984.25	74.68	74.68	136.65	762	781.05	857.25	28	35.05	914.4	11.18
32	1060.5	81.03	81.03	144.53	812.8	831.85	914.4	28	41.15	977.9	11.18
34	1111.3	82.55	82.55	149.35	863.6	882.65	965.2	32	41.15	1028.7	12.70
36	1168.4	90.42	90.42	157.23	914.4	933.45	1022.4	32	41.15	1085.9	12.70
38	1238.3	87.38	87.38	157.23	965.2	990.60	1073.2	32	41.15	1149.4	12.70
40	1289.1	90.42	90.42	163.58	1016	1041.4	1124.0	36	41.15	1200.2	12.70
42	1346.2	96.77	96.77	171.45	1066.8	1092.2	1193.8	36	41.15	1257.3	12.70
44	1403.4	101.6	101.60	177.80	1117.6	1143	1244.6	40	41.15	1314.5	12.70
46	1454.2	103. 12	103.12	185.67	1168.4	1196.9	1295.4	40	41.15	1365.3	12.70
48	1511.3	107.95	107.95	192.02	1219.2	1247.7	1358.9	44	41.15	1422.4	12.70

Class 300 ASME B16.47 A系列法蘭尺寸參數(shù)

Nominal Pipe Size	A	C		D	E	F	G	H	I	J	R
	mm	mm	mm	mm	mm	mm	mm	Holes	mm	mm	mm
22	838.20	66.55	66.55	165.1	558.80	641.35	641.35	24	41.15	742.95	9.65
26	971.55	79.25	84.07	184.15	660.40	720.85	749.30	28	44.45	876.30	9.65
28	1035.1	85.85	90.42	196.85	711.20	774.70	800.10	28	44.45	939.80	11. 18
30	1092.2	91.95	95.25	209.55	762.00	827.02	857.25	28	47.75	996.95	11. 18
32	1149.4	98.55	100.08	222.25	812.80	881.13	914.40	28	50.80	1054. 1	11. 18
34	120.50	101.60	104.65	231.65	863.60	936.75	965.20	28	50.80	1104.9	12.70
36	1270.0	104.65	111.25	241.30	914.40	990.60	1022.40	32.00	53.85	1168.40	12.70
38	1168.4	107.95	107.95	180.85	965.20	993.65	1028.70	32.00	41.15	1092.20	12.70
40	1238.3	114.30	114.30	193.55	1016.00	1047.8	1085.90	32.00	44.45	1155.70	12.70
42	1289.1	119.13	119.13	200.15	1066.80	1098.6	1136.70	32.00	44.45	1206.60	12.70
44	1352.6	123.95	123.95	206.25	1117.60	1149.4	1193.80	32.00	47.75	1263.70	12.70
46	1416.1	128.52	128.52	215.90	1168.40	1203.5	1244.00	28.00	50.80	1320.80	12.70
48	1466.9	133.35	133.35	223.77	1219.20	1254.3	1301.80	32.00	50.80	1371.60	12.70

Class 75 ASME B16.47 B系列法蘭尺寸參數(shù)

Nominal Pipe Size	A	C		D	E	F	G	H	I	J	R
	mm	mm	mm	mm	mm	mm	mm	Holes	mm	mm	mm
26	762	33.27	33.27	58.67	661.92	676.15	704.85	36	19.05	723.9	7.87
28	812.8	33.27	33.27	61.98	712.72	726.95	755.65	40	19.05	774.70	7.87
30	863.6	33.27	33.27	65.02	763.52	777.75	806.45	44	19.05	825.50	7.87
32	914.4	35.05	36.58	69.85	814.32	828.55	857.25	48	19.05	876.30	7.87
34	965.2	35.05	38.10	73.15	865.12	879.35	908.05	52	19.05	927.10	7.87
36	1033.5	36.58	42.42	85.85	915.92	934.97	965.20	40	22.35	992.12	9.65
38	1084.3	38.10	44.45	88.90	966.72	985.77	1016.0	40	22.35	1042.9	9.65
40	1135.1	38.10	44.45	91.95	1017.5	1036.57	1066.8	44	22.35	1093.7	9.65
42	1185.9	39.62	47.75	95.25	1068.3	1087.37	1117.6	48	22.35	1144.5	9.65
44	1251.0	42.93	49.28	104.65	1119.1	1139.95	1174.8	36	25.40	1203.5	9.65
46	1301.8	44.45	50.80	107.95	1169.9	1190.75	1225.6	40	25.40	1254.3	9.65
48	1352.6	45.97	53.85	111.25	1220.7	1241.55	1276.4	44	25.40	1305. 1	9.65

Class 150 ASME B16.47 B系列法蘭尺寸參數(shù)

Nominal Pipe Size	A	C		D	E	F	G	H	I	J	R
	mm	mm	mm	mm	mm	mm	mm	Holes	mm	mm	mm
26	785.88	41.15	44.45	88.90	661.92	684.28	711.20	36	22.35	744.47	9.65
28	836.68	44.45	47.75	95.25	712.72	735.08	762.00	40	22.35	795.27	9.65
30	887.48	44.45	50.80	100.08	763.52	787.40	812.80	44	22.35	846.07	9.65
32	941.32	45.97	53.85	107.95	814.32	839.72	863.60	48	22.35	900.18	9.65
34	1004.8	49.28	57.15	110.24	865.12	892.05	920.75	40	25.40	957.33	9.65
36	1057.1	52.32	58.67	117.35	915.92	944.63	971.55	44	25.40	1009.7	9.65
38	1124.0	53.85	63.50	123.95	968.25	996.95	1022.4	40	28.45	1069.8	9.65
40	1174.8	55.63	66.55	128.52	1019.0	1049.3	1079.5	44	28.45	1120.6	9.65
42	1225.6	58.67	68.33	133.35	1069.8	1101.9	1130.3	48	28.45	1171.4	11.18
44	1276.4	60.45	71.37	136.65	1120.6	1152.7	1181.1	52	28.45	1222.2	11.18
46	1341.4	61.98	74.68	144.53	1171.4	1205.0	1234.9	40	31.75	1284.2	11.18
48	1392.2	65.02	77.72	149.35	1222.2	1257.3	1289.1	44	31.75	1335.0	11.18

ASME B16.47 A系列與B系列法蘭的區(qū)別

ASME B16.47 標(biāo)準(zhǔn)中 A 系列與 B 系列的核心區(qū)別在于尺寸基準(zhǔn)與適用場(chǎng)景，A系列規(guī)定了通用法蘭的法蘭尺寸，B系列規(guī)定了緊湊型法蘭的法蘭尺寸。A系列法蘭螺栓孔直徑大于B系列法蘭，螺栓孔數(shù)量少于B系列法蘭。B系列法蘭螺栓孔小于A系列法蘭，螺栓孔數(shù)量多于A系列法蘭。

特性	ASME B16.47 A 系列	ASME B16.47 B 系列
歷史淵源	源于MSS SP-44	源于API 605
螺栓孔數(shù)量	更少	較多
螺栓孔直徑	更大	較小
法蘭厚度	通常更厚	通常較薄
金屬環(huán)墊接觸面	有	無
主要應(yīng)用行業(yè)	石油、天然氣、化工 (更苛刻工況)	供水、污水處理、電力 (通用工況)
互換性	A系列和B系列的法蘭在相同公稱壓力和尺寸下，螺栓孔節(jié)圓直徑和數(shù)量不同，因此不能互換。

五、常見材質(zhì) ASME B16.47 對(duì)焊法蘭性能特點(diǎn)

1、ASTM A105 碳鋼法蘭

ASTM A105 是 ASME B16.47 對(duì)焊法蘭最常用的碳鋼材質(zhì)，其化學(xué)成分以碳（≤0.35%）、錳（0.60%-1.05%）、硅（≤0.10%）為主，力學(xué)性能優(yōu)異，抗拉強(qiáng)度 485-655MPa，屈服強(qiáng)度≥250MPa，可在 - 29℃至 427℃的溫度范圍內(nèi)長(zhǎng)期使用。該材質(zhì)法蘭具有良好的焊接性能與加工性能，通過電弧焊即可與碳鋼管道實(shí)現(xiàn)牢固連接，且成本較低，適用于輸送水、蒸汽、石油、天然氣等中性或弱腐蝕性介質(zhì)的管道系統(tǒng)，如城市供熱管網(wǎng)、石油煉制裝置的工藝管道、火力電站的給水管道等。

化學(xué)成分

CHEMICAL	LIMITS	C	Mn	P	S	Si	Cu	Ni	Cr	Mo	V
ASTM A105	MIN		0.60			0.10
	MAX	0.35	1.05	0.035	0.040	0.35	0.40	0.40	0.30	0.12	0.08

機(jī)械性能

MATERIAL	T.S (MPA)	Y.S (MPA)	EL %	R/A %	HARDNESS
ASTM A105	485 min	250 min	22 min	30 min	197 max

在制造與檢驗(yàn)方面，ASTM A105 碳鋼法蘭需經(jīng)過鍛造成型（確保金屬晶粒致密）、正火處理（消除內(nèi)應(yīng)力，提升韌性）、表面噴丸除銹（達(dá)到 Sa 2.5 級(jí)）等工藝；成品檢驗(yàn)需涵蓋尺寸檢測(cè)、外觀檢測(cè)、磁粉檢測(cè)（檢測(cè)表面裂紋），高壓規(guī)格法蘭還需進(jìn)行水壓試驗(yàn)，確保無泄漏、無結(jié)構(gòu)缺陷。

2、ASTM A182 不銹鋼鍛制法蘭

ASTM A182 標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了多種不銹鋼材質(zhì)的 ASME B16.47 對(duì)焊法蘭，其中應(yīng)用最廣泛的是 F304（18-8 不銹鋼）與 F316（18-10-2 不銹鋼）：F304 不銹鋼法蘭含鉻 18%-20%、鎳 8%-11%，具有優(yōu)良的耐氧化性與耐一般腐蝕性能，適用于化工、食品醫(yī)藥行業(yè)的中低壓管道；F316 不銹鋼法蘭因添加了 2%-3% 的鉬元素，耐點(diǎn)蝕、耐晶間腐蝕性能顯著提升，可在含氯離子、硫酸根離子的腐蝕性介質(zhì)環(huán)境中穩(wěn)定工作，如海水處理系統(tǒng)、酸堿溶液輸送管道、核電站的冷卻水管路等。

化學(xué)成分

CHEMICAL	LIMITS	C	Mn	P	S	Si	Ni	Cr	Mo	N
ASTM A182 F304	MIN						8.0	18.0
	MAX	0.08	2.00	0.045	0.030	1.00	11.0	20.0		0.10
ASTM A182 F316	MIN						10.0	16.0	2.00
	MAX	0.08	2.00	0.045	0.030	1.00	14.0	18.0	3.00	0.01

機(jī)械性能

MATERIAL	T.S (MPA)	Y.S (MPA)	EL %	R/A %
ASTM A182 F304	515 min	205 min	30 min	50 min
ASTM A182 F316	515 min	205 min	30 min	50 min

該材質(zhì)法蘭的制造工藝注重表面質(zhì)量與耐腐蝕性能，成型后需進(jìn)行固溶處理（1010℃-1150℃水淬，恢復(fù)不銹鋼的耐腐蝕能力），密封面粗糙度需達(dá)到 Ra≤3.2μm；檢驗(yàn)方面，除常規(guī)尺寸與外觀檢測(cè)外，還需進(jìn)行晶間腐蝕試驗(yàn)與滲透檢測(cè)，確保在高溫、腐蝕工況下不會(huì)發(fā)生開裂或泄漏。

六、ASME B16.47 對(duì)焊法蘭應(yīng)用范圍

ASME B16.47 對(duì)焊法蘭憑借大口徑、高承壓的優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于多個(gè)重大工業(yè)領(lǐng)域：

石油天然氣行業(yè)：在油氣長(zhǎng)輸管道工程中，用于連接 DN 650 以上的管道管段，以及井口裝置、增壓站、集輸站的工藝管道；在海洋石油平臺(tái)上，適配于海底管道與平臺(tái)設(shè)備的連接，承受海水腐蝕與海洋環(huán)境振動(dòng)；

化工行業(yè)：用于大型化工裝置的主管道（如甲醇合成裝置、乙烯裂解裝置），連接反應(yīng)釜、換熱器、大型儲(chǔ)罐等關(guān)鍵設(shè)備，輸送酸堿溶液、有機(jī)溶劑等腐蝕性介質(zhì)；

電力行業(yè)：在火力發(fā)電站中，用于鍋爐主蒸汽管道、汽輪機(jī)給水管道的連接；在核電站中，適配于核島冷卻系統(tǒng)的大口徑管道，承受高溫高壓與輻射環(huán)境；

市政工程：用于城市污水處理廠的大型輸水管道、城市天然氣主干管網(wǎng)的連接，確保介質(zhì)穩(wěn)定輸送；

此外，在冶金行業(yè)（煉鋼轉(zhuǎn)爐的氧氣管道）、船舶制造（大型船舶的壓載水管道）、水利工程（大型泵站的輸水管道）等領(lǐng)域，ASME B16.47 對(duì)焊法蘭也發(fā)揮著不可替代的連接作用，為大型工業(yè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供了核心支撐。

ASME B16.47 對(duì)焊法蘭作為大口徑管道連接的核心部件，其嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、多樣化的材質(zhì)選擇與嚴(yán)格的尺寸控制，使其能夠適應(yīng)不同行業(yè)的嚴(yán)苛工況，成為工業(yè)管道系統(tǒng)中不可或缺的關(guān)鍵組件，為全球重大工業(yè)項(xiàng)目的順利推進(jìn)提供了可靠保障。

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