化工部欧洲体系法兰与美洲体系法兰规定了钢制管法兰的公称尺寸、公称压力、材料、压力温度额定值、法兰类型、密封面、尺寸、公差、试验、检验验收、标记、包装钢印等12方面内容，其中大部分要求相同。其内容区别及在使用范围和场合的差异主要在于以下方面。

作者简介：李洪鹏，学士，工程师。2014年毕业于东北石油大学油气储运工程专业，目前主要从事石油天然气地面工程设计工作。

1 细微差异

1.1材料类别细微差异

在材料方面两个体系的法兰材料都包括碳素钢、铬钼钢、奥氏体不锈钢材料。差别在于欧洲体系法兰将Q235A、Q235B、20#、Q2345R、09MnNiDR这5种材质均归在1C4的类别号下，具有相同的温压额定值；美洲体系法兰将Q235A、Q235B、20#、Q2345R这4种材质归在类别号为1.0下具有相同的温压额定值，但将09MnNiDR单独归到类别号为1.4的类别，单独执行一套温压额定值数据体系。这种归类的不同在使用时的影响并不大，只需对照具体类别下的温压额定值进行选用即可。

1.2法兰盖拼焊工艺细微差异

欧洲体系法兰与美洲体系法兰法兰盖均可采用钢板制作或钢板拼焊制作。欧洲体系法兰更详细的提出了对于法兰盖拼缝焊接的技术要求。要求如下：1.钢板应经超声探伤，无分层缺陷；2.应沿钢板轧制方向切割成条状，经弯制对焊成圆环，并使钢材表面形成环的上下表面；3.对接焊缝应采用全熔透焊缝；4.对接焊缝应进行焊后热处理，并做100%射线或超声探伤^[1]。而美洲体系法兰并未提出法兰盖钢板拼焊的具体技术要求，可见欧洲体系法兰对法兰盖拼焊的技术要求更为严格。法兰拼焊过程中存在角变形、圆度变形、扭曲变形^[2] 等多种复杂的变形，这种变形会影响法兰的密封性能。实际工程中，选用法兰盖时可以优先选用执行欧洲体系标准的拼焊法兰盖，也可以选用执行欧洲体系或者美洲体系标准的整块钢板加工制作的法兰盖。

2 主要差异

2.1法兰类型主要差异

欧洲体系法兰与美洲体系法兰的法兰类型范围方面有所差异，这种差异主要源于欧标法兰体系与美标法兰体系的不同，欧洲体系法兰与美洲体系法兰均规定了带颈平焊法兰（SO）、带颈对焊法兰（WN）、整体法兰（IF）、承插焊法兰（SW）、螺纹法兰（Th）、法兰盖（BL）、对焊环松套法兰（LF/SE）7种类型法兰的相关内容；欧洲体系法兰单独规定了板式平焊法兰（PL）、平焊环松套法兰（PJ/RJ）、衬里法兰盖（BL(S)）3种类型法兰的相关内容，这是欧洲体系法兰独有的法兰类型，在选用这3种类型的法兰时，应选用欧洲体系法兰标准。

2.2锻件要求主要差异

欧洲体系法兰与美洲体系法兰对于锻件条件要求不同。欧洲体系法兰规定公称压力级别不大于PN63的所有锻件均应符合II级及以上锻件要求；公称压力大于或等于PN100的锻件采用III级锻件；公称压力大于等于PN40的铬钼钢锻件采用III级锻件；公称压力大于PN16且工作温度小于或等于-20℃的铁素体锻件采用III级锻件。美洲体系法兰规定公称压力级别小于等于Class300（PN50）的所有锻件应采用II级及以上锻件；公称压力大于等于Class600（PN110）的管法兰用锻件采用III级锻件；公称压力大于等于Class300（PN50）的管法兰用铬钼钢锻件采用III级锻件；公称压力大于或等于Class300（PN50）且工作温度小于等于-20℃的管法兰用铁素体钢锻件采用III级锻件^[3]。由此可见欧洲体系法兰在相同锻件等级下公称压力级别更低，在锻件要求方面欧洲体系法兰更严格。若在工程中对工程质量要求更严格可优先选用欧洲体系法兰。

2.3公称压力主要差异

在公称压力方面欧洲体系法兰包含PN2.5、PN6、PN10、PN16、PN25、PN40、PN63、PN100、PN160从0.25-16Mpa 共9个公称等级，在低压范围细分更细，其中石油化工行业常用的公称等级包括PN16、PN25、PN40、PN63、PN100、PN160  6个公称等级。美洲体系法兰包含Class150（PN20）、Class300（PN50）、Class600（PN110）、Class900（PN150）、Class1500（PN260）、Class2500（PN420）六个常用的公称压力等级，在高压范围延伸更广，压力梯度跨度更大，两种体系法兰在不同的公称压力等级、不同材料类别号下有不同的温压额定值，即不同的最大允许工作压力。在工程中如果设计压力高于16Mpa则必须选用美洲体系法兰。

2.4公称尺寸、外径主要差异

在工称尺寸和钢管外径方面美洲体系法兰公称尺寸包括从DN15-DN600范围的管径，管径范围较小，但基本可以涵盖石油化工工程中常用的管道尺寸。欧洲体系法兰公称尺寸包括从DN10-DN2000^[4]范围的管径，管径范围更大，适用范围更广，且欧洲体系法兰包括A、B两个系列的外径。其中外径A系列尺寸与美洲体系法兰的外径尺寸相同。欧洲体系法兰A系列与美洲体系法兰尺寸系列为国际通用系列（即英制管，俗称大外径管）。欧洲体系法兰B系列为公制管俗称小外径管。在采用B系列钢管法兰时应在公称尺寸的数值后标记B，采用A系列钢管法兰时则不必再公称尺寸DN的数值后标记A。石油化工工程中往往采用A系列，与钢管常用尺寸I系列^[5]、管件常用尺寸I系列^[6]的管道、管件互相配合使用。在工程中如果采用B系列尺寸的管道及管件则必须采用欧洲体系法兰，并且工程中包含DN10或者DN600以上尺寸的管径时必须采用欧洲体系法兰。

3 法兰连接

3.1国内其他标准

此外还有国内其他标准：石油化工行业标准《石油化工钢制管法兰》，该标准仅有Class系列；机械行业标准《钢制管法兰系列》，该标准仅有欧洲体系法兰B系列（公制管）；国家标准《石油天然气工业管道输送系统用感应加热弯管、管件和法兰第3部分：法兰》，该标准参照ISO Class系列修订；国家标准《钢制管法兰》，该标准的法兰欧美体系分列，整合各类型法兰，标准号大幅减少，压力等级及材料更全，既包括英制管又包括公制管，法兰材料包括双相钢材料022Cr23Ni5Mo3N，当需要使用双相钢材料法兰时可优先选用该标准法兰。

3.2国外其他标准

国外标准还有：ASME标准（美国国家标准）、EN标准（欧洲标准）、JIS标准(日本工业标准)、ISO标准(国际标准)，其中ASME标准《管法兰和法兰管件》在国内使用较多。

3.3法兰连接

原则上应采用相同标准、相同系列、相同制式、相同密封面型式的法兰配对连接。由于不同标准法兰在尺寸方面并不相同，即不能互相代用。相同密封面型式、相同压力等级不同系列法兰间不能连接；与机械行业标准法兰慎重连接，机械行业标准法兰与其他标准法兰有些尺寸相同有些尺寸不同；相同密封面型式、相同压力等级、相同系列、不同制式（英制、公制）法兰间基本上可以连接，但存在尺寸（法兰外径、螺栓孔径）不同的情况，影响外观，不影响使用。另外欧洲体系法兰高度包括凸台高度，而美洲体系法兰高度不包括凸台高度。欧洲体系法兰与美洲体系法兰配套的法兰用垫片及紧固件需参照各自的欧洲体系和美洲体系选用，两种体系的法兰与紧固件尺寸不匹配，不可混用。

4 结论

1.在管径尺寸DN600范围以上时仅可选用欧洲体系法兰。2.在压力15Mpa以下，公称管径DN15-DN600范围内两个体系法兰均可选用。3.在压力16Mpa以上时仅可选用美洲体系法兰。4.考虑用材合理性选用法兰时还应结合设计压力而定，比如在设计压力为15.5Mpa的碳钢法兰选用时，若采用美洲体系只能选用Class1500(PN260)等级的法兰，材料冗余安全压力过大，造成浪费；而选用欧洲体系PN160等级的碳钢法兰则刚好满足法兰温压额定值要求。5.选用板式平焊法兰（PL）、平焊环松套法兰（PJ/RJ）、衬里法兰盖（BL(S)）3种类型法兰时，应选用欧洲体系法兰标准。6.若在工程中对工程质量要求更严格可优先选用欧洲体系法兰。7.化工部法兰属于较早形成的一个相对完整的标准体系，且经历过多年实践检验，在国内早已大面积广泛使用，国内大多数已建工程都采用化工部法兰标准，因此在一些改扩建项目中需结合现场已建情况，为了统一配对也会选用化工部法兰标准。8.需要注意的是，化工部法兰标准材料中并不包括双相钢法兰，当需要使用双相钢材料法兰时需考虑国家标准《钢制管法兰》或者ASME标准《管法兰和法兰管件》。

参考文献

[1] HG/T 20592-2009.《钢制管法兰（PN系列）》[S]

[2] 李儒富.《法兰拼焊焊接防变形的控制与探讨》[J].科学与财富.2016年第10期.P206-207

[3] HG/T 20615-2009.《钢制管法兰（Class系列）》[S]

[4] 周英群.《钢制管法兰、垫片、紧固件 标准介绍》[J].锅炉技术.2006年第6期.P23-27

[5] GB/T 17395-2008.《无缝钢管尺寸、外形、重量及允许变差》[S]

[6] GB/T 12459-2017.《钢制对焊管件 类型与参数》[S]