一文读懂：接管、法兰、垫片、管件

焊接钢管，也称有缝钢管，一般由钢板或钢带卷焊而成。

按管材的表面处理形式：

分为镀锌和不镀锌两种。表面镀锌的发白色，又称为白铁管或镀锌钢管；表面不镀锌的即普通焊接钢管，也称为黑铁管。

镀锌焊接钢管，常用于输送介质要求比较洁净的管道，如生活用水、净化空气、仪表空气等；不镀锌的焊接钢管，可用于输送蒸汽、煤气、压缩空气和冷凝水等。

根据用户要求，焊接钢管在出厂时可分两种：

一种是管端带螺纹的，另一种是管端不带螺纹的。管端带螺纹的焊接钢管，每根管材长度为4～9m，不带螺纹的焊接钢管，每根管材长度为4～12m。

焊接钢管按管壁厚度不同：

分为薄壁钢管、加厚钢管和普通钢管。工艺管道上用量最多的是普通钢管，其试验压力为2.0MPa。加厚钢管的试验压力为3.0MPa。

焊接钢管的联接方法较多：

有螺纹联接、法兰联接和焊接。法兰联接中又分螺纹法兰联接和焊接法兰联接，焊接方法中又分为气焊和电弧焊。

常用焊接钢管的规格范围：

为公称直径6～150mm

无缝钢管，是工业管道中用量最大，品种规格最多的管材。

基本上分为：

流体输送用无缝钢管和带有专用性的无缝钢管两大类。前者是工艺管道常用的钢管，后者如锅炉专用钢管、裂化炉管和热交换器用钢管等。

按材质可分为：

碳素无缝钢管、铬钼无缝钢管和不锈、耐酸无缝钢管。

按公称压力可分为：

低压(0≤1.0MPa)、中压(1.0＜10MPa＝、高压(≥10MPa)三类。

工艺管道常用的是流体输送用无缝钢管。

分类如下：

 碳素无缝钢管

常用的制造材质为10号、20号、16Mn钢。

其规格范围为：热轧外径φ32～630mm，冷拔外径φ6～200mm，单根管长度4～12m，容许操作温度为-40～450℃。

广泛用于输送各种对钢无腐蚀性的介质，如输送蒸汽、氧气、压缩空气、油品和油气等。

低合金钢无缝钢管

系指含一定比例合金元素的合金钢管。

通常分为两种：

一种是含有锰元素的低合金钢管，称为普通低合金钢管，如16Mn、15MnV等；另一种是含有铬、钼等元素的低合金钢管，称铬钼钢管。

常用的有12CrMo、15CrMo、12Cr2Mo、1Cr5Mo等，其规格范围为外径φ10～φ273mm，单根管长度4～12m，铬钼钢管适用温度范围为-40～550℃。

低合金无缝钢管，多用于输送各种温度较高的油品、油气和腐蚀性不强的盐水、低浓度有机酸等。

 不锈耐酸无缝钢管

根据铬、镍、钛各种金属的不同含量，品种很多，有Cr13、00Cr17Ni14Mo2、1Cr18Ni12Mo2Ti、1Cr18Ni9Ti等。

这些钢号中用量最多的是1Cr18Ni9Ti，在施工图上常用简化材质代号18-8来表示，适用温度范围为-196～700℃。

在化工生产中用来输送各种腐蚀性较强的介质，如硝酸、醋酸和尿素等。

 高压无缝钢管

其制造材质与上述无缝钢管基本相同，只是管壁比中低压无缝钢管厚，最厚的管壁达40mm。

如化肥设备用高压无缝钢管规格为φ14×4(mm)～273×40(mm)，单根管长度4～12m，适用压力范围10～32MPa，工作温度-40～400℃。

在石油化工装置中用以上高压无缝钢管输送原料气、氢氮气、合成气、水蒸气、高压冷凝水等介质。

 低温钢管

在引进工程项目的冷区用量较多，其材料牌号为STPL-39、STPL-46，工作温度可达-105℃。

低温钢管分为无缝钢管和有缝钢管两种，无缝低温钢管公称直径为15～400mm，壁厚同碳钢管；有缝低温钢管公称直径为400～1100mm，壁厚为6～10mm，单根管标准长度6m。

适用于输送各种无腐蚀性低温介质管道，目前国内还没有批量生产与这种标准相应的钢管。

钢板卷板管，是由钢板卷制焊接而成，分为直缝卷焊钢管和螺旋缝卷焊钢管两种。

直缝卷焊钢管：

多数在施工现场制造或委托加工厂制造，专业钢管厂不生产。

钢板材料有Q235A、10号、20号、16Mn、20g等，其规格范围为公称直径200～3000mm，最大的有4000mm，壁厚一般为4～16mm。

公称直径200～900mm的单根管长度为6.4m；公称直径1000～3000mm的为4.8m。

适用工作温度：Q235A为-15～300℃，10号、20号、16Mn、20g为-40～450℃，均适用于低压范围。

螺旋缝卷焊钢管：

由钢管制造厂生产，材质有Q235A，16Mn。

其规格范围为公称直径200～700mm，壁厚7～10mm，单根管长度8～18m。

适用工作温度：Q235A为-15～300℃，16Mn为-40～450℃，操作压力：Q235A为2.5MPa，16Mn为4MPa。

直缝卷焊钢管和螺旋缝卷焊钢管，多用于输送常温低压腐蚀性不强的介质，如低压蒸汽、地下循环水、煤气和油气等。 螺旋缝卷焊钢管单根管较长，特别适用于长距离输送管道。

根据工程所需，还有 直缝不锈钢板卷焊管 ，都是在施工现场卷制，制造厂不生产。所用材质多为1Cr18Ni9Ti钢板。其规格范围公称直径为200～1000mm，公称直径200～400mm的壁厚为4mm，公称直径700～1000mm的壁厚为6～8mm，单根管长度为4.5m。适用温度和输送的介质范围同低压不锈钢管。

铜管分紫铜管和黄铜管两种：

制造紫铜管所用的材料牌号有T2、T3、T4和TUP等，含铜量较高，占99.7%以上；

黄铜管的制造材料牌号有H62，H68等，都是锌和铜的合金，如H62黄铜管，其材料成份铜为60.5%～63.5%，锌为39.6%，其他杂质小于0.5%。

铜管的制造方法分为拉制和挤制两种：

拉制铜管外径为φ3～φ200mm，挤制铜管外径为φ32～φ280mm，壁厚1.5～5mm；

铜板卷焊铜管的规格范围为外径φ155～φ505mm，供货方式有单根的和成盘的两种。

铜管的适用工作温度在250℃以下，多用于油管道、保温伴管和空分氧气管道。

钛管是近年来新出现的一种管材， 由于它具有重量轻、强度高、耐腐蚀性强和耐低温等特点，常被用于其他管材无法胜任的工艺部位。

钛管是用TA1、TA2工业纯钛制造，适用温度范围为-140～250℃，当温度超过250℃时，其机械性能下降。

常用钛管的规格范围为公称直径20～400mm。适用于低中压，低压管壁厚2.8～12.7mm，中压管壁厚3.7～21.4mm。

钛管虽然具有很多优点，但因价格昂贵，焊接难度较大，尚未被广泛采用。

  管件按用途分类

弯头是用来改变管道的走向。

常用弯头的弯曲角度为90°、45°和180°，180°弯头也称为U型弯管，也有特殊角度的弯头，但为数极少。

 玛钢弯头

玛钢弯头，也称可锻铸铁弯头，是最常见的螺纹弯头。

玛钢弯头的规格比较小，常用的规格范围为1/2～4英寸，按其不同的表面处理分镀锌和不镀锌两种。

这种玛钢管件，主要用于采暖，上下水管道和煤气管道上。在工艺过程中，除需要经常拆卸的低压管道外，其他物料管道上很少使用。

 压制弯头

压制弯头，也称冲压弯头或无缝弯头，是用优质碳素钢、不锈耐酸钢和低合金钢无缝管等，在特制的模具内压制成型的。

其弯曲半径为公称直径的一倍半（R=1.5DN），在特殊场合下也可采用弯曲半径等于公称直径的弯头（R=1DN）。

其规格范围在DN20～600mm以内。

其壁厚范围与无缝钢管的表号一致。

压制弯头一般由专业制造厂或加工厂用标准无缝钢管冲压加工而成，出厂时弯头两端应加工好坡口。

 冲压焊接弯头

冲压焊接弯头，是采用板材经模具冲压成半块环形弯头，然后将两块半环弯头进行组对焊接成型。

其弯曲半径同无缝管弯头，规格范围为公称直径200mm以上。

 焊接弯头

焊接弯头，也称虾米腰或虾体弯头。

制作方法有两种：

一种是在加工厂用钢板下料，切割后卷制焊接成型，多数用于钢板卷管的配套。

另一种是用管材下料，经组对焊接成型，其规格一般在200mm以上。使用温度不能大于200℃，一般可在施工现场制作。

 高压弯头

高压弯头，是采用优质碳素钢或低合金钢锻造而成。

根据管道连接形式，弯头两端加工成螺纹或坡口，加工的精密度很高，要求管口螺纹与法兰口螺纹能紧密配套自由拧入并不得松动。

适用于压力22.0、32.0MPa的石油化工管道，常用规格范围为DN6～200mm。

三通是主管道与分支管道相连接的管件，根据制造材质和用途的不同，划分为很多种。

从规格上划分：

可分为同径三通和异径三通，同径三通也称为等径三通；

同径三通是指分支接管的管径与主管的管径相同

异径三通是指分支接管的管径小于主管的管径，所以也称为不等径三通，异径三通用量要多一些

玛钢三通

玛钢三通的制造材质和规格范围，与玛钢弯头相同，在石油化工工艺管道中用量不多，主要用于室内采暖、上下水和煤气管道。

 钢制三通

定型三通的制作，是以优质管材为原料，经过下料、挖眼，加热后用模具拔制而成，再经机加工，成为定型成品三通。中低压钢制成品三通，在现场安装时都是采用焊接。钢板卷管所用的三通，有两种情况，一种是在加工厂用钢板下料，经过卷制焊接而成；另一种是在安装现场挖眼接管。

 高压三通

高压三通，常用的有两种，一种是焊制高压三通，一种是整体锻造高压三通。

焊制高压三通，选用优质高压钢管为材料，制造方法类似挖眼接管，主管上所开的孔，要与相接的支管管径相一致。焊接质量要求严格，通常要求焊前进行预热，焊后进行热处理。其规格范围为DN16～200mm，压力22MPa、32MPa。

整体锻造高压三通，一般是采用螺纹法兰连接。其规格范围为表号SCH160、DN15～600mm，表号外加有“XXS”，其管径范围DN15～300mm。

异径管的作用是使管道变径，从流体运动方向来看，多数是由大变小，也有的由小变大，如蒸汽回水管道和下水管道的异径管就是由小变大。异径管俗称大小头。

 玛钢异径管

玛钢异径管，大体上分两种，一种是内螺纹异径管也称外接头；另一种是内螺纹和外螺纹结合的管件，称作补芯，它虽然不叫做异径管，但起到异径管的作用。

 钢制异径管

钢制异径管，分为无缝和有缝两种，无缝异径管用无缝钢管压制，有缝异径管用钢板下料，经卷制焊接而成，也称为焊制异径管。

这两种异径管都有同心和偏心两种规格。偏心异径管的底部有一个直边，使用时能使管底成一个水平面，便于停产检修时排放管中物料。

无缝异径管的规格范围为DN25～600mm，有缝焊接异径管的规格范围为DN200～1500mm。

 封头

封头，是用于管端起封闭作用的堵头。常用的封头有椭圆形和平盖形两种。

椭圆形封头也称为管帽，其规格范围为DN25～600mm，多用于中低压管道上。

平盖封头，按其安装位置分为两种，一种是平盖封头略大于管外径，在管外焊接。

另一种是平盖封头略小于管内径，把封头板放入管内焊接。常用的规格范围为DN15～200mm，这种封头多用于压力较低的管道上。

 凸台

凸台，也称管嘴，是自控仪表专业在工艺管道上的一次部件，是由工艺管道专业来安装，所以把凸台也列为管件。

工艺管道用的单面管接头也属这一种，都是一端焊在主管上，另一端或者是安装其它部件，或者是另外再接管，其规格范围为DN15～200mm，高中低压管道都使用。

   盲板

盲板，其作用是把管道内介质切断，根据使用压力和法兰密封面的形式分以下几种：

光滑面盲板，与光滑密封面法兰配合使用，其适用压力范围为1.0～2.5MPa。

凸面盲板，其本身一面带凸面，另一面带凹面，与凹凸密封面法兰配合使用。使用压力4.0MPa，规格范围为DN25～400mm。

梯形槽面盲板，与梯形槽密封面法兰配合使用，使用压力范围为6.4～16.0MPa。规格范围为DN25～300mm。

“8”字盲板，也分为光滑面，凹凸面和梯形槽面三种，使用压力与以上三种盲板相同，“8”字盲板所不同的是，它把两种用途结合在一个部件上，即把盲板和垫圈相连接固定在一起。法兰内垫入盲板时，外面露出的垫圈作为管道是否切断的直观标志。

“8”字盲板的制造材料有多种，根据输送的介质温度和压力来选择。一般低压管道，温度不超过450℃时，所用的材质有Q235A、20号钢和25号钢；温度在450～550℃时，所用的材料有15CrMo、1Cr5Mo。当压力在4.0～16.0MPa，温度大于550℃时，要用不锈钢。

法兰是工艺管道上起连接作用的一种部件。这种连接形式的应用范围非常广泛，如管道与工艺设备连接，管道上法兰阀门及附件的连接。采用法兰连接既有安装拆卸的灵活性，又有可靠的密封性。

工艺管道所输送的介质，种类繁多，温度和压力也不同，因此对法兰的强度和密封，提出了不同的要求。为了满足工艺管道安装工程的需要，出现了很多种结构和压力不同的法兰。

 平焊法兰

平焊钢法兰，是中低压工艺管道最常用的一种。

这种法兰与管子的固定形式，是将法兰套在管端，焊接法兰里口和外口，使法兰固定，适用公称压力不超过2.5MPa。

  用于碳素钢管道连接的平焊法兰，一般用Q235A和20号钢板制造；

用于不锈耐酸钢管道上的平焊法兰，应用与管子材质相同的不锈耐酸钢板制造。

平焊钢法兰密封面，一般都为光滑式，密封面上加工有浅沟槽。通常称为水线，如图：

▲  平焊钢法兰图

平焊钢法兰的规格范围如下：

公称压力 PN0.25、0.6MPa的为DN10～2000mm；

PN1.0～2.5MPa的为DN10～600mm。

? 对焊法兰

对焊钢法兰，也称高颈法兰或大尾巴法兰。它的强度大不易变形、密封性能较好，有多种形式的密封面，适用的压力范围很广。

① 光滑面对焊法兰，其公称压力为PN2.5MPa以下，规格范围为DN10～2000mm，公称压力PN2.5MPa，规格范围DN10～1000mm，公称压力PN4.0MPa，规格范围DN10～600mm, 如图：

▲ 光滑面对焊法兰图

② 凹凸密封面对焊法兰，由于凹凸密封面严密性强，承受的压力大。每付法兰的密封面，必须一个是凹面、另一个是凸面。常用公称压力范围为PN1.6～4.0MPa，规格范围为DN10～600mm， 如图：

▲  凹凸密封面对焊钢法兰图

③ 榫槽密封面对焊法兰，这种法兰密封性能好，结构形式类似凹凸式密封面法兰，也是一付法兰必须两个配套使用。公称压力范围为PN1.6～4.0MPa，规格范围为DN10～600mm；PN6.4～10MPa，规格范围DN10～400mm， 如图：

▲  榫槽面对焊法兰图

④ 梯形槽密封面对焊法兰，这种法兰在石油工业管道比较常用，承受压力大，常用公称压力为PN6.4、10.0MPa，规格范围为DN10～400mm；PN16MPa，规格范围为DN10～300mm。 如图：

▲  梯形槽面对焊钢法兰图

上述各种对焊法兰，只是按其密封面的形式不同而加以区别。

从安装的角度来看，不论是那种形式的对焊法兰，其连接方法是相同的，因而所耗用的人工，材料和机械台班，基本上也是一致的。但由于密封面形式不同，法兰的加工制造成本相差悬殊，因此，在编制概(预)算时要特别注意法兰本身的价格。

 松套钢制管法兰

这种法兰与管子不直接焊在一起，而是以管口翻边或焊环为密封接触面，松套法兰起紧固作用，多用于铜、铝和铅等有色金属及不锈耐酸钢管道上。

其最大的优点： 是由于法兰可以自由活动，法兰穿螺栓时非常方便。

焊环松套钢制管法兰适用压力PN0.6～2.50MPa，其规格范围为DN10～600mm；压力PN4.0MPa，规格范围DN10～300mm，平焊环松套钢制管法兰只适用较低压力，PN0.6～1.6MPa，其规格范围DN10～600mm。管口翻边活套法仅适用于PN06MPa及以下。

焊环松套法兰如图：

▲  焊环松套钢制管法兰图

 螺纹法兰

螺纹法兰，是用带螺纹的法兰与管端螺纹相连接的法兰，有高压和低压两种。

低压螺纹法兰，包括钢制和铸铁制造两种，这种法兰，在建国初期，焊接技术很差的情况下、曾被广泛应用。

随着工业的发展、低压螺纹法兰已被平焊法兰所代替，除特殊情况外，基本不采用。

高压螺纹法兰，被广泛应用于现代工业管道的连接。密封由管端与透镜垫圈形成，对螺纹和管端垫圈接触面的精密度加工要求很高。

这种法兰的特点是法兰与管内介质不接触，安装也比较方便。 适用压力PN22.0、PN32.0MPa，其规格范围为DN6～250mm。

▲  高压管线法兰连接结构型式图

 法兰盖

法兰盖是与法兰配套使用的部件，它和封头一样在管端起封闭作用。密封面有光滑式和凸凹式，其规格和适用压力范围与配套法兰一致。

垫片是法兰连接的主要密封件，因而正确选用垫片也是保证法兰连接不泄漏的关键。

法兰垫片根据管道所输送介质的腐蚀性、温度、压力及法兰密封面的形式选用种类很多。管法兰垫片有非金属垫片，半金属垫片和金属垫片。

 橡胶石棉垫

橡胶石棉垫是法兰连接用量最多的垫片、能适用于很多介质，如蒸汽、煤气、空气、盐水、酸和碱等。橡胶石棉垫的厚度，各专业还不统一，通常用3mm厚。公称直径小于100mm的法兰，其垫片厚度不超过2.5mm。

垫片的使用压力： 用于光滑密封面法兰连接时，不超过2.5MPa。

炼油工业常用的橡胶石棉垫有两种：

一种是耐油橡胶石棉垫，适用于温度在200℃以下，公称压力在2.5MPa以下，输送一般油品、液化烃、丙烷和丙酮等介质。高温耐油橡胶石棉垫，使用温度可达350～380℃。

另一种是中压橡胶石棉垫，可使用于200℃，PN2.5MPa以下的蒸汽、凝结水、水、空气等介质。由于石棉被证实有致癌作用，因此，含有石棉的垫片现在已经基本不被采用了。

 橡胶垫

橡胶垫，是用橡胶板制作的垫片，它有一定的耐腐蚀性，常用于温度在60℃以下，压力不超过1.0MPa，输送低压水，酸和碱等介质的管道法兰连接。

这种垫片的特点是利用橡胶的弹性，达到较好的密封效果，因此也常用于铸铁法兰阀门的安装上。

 缠绕式垫片

缠绕式垫片简称为缠绕垫，是用金属钢带及非金属填料带缠绕而成。

优点： 这种垫片具有制造简单、价格低廉、材料能被充分利用、密封性能较好的优点，在石油化工工艺管道上被广泛应用。

适用参数： 适用的公称压力为4.0MPa以下，适用温度范围，08号钢温度可达450℃，0Cr13钢带制成的缠绕垫，使用温度可达540℃。垫片的厚度一般为4.5mm，直径大于1000mm时，垫片厚度为6～7mm。定位环的厚度为3mm左右。

这种垫片多数用于光滑面法兰连接，其密封面不用车水线。有的缠绕垫，还带有定位环，是为了防止垫片偏离法兰中心。

金属钢带材质有08号钢、0Cr13钢和1Cr18Ni9Ti钢等；非金属带材质有特性石棉、柔性石墨、聚四氟乙烯等。

 齿形垫

齿形垫是用各种金属制造，材质有普通碳素钢、低合金钢和不锈耐酸钢等，其厚度为3～5mm。

它是利用同心圆的齿形密纹与法兰密封面相接触、构成多道密封，因此密封性能较好，常用于凹凸式密封面法兰的连接。

适用参数： 最高公称压力可达16.0MPa，适用于工作温度较高的部位，如0Cr13材质的齿形垫，其适用温度可达530℃。

金属垫圈

金属垫圈的种类很多，按形状划分有金属平垫圈，截面积为椭圆形、八角形金属垫圈和透镜式垫圈。按制造材质分有低碳钢、不锈耐酸钢、紫铜、铝和铅等。

金属平垫圈，多用于光滑面平焊法兰，承受的温度和压力较低。

椭圆形及八角形金属垫圈，多用于梯形槽对焊法兰，公称压力范围为6.4～22.0MPa。这种垫圈虽然密封性好，但制造复杂，要求精度高。

金属垫圈的使用有条原则，即垫圈表面的硬度必须低于法兰密封面的硬度。

垫片的选用应根据管道所输送介质的温度、压力、腐蚀性和连接法兰的密封形式来确定。专业性较强的垫片，如透镜垫，适用于高压法兰连接。

用于连接法兰的螺栓，有单头螺栓和双头螺栓两种，其螺纹一般都是三角形公制粗螺纹。

 单头螺栓

单头螺栓也称六角头螺栓。单头螺栓又分为半精制和精制两种，在中低压工艺管道上，使用最多的是半精制单头螺栓。

制造单头螺栓常用的材质有Q235A、35号钢和25Cr2MoVA等。常用于公称压力为2.5MPa以下的法兰连接。

适用温度根据螺栓材质而定，如35号钢制造的螺栓适用温度可达350℃；25Cr2MoVA钢制造的螺栓、适用温度可达570℃。

 双头螺栓  

工艺管道上所用的双头螺栓，多数采用等长双头精制螺栓。适用于温度和压力较高的法兰连接。

材质有35号钢，30CrMoA，35CrMoA，25Cr2MoVA，0Cr19Ni9、0Cr15Ni25Ti2MoAlVB和37SiMn2MoVA等，公称压力范围为1.6～32.0MPa，适用温度可达700℃。

 螺母

螺母，统称为六角螺母。分半精制和精制两种。按螺母结构形式还可分为A型和B型两种。

半精制单头螺栓多采用A型螺母；精制双头螺栓多采用B型螺母。螺母与螺栓要配套使用，但螺母制造材质的硬度不能超过螺栓材质的硬度。

▲  六角螺母图