法兰连接用钢管尺寸的选用

虽然管法兰本身的结构尺寸不取决于钢管尺寸，但它们常常要与管子相连接才能使用。为此，法兰与管子相互配合的钢管尺寸或规格的选用至关重要。

（1)“大外径”与“小外径”管的含义
从一个单一的钢管标准中，不管是无缝管还是焊接管，我们都没有见到“大外径”及“小外径”的字眼。钢管尺寸标准主要是对管子外径及壁厚两个尺寸进行统一。所谓管子规格的一致指：管子外径一致及壁厚分级一致。由于使用场合的不同，无缝钢管有结构用管和输送流体用管之分，结构用钢管主要在土木、建筑、矿山支柱、塔架、大型机械及机械结构等行业使用；输送流体用无缝钢管主要用于以流体为介质的各种管道装置，诸如：石油、化工、水电、轻纺及制药等工业部门的管道或装置。就《输送流体用无缝钢管》而言，由于管子与管道元件（如法兰、阀门、水泵及管件等）连接在输送流体（含气体、液体及各种化学物质）介质下使用。为了解决相互间的互换问题，因此在管道元件标准中出现“公称通径或公称尺寸”的字眼。根据GB/T 1048-2005《PN(公称压力）的定义和选用》规定：具有同一PN和DN(公称通径或公称尺寸）数值的所有管道元件同与其相配的法兰或法兰管件应具有相同的配合尺寸。联系到管子，不管它们是钢管还是铸铁管，皆可采用公称通径及公称压力相同的元件与之彼此相连以保证管道元件之间的互换性。关于公称通径或公称尺寸DN的含义详见GB/T 1047-2005《公称通径或公称尺寸DN的定义和选用》。从该标准的内容可知，作为钢管本身，是没有“公称通径”的称呼，“公称通径”的概念只能对管道元件而言。国际钢管标准和我国钢管标准都没有公称通径，而是单以管子外径及壁厚表示，只有美国的ASMEB36.10M-2000《焊接和无缝轧制钢管》标准中，对所有管子的规格都以公称管径表示，并规定了相应公称管径下的管子外径及壁厚。由此可知，管道公称通径是管道元件（包括管子在内）间进行相配及保证互换的一个理论尺寸参数或尺寸代号。所谓“大外径”管或“小外径”管的含义，是指在相同管道公称通径的条件下，管道元件（如法兰、管件等）所选用管子外径尺寸的大小，尺寸大的叫“大外径”管；尺寸小的叫“小外径”管。
下表为管道法兰用有关大、小管径的对照举例：

（2)管子外径系列简介
20世纪40年代前，由于历史技术的原因，在欧美工业发达国家中出现了两个体系的管子外径系列。一个是英美的管子外径体系；另一个是以德法为主体的欧洲国家的管子外径体系。前者俗称“大外径”体系，后者俗称“小外径”体系。第二次世界大战后，由于技术与商业发展的原因，德国等欧洲大陆国家除保留原有“小外径”体系的管子外，在其国家标准中又增加了英美的“大外径”管子系列。20世纪50年代，原苏联的有关标准也出现了两种管子外径系列并存的现象：原苏联机械工业用管子、管法兰国家标准采用“小外径”管子系列；而其石油工业用管子标准及石油工业用管法兰标准则采用“大外径”管子系列。这样，原苏联管路附件标准就形成了两套标准混用局面。
20世纪50年代的10年中，我国机械工业（其中包括泵、阀、压缩机等一类通用机械或管路附件产品）基本上是按原苏联模式发展的，所以苏联一般机械工业和石油工业的管路附件标准的那种不一致性也反映到我国标准体系中来，因而也引起了混乱。例如GB/T 3091-2001《低压流体输送用焊接钢管》，公称口径6mm~150mm全系列共14个规格的管子，全属于“大外径”管；我国GB/T 8162-1999《结构用无缝钢管》和GB/T 8163-1999《输送流体用无缝钢管》两个标准，其所规定的管子规格为“大外径”与“小外径”两种同时并存。我国使用多年的原机械行业标准JB74~90-59《管路法兰及垫片》（后于1994年又作过修订），则以“小外径”管子为基础，这与采油系统及水、煤气管道系统中所用的管子外径规格有矛盾，此种混乱情况由来已久。
（3)GB/T 17395-2008《无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差》中的管子外径系列
GB/T 17395-2008标准是与国际标准ISO 4200:1991《平端钢管（焊接、无缝）尺寸和单位长度重量表》和ISO 1127:1992《不锈钢管 尺寸、偏差和单位长度重量》接轨的最新标准。钢管的外径分为3个系列。第一系列：标准化钢管；第二系列：非标准化为主的钢管；
第三系列：特殊用途钢管。对于普通钢管，其外径分为系列1、系列2、系列3,精密钢管的外径分为系列2、系列3,不锈钢管的外径分为系列1、系列2、系列3.GB/T 17395-2008中的钢管外径系列包括了“大外径”及“小外径”的数值。
（4)管子选用原则
无论是法兰或是管件等管道元件都要与管子进行连接才能使用，管道元件与管子连接端部的尺寸，与管子的外径密切相关。例如钢制管法兰国家标准GB/T 9112-2010《钢制管法兰 类型与参数》中，规定了钢管的外径共有两个系列，即I系列和II系列。I系列为国际通用系列（俗称英制管或“大外径”管）；II系列为国内常用系列（俗称米制管或“小外径”管）。这两个系列钢管外径的尺寸不相同，与它连接的有关法兰尺寸则不一样，选用时应特别注意。
目前，现行的国家标准或行业标准中都明确规定了钢管的选用系列及与之配合的尺寸，只要严格遵循标准中的尺寸规定，就可以达到选用的目的。

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