BS 4504:3.1-1989(R1991)
英国标准
编号 B—19
英国阀门标准
及相关标准汇编
用于管道、阀门和管件的圆法兰(PN)
3.1 钢法兰技术条件
王崇恕译
尹玉杰校
机械工业阀门科技信息网
中国通用机械阀门行业协会
法兰标准-BS4504-3.1-1989中文版管道阀门管件用圆法兰第1节钢法兰技术条件.pdf.pdf
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前 言
BS4504本篇是在管道系统部件标准政策委员会指导下制订的，它构成了BS4504-1969第一篇的第1次修订版本，关于钢法兰就包括在该标准中，在本标准和BS4504第3.2篇颁布后12个月该标准被取消。对于用磅级表示的钢法兰的参照请查阅BS1560第3.1篇。
对于1个单独的法兰系列，当最后由国际标准化组织(ISO)技术委员会定稿为ISO/TC/SC10为金属法兰和其连接时，始终希望BS4504-1969第1篇由在技术上等同于国际标准的英国标准所替代。然而，国际标准一直没有定稿，而BS4504-1969第1篇的修订版本体现了国际的工作原则。
为了与ISO标准ISO7005《金属法兰》的形式一致，BS4504第3篇分为3篇颁布。
3.1 篇 钢法兰技术条件
3.2篇 铸铁法兰技术条件
3.3篇 铜合金和组合法兰技术条件
在BS4504本篇规定的法兰可与按BS4504-1969第3篇制造的法兰互换，但没有必要的每个细节上都相同。
BS 4504本篇与BS4504-1969第1篇在有关对钢法兰要求的内容不同之处如下。
(a)编入了两个新法兰类型，它们是带焊颈平圆环的松套平法兰和带焊颈圆环的松套平法兰。这些类型法兰不必在BS4504本篇颁布时按UK制造，虽然它们已经包括在BS标准中，因为，它们还将在ISO7005中规定，而 BS4504 本篇最终将与ISO 7005一致。
(b)为了避免描述的法兰类型和法兰面名称的混淆，所有的法兰由代号表示和法兰密封面按ISO7005规定的字母表示。
(c)对于公称尺寸和公称压力的定义已包括在内，并分别符合ISO 6708和ISO7268的规定。
(d) 按国际委员会 ISO/TC 5/SC 10 的意见，公称压力范围限制到PN 40。
(e)压力-温度额定值符合ISO 7005的要求。
(f)规定的材料已经改变，增加的新材料(特别是奥氏体不锈钢和镍钢)和参照材料在可比的ASTM材料中给出，另外，参照村料在DIN材料中给出，法兰有时是这些材料的。通常，材料范围与ISO7005草稿中给出的相符合。
(g)在颁布时，在BS4504-1969第1篇给出的法兰尺寸是以当时的DIN标准的现行版本为基础。然而，主要的DIN尺寸已保留在BS4504本篇中，但增加了新的法兰类型，新法兰的尺寸将以ISO为基础的。
(h）至今较大尺寸的公差已包括。然而，草稿中的作为国际上加工的推荐公差已被采用，在某些情况下。推荐公差要比在 BS4504-1969第1 篇中给出的公差宽。
(i)较详细的给出了对法兰面表面加的要求。
(j)较大范围的法兰密封面包括在BS4504本篇中并与国际标准的草稿一致。具有全部密封面范围的法兰，在BS4504本篇颁布时，不必按UK制造。
(k)法兰锪孔或背面加工符合 ISO 7005。
(1)对于螺纹法兰，螺纹形式除在BS 21之外还在 ANSI/ASME 中规定。
(m）法兰的标记基本上符合ISO7005，但该篇包括在方法上的限制。
(n)包括有附录A，它列出了供买方订购法兰时，应提供的详细内容。
(o）在BS4504-1969第1篇中的指导性提示和建议已包括在BS4504本篇中附录中。附录(B)不打算把所有的方面都包括在内。
(p)焊端制备的详细要求首次包括(见附录C)。
(q)法兰背面加工后最小颈部半径的详细要求首次给出。
各种垫片类型、尺寸、结构特性和材料不属于本标准的范围。对于垫片尺寸的参照，在BS4865第1、2、3和4篇中给出。
为了便于对比，在BS4504本篇使用的代号与在BS4504-1969第1篇附录D中的类型号进了比较。
评定能力 忠告BS4504本篇的使用者，要考虑按BS 5750相应部分由第三方审定团体对供应商的质量体系评定和注册的需要性。
符合于英国标准并非豁免其自身承担的法律责任。
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目 次
技术条件
1 范围…1
2 定义1
3 公称尺寸范围(DN)…2
4 公称压力 PN 和压力-温度额定值…………………………………………………………………2
5 材料 2
6 栓接3
7 修补4
8 尺寸4
9 法兰密封面4
10 法兰孔或背面加工……………………………………………………5
11 公差 5
12 标记 5
附录
A 由买方提供的内容……36
B 应用和安装…………36
C 焊制备……………………………37
D 规定在 BS 4504-1989 第3.1 篇与 BS 4504-1969 第1 篇中钢法兰名称和代号的比较 ……… 38
表
1 钢法兰类型和法兰附件……………………………………………………………………1
2 总表…10
3 材料：铁素体钢(A 组）…12
4 材料：奥氏体钢(B 组）……………………………………………………………………………13
5 材料：镍钢(C 组） 14
6 密封面的表面加工……………………………………………………14
7 法兰密封面尺寸…16
8 PN2. 5 法兰尺寸 …18
9 PN 6 法兰尺寸 20
10 PN 10 法兰尺寸 …22
11 PN 16 法兰尺寸 …24
12 PN 25 法兰尺寸 26
13 PN 40 法兰尺寸 …28
14 公差…30
15 关于 A 组铁素体钢法兰的压力-温度额定值和栓接材料…………………………………… 32
16 关于 B 组奥氏体钢法兰基于 0.2%试验应力的压力-温度额定值……………………………33
17 关于 C 组镍钢法兰的压力-温度额定值……………………………………………………34
18背面加工后颈部最小半径……………………………35
19 规定在 BS 4504-1989 第 3.1 篇和 BS 4504-1969第1 篇中的钢法兰名称和代号 ………… 38
图
1 法兰代号7
2法兰附件,132~134号……………………………………………………………………………8
3 法兰密封面类型…………………………………………………………………………………9
4 法兰密封面尺………………15
5 PN2. 5 法兰尺寸 ……………………………………………………………………17
6 PN 6 法兰尺寸……………………………………………………………………………………19
7 PN 10 法兰尺寸…21
8 PN 16 法兰尺寸………………23
9 PN 25 法兰尺寸…25
10 PN 40 法兰尺寸……………………………………………………………………27
11 背面加工后颈部的最小半径……………………………………………………………………35
12焯端制备……………………………………………………………………………………37
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钢法兰技术条件
BS4504-1989(R1991)第3.1篇
1 范围
BS 4504标准的本篇规定了对按表1给定的类型、公称压力为PN2.5~PN40、公称尺寸小于等于4000、用米制单位表示的圆形钢法兰的要求。
(表1 钢法兰类型和法兰附件)
| 代号 | 名 称 |
| 101 | 用于焊接的平法兰 |
| 102 | 带有焊接平圆环或用于搭接管端的活动平法兰 |
| 104 | 带有焊颈圆环的活动平法兰 |
| 105 | 法兰盖 |
| 111 | 焊颈法兰 |
| 112 | 用于焊接的高颈松套法兰 |
| 113 | 高颈螺纹法兰 |
| 121 | 整体法兰 |
| 132 | 焊接平圆环 |
| 133 | 搭接管端 |
| 134 | 焊颈圆环 |
另外，对于与102和104号法兰一起使用的132~134·号附件(见表1)，给出了尺寸要求。
BS4504标准的本篇规定了钢法兰类型和其密封面、尺寸、公差、连接螺纹、螺栓尺寸、法兰面加工、标记以及与压力-温度额定值相应的栓接材料和法兰材料。
奥氏体钢和镍钢法兰的栓接材料(见6.1节)、焊颈法兰(111号)和134号附件(见8.1节)的焊端制备、法兰的常规检查和压力试验，这些不属本标准的范围，但在最大试验压力上一些指导在附录B里给出(见B.5节)。
注1. 本标准的引用标准列于本标准的后面。
2 定义
对于BS4504本篇，下面的定义适用。
2.1公称尺寸(DN)尺寸的数字名称，这个尺寸通常是针对管道系统的全部部件，而不是针对由外径或由螺纹尺寸表示的部件。它是一个用于参照目的的方便圆整数，它仅与制造尺寸有松散的联系。
注1. 公称尺寸由字母DN后面的适当数表示。
注2. 这个定义与给定在ISO 6708 中的定义等同。
2.2 公称压力(PN)一个用于参照压力的方便圆整数的数字名称
所有的由相同PN数表示的相同公称尺寸(DN)的设备应有相一致的配合尺寸。
注1.最大允许工作压力按材料、设计和工作温度而定，并应从给定在本标准的压力-温度额定值表中选择。
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注2. 公称压力由字母PN后的适当基准数表示。
注3. 这个定义与给定在ISO 7268中的定义等同。
3 公称尺寸(DN)范围
适用于各种法兰类型和各种公称压力(PN)的公称尺寸DN10~DN4000的范围在表2中给出。
4 公称压力(PN)和压力-温度额定值
4.1 公称压力(PN)
公称压力范围应是 PN 2.5、PN 6、PN 10、PN 16、PN 25 和 PN 40。
4.2 压力-温度额定值
由规定于表3、4和5材料制造的法兰的压力-温度额定值对于相应的材料在表15、16和17中给出，并且它应是在所示温度下的最大允许非冲击工作压力(表压)。
注1. 对于中间温度，允许采用线性插补法。
注2. 相应的压力和温度是管道系统中介质的压力和温度。
注3.法兰的压力-温度额定值按规定于表3、4和5中材料的性能而定是恰当的。对于奥氏体不锈钢，压力-温度额定值用屈服强度值为205N/mm²或试验应力的0.2%已经算出。
注4.法兰的额定值不必要是管道系统的额定值。垫片材料也能对法兰连接的压力-温度额定值加以限制，当选择垫片材料时请咨询垫片制造厂。
4.3 法兰连接额定值
如果在法兰连接中的两个法兰没有相同的压力-温度额定值，则在任何温度下连接的最大允许工作压力应不超过两个压力额定值中较低的那个。
5 材料
5.1 法兰材料
法兰应由给定在表3、4和5中的相应材料制造，除非111、112和113号法兰应由锻造或铸钢制造。
注1.在表2、4和5中给定的材料其通常的压力-温度额定值在表15、16和17中给出。
注2. 如果需要法兰材料的合格证书，则买方应在询价单和(或)定单中说明(见附录A)。
5.2 控制使用 ASTM 材料的要求
5.2.1 概述 用符合 ASTM标准的材料制造的法兰应遵守下面的附加要求。
(a) 对于符合 ASTM 105 的材料
(1)当有规定时，所有锻件应正火处理。
(2)应符合5.2.2.1、5.2.2.2和5.2.2.3节的要求。
(b) 对于符合 ASTM 182 的材料
(1)牌号F304L和F316L钢按包样分析，其碳含应不超过0.030%。
(2) 应符合 5.2.2.3 节的要求。
(c) 对于符合 ASTM A387 的材料
(1)当有规定时，所有的法兰和法兰附件应具有正火加回火的状态。
(2) 应符合 5.2.2.3 节的要求。
注.对于热处理状态的任何特殊要求，买方应在询价单和(或)定单中说明(见附录A)。
5.2.2 锰钢
5.2.2.1 在5.2.1节中规定的材料，按包样分析，碳含量对于板材应不超过0.23%，对于锻件应
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不超过0.25%。
5.2.2.2 在5.2.1节中规定的材料，按包样分析，其碳当量 $( \mathbf { C E } _ { 1 } )$ 应不超过0.42，这里
$$ { \mathrm { C E } } _ { 1 } { = } { \mathrm { C } } + { \frac { { \mathrm { M n } } } { 6 } } $$
基于常规的产品检查，按包样分析，制造厂应保证碳当量 $( \mathrm { C E } _ { 2 } )$ 应不超过0.45，这里
$$ C E _ { 2 } = C + \frac { M n } { 6 } + \frac { C r + M o + V } { 5 } + \frac { C u + N i } { 1 5 } $$
5.2.2.3 任何成分钢的实际抗拉强度应不低于相应 ASTM 标准规定的高于 $1 5 0 \mathrm { N / m m ^ { 2 } }$ 的最低要求。
5.2.3 铬-钼钢(相应于 A5和 A6组的材料） 对于铬-钼钢，碳和剩余元素的含量应由下面所限制。
(a) 碳含量
对于铬含量小于2%(名义成分)的钢：≤0.17%(板材)≤0.20%(锻件和铸件)
对于铬含量大于2%(名义成分)的钢：≤0.15%(板材)≤0.15%(锻件和铸件)
(b)剩余元素
$$ \begin{array} { r l } & { \mathrm { C u } \leqslant 0 , \ 3 0 % } \ & { \mathrm { N i } \leqslant 0 , \ 4 0 % } \ & { \mathrm { W } \leqslant 0 , \ 1 0 % } \ & { \mathrm { T i } \leqslant 0 , \ 0 3 % } \end{array} $$
5.3 非金属材料
对于用非金属材料衬里或称为涂层的法兰，如果非金属形成或可能形成与饮用水相接触，那么这些材料应遵守BS 6920第1篇的规定。
注，用户应注意，作为例子，如果螺纹的密封脂或润滑剂在使用中能接触到饮用水，则也应遵守BS6920第1篇的规定。
6 栓接
6.1 对于铁素体钢法兰的栓接的材料、尺寸和粗糙度应根据 BS 3692、BS 4190 或 BS 4882(米制)按表15(b)选择。
用于螺栓、双头螺栓和螺母的高速切削钢应限定温度范围为-10℃～100℃并限定公称压力为小于等于 PN 16。
注，非铁素体钢法兰的栓接材料的选择是用户的责任并应参照BS4882。
6.2 双头螺栓应是 BS 4882-1973 所示的形式，除非为示于 BS 4882-1973 图 3(b)的形式应仅使用非合金钢双头螺栓。
6.3 所有螺栓头部和螺母的配合面应全部加工。
7 修补
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除由相应的材料标准或在整体法兰的情况下由制造标准禁止外，焊补应符合BS2633、BS5135 或 BS 4570 的规定。
注，焊接工艺应是这样的，使其焊缝具有符合母体材料的性能。焊补后法兰应进行热处理，如果材料标准要求这种热处理时。
8 尺寸
8.1 法兰尺寸
除凸肩的直径G(见注4)外，对于各种公称压力的各种类型法兰的尺寸应由表8~13所给出，并且在相应的情况下要受到第10节和表8~13中注的限制。
注1.如果法兰的尺寸将受到第10节和表8~13中注的影响，则在询价单和(或)定单中规定是买方的责任。
注 2. 按所示公称尺寸(DN)规定的适合于每种类型和每种公称压力(PN)的各种类型法兰的全部在表2中给出。
注3. 关于焊颈法兰(111号)和焊接工艺细则和134号附件在本标准中没有提出要求，但在附录C中提出了注意事项并给出了各种焊端制备的细则。如有要求，则规定特殊要求的焊端制备是买方的责任。示于图12a或12b的焊端制备是常用的。
注4. 法兰盖(105号)面的中心部位不需要加工，只要其非加工部位不超过给定在表8~13的推荐台肩直径G。
8.2 颈部
用于焊接(112号)或螺纹连接(113号)法兰的松套颈部应是下面中的一种：
(a) 平行的，或
(b)为了便于锻造或铸造，在外表面有一个不大于7°的拔模角。
8.3 螺纹法兰
8.3.1 高颈螺纹法兰(113 号)的螺纹应是符合BS 21 锥形或平行的，或符合ANSI/ASME1.20.1锥形的。
注，买方另有规定外，要使用BS21平行螺纹(见附录A)。
8.3.2 螺纹应与法兰同轴，不同轴度应不超过5mm/m。法兰应制造成没有沉孔，但为了保护螺纹应对螺纹倒角，倒角在法兰背面至螺纹大径与螺纹轴线成 $4 0 ^ { \circ } \sim 5 0 ^ { \circ }$ 角，倒角应与螺纹同轴并应包括在螺纹长度测量内，只要倒角在长度上不超过一个螺距。
8.3.3 测量应按 BS 21 或 ANSI/ASME B1.20.1 的规定。
8.4 螺栓孔
螺栓孔应均布在螺栓孔中心圆的直径上，在整体法兰的情况下可偏离中心布置。
9 法兰密封面
9.1 密封面范围
法兰密封面的范围和法兰面的名称在图3中给出。密封面的尺寸应按图4和表7所给定。对于B、D和F型法兰密封面，从凸面边缘至法兰面的过渡应依靠：
(a) 倒圆，或
(b) 倒角。
9.2 搭接
对于法兰133号附件，加工后密封面的高度应不小于所使用的规定管道的厚度。如果需要榫面或槽面，则加工后密封面所保持的搭接厚度应不小于所使用的规定管道的厚度。
9.3 密封面加工
9.3.1 所有的法兰连接面应是精加工的，并当用目视或触摸方法与标准试样对比时应符合表6中
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的给定值。
注1. 不要求仪器测量用于各面上，定义于 BS 1134 的值 Ra和 Rz与标准试样有关。
注2. 特殊涂层或精加工要求要在询价单和(或)定单中说明，以便一个适当的允差可包括在任何有关的配合尺寸的加工中(见附录A)。
9.3.2 A、B、E和F型平面、凸面和凸面/凹面密封面应按表6的要求加工。
9.3.3 对于C、D、G和H型榫、槽和O型圈槽密封面，垫片连接表面应加工成符合表6给定值的表面粗糙度。
10 法兰孔或背面加工
法兰的任何饱孔或背面加工都不应使法兰的厚度减到小于规定的厚度。当使用饱孔时，其直径应足够大以适应相当常规系列的垫片外径，这些垫片符合BS4320关于配用米制螺栓尺寸。栓接的支承表面应在表14给出的限制内与法兰面平行。
当法兰背面加工时，在颈部的最小(倒)圆半径 $R _ { m i n }$ (见图11)应按表18的规定。
11 公差
法兰公差应符合在表14中的要求。
12 标记
12.1 非整体法兰
除整体法兰外的所有法兰应如下标记。
(a)本英国标准的编号，即 BS 4504*。
(b) 法兰代号，如112。
(c) 公称压力(PN)，如 PN 40。
(d) 公称尺寸(DN)，如 DN 150。
(e)材料名称，在表3、4和5给出的材料组号或识别符号，应予使用，当适宜时。
(f) 制造厂厂名或商标。
(h) 螺纹标志(见12.2节)。
例子:BS 4504/111-PN 16-DN 400-A2-×××-12345。
注1. 另外，法兰面的类型可用给定在图4的标志来规定。
例子:BS 4504/111/B-PN 16-DN 400-A2-×××-12345。
注2. 在法兰后来使用成为部件的一个整体部分并且部件的压力额定值低于法兰压力额定值时，则这个较低的额定值应清晰地标在部件上。
12.2 内螺纹标志
螺纹法兰应进行标记以识别所使用的螺纹类型，对于BS 21螺纹应由字母Rc或Rp后接公称尺寸这样标注，如Rc。ANSI/ASME B1.20.1螺纹应标注公称尺寸、每英寸的螺纹数和字母NPT,如%-14NPT。
12.3 压印
如果使用钢印，则标记应打印在法兰的边缘上。
注，应注意，要保证钢印标记不易造成法兰材料损坏。
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相关产品标记BS4504同法兰代号一起表示制造厂依据说明，即表示制造厂承认其产品满足BS4504标准的要求。因此，承认的准确性只是承认者的责任。这样的说明是不能与第三者的依据相混淆，这样的说明也可能是所希望有的。
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12.4 标记省略
如果法兰太小以至于12.1节全部的所需要标记不能都标记在法兰上，则允许省略某些标记。标记的省略顺序如下。
(a) 尺寸。
(b) 螺纹类型和名称。
(c) 公称压力 PN。
(d) 制造厂的名称或商标。
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