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MSS SP-44-2010 中文版 钢制管道法兰

资料类别:行业标准

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资料语言:中文

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内容简介

MSS SP-44-2010 中文版 钢制管道法兰 本篇MSS标准惯例是在MSS技术委员会110和MSS统筹委员会的一致同意下制定的。 这个能使整个工业受益的、有效的、明确的和无排它性的规范是资深的有志之士努力研究的成果。本标准惯例将作为制造商、用户和公众通用惯例的基础。现有的MSS标准惯例本身并不排斥从事生产、销售或使用不符合本标准惯例的产品。只有当适用的规则、规范、销售合同或国际法中引用了本标准惯例时,才强制要求符合本标准惯例。
除非本MSS标准惯例中另有规定,文中参考标准标示的出版日期是本标准惯例发行时所适用版本的出版日期。(见附件D。)
本标准惯例中除带有“补充说明标记的部分外,所有的注释、附录、表和图是理解本标准内容所必要的,因此应视作本标准正文的一部分。本标准中的所有附件应视作“补充说明”,其内容不作为强制要求。
与上一版2006年版相比,本版本做了较大更改。如果使用者有兴趣想知道那些部分作了改变的话,建议将本版本与前一版本进行逐页比较。
除非另有规定,本标准惯例中无公差的尺寸应视为名义尺寸并应理解为仅供参考”。 本标准中的米制单位和美制单位应分别作为标准使用,每一标准必须单独使用。两标准的合并
或转换值可能导致与本标准的不一致。
可以引用本标准中的任何一部分内容。荣誉行应说明摘自MSSSP-44,2010,经出版商制造商标准化学会许可”。除非阀门和管件工业制造商标准学会给予书面的许可,否则根据版权法禁止翻版。
最早批准于1952年7月
分别在1981、1982、1985、1996、2006、2010年由阀门和管件工业制造商标准学会在美国出版印刷,持有版权。 前言
制造商标准学会制定本标准惯例的最初目的是为了解决对管道用钢制管法兰,尤其是对公称尺寸超过ANSIB16.5规定范围的钢制管法兰和法兰管件的不断需求。碳钢管道具有强度高、 冷作和薄壁的特点,因此对焊端法兰要予以特殊的注意。
最初的尺寸和压力范围为ANSIB16.5中通称的300、400、600和900磅级,公称管径范围为NPS26~NPS36。由于需求较少,1970版的本标准惯例中将搭接法兰部分删掉了,但增加了150磅级,尺寸范围也涉及到了公称管径NPS12~NPS24。由于在本标准最初制定阶段,已经开始使用规定最小屈服强度超过最大值52kpsi的薄壁管线和甚至更薄的管线,所以有必要扩充本标准惯例的范围。
有时,薄壁管线的使用会使法兰用钢与配合管线用钢之间的机械性能差别很大。这就要求选择法兰颈部尺寸时要有较大的灵活性,这样在提供法兰时,可以使用各种材料强度和法兰尺寸的组合。基于此点,引进了本标准惯例的重要章节第5章法兰设计。1972版的本标准惯例中包括各种压力级的言板法兰和正文要求的说明以便在不同的条件下更好地理解和使用。
1975版的本标准惯例将公称管径范围扩展到NPS36以上。公称管径大于或等于NPS38 的150磅级法兰的钻孔模板仍然是采用最初的理念,即用ANSIB16.1中的125磅级法兰的钻孔模板。但是公称管径大于或等于NPS38的300磅级法兰的钻孔模板不再使用ANSIB16.1 中的250磅级法兰的钻孔模板,同样公称管径大于或等于NPS38的400、600和900磅级的法兰也不再使用ANSIB16.5中规定的钻孔模板。而是,由于载荷的不断增加,有必要将这些钻孔模板设计得更加紧致密。然而ANSI标准磅级的150、300、400、600和900磅级的法兰的使用仅限于常温下野外传输管线。这些法兰主要设计用于它们的常温额定值(与ANSI B16.5的100F的额定值相一致),并且主要用于薄壁,高强度,冷作的连接管线和使用温度低于或等于450F的高强度对焊管件。其他材料的锻制法兰可适用于表2.1节中规定的温度压力额定值。
1980版的本标准惯例在编辑上向ANSIB16.5靠齐。室温额定值扩展到了250F,这已超出了管线工业的成功经验。为使450F的额定值与B16.5相一致,加速降低了250F以上的温度额定值。用户应注意的是在将这些法兰与阀门栓接,且用于100~450F之间时,阀门的额定值应低于法兰的额定值。
1990版的本标准惯例更新了参考标准清单,并删去了米制单位。 1991版的本标准惯例增加了言板法兰加工指南,平面要求和预警注释,并更新了参考标准
清单。
1996版的本标准惯例中增加了允许法兰密封面缺陷的列表和明确了附录A设计原则。有参照其他标准的几个正误表或更正表。为了保持与ASMEB16.5和B16.47相一致,对尺寸公差也进行了必要的修改。
2010版的本标准惯例承认ASMEB16.47标准中A等级的法兰的存在,该等级法兰采用 MSSSP-44的尺寸,但不包括用在管道工业的与相同牌号的API管线匹配的SP-44高强度材料。 目 酒 录
范围
1
命名 3 材料.
2
热处理 5 法兰设计 6 标记.. 7 加工面 8规范限制 9法兰栓接尺寸, 10公差附录A 设计原则.. 附录B 言板法兰设计原则附录C 美制单位垫片及150、300、400、600和900磅级法兰的尺寸数据附录D 参考标准和适用版本图1 不等壁厚的允许设计方案(见5.3节)图 2 壁厚(T)小于或等于22mm(0.88in.)的坡口图 3 壁厚(T)大于22mm(0.88in.)的坡口表1拉伸要求(米制单位和美制单位)表2 栓接材料规范表3 温度-压力额定值 一允许的最大工作压力,表 4 垫片尺寸表 5 环垫片尺寸,表 6 常温下150磅级,19.6巴的凸面,表 7 常温300磅级,51.0巴凸面和环连接面表 8 常温400磅级,68.3巴的凸面和环连接面表 9 常温600磅级,102.1巴的凸面和环连接面.. 表10 常温900磅级,153.1巴的凸面和环连接面,表 11 允许的密封面缺陷表C1 垫片尺寸,表C2 环垫片尺寸表C3 常温下150磅级,285PSI的凸面,表C4 常温300磅级,740PSI凸面和环连接面表C5 常温400磅级,990PSI的凸面和环连接面表C6 常温600磅级,1480PSI的凸面和环连接面表C7 常温900磅级,2220PSI的凸面和环连接面,
4
5 .6 .6
..6 .17 .17
..18 .25
.8 0
2
9 10 11 12 .13 ..14 .15 .16 ...18 ...19 ...20 .21 22 .23 24 钢制管道法兰(MSSSP-44-2010)
1 范围 1.1概述
本标准规定了压力-温度额定值、材料、尺寸、公差(以ASMEIANSIB16.5为参照)、标记和试验。焊径法兰可由锻钢制成,盲板法兰可由锻钢或钢板制成。 1.1.1公称管径小于或等于NPS10的法兰,其尺寸要求应符合ASME/ANSIB16.5的规定。 若制成这些法兰的材料符合表1中要求并且满足本标准的所有其他要求,则认为该法兰符合本标准要求。 1.2参照文献 1.2.1参考标准
为便于查找标准的版本号、日期和来源,附录D中示出了本标准所参照的标准和规范。 按参考标准旧版制造的法兰,只要其在各方面均符合本标准规定,就可以认为该法兰符合
本标准规定,即使本标准惯例的后续修订本中所参照标准的版本有所变更。 1.2.2规范和法规
按照ASME锅炉和压力容器规范、ANSI压力管线规范或政府法规规定使用的法兰应符合这些规范和法规中的任何限制条件,包括材料的最大温度限制或材料在低温下的使用规定。 1.3相关单位
本标准规范列出了米制单位及美制单位值。仅螺栓和法兰螺栓孔的直径是以英寸单位给出的。这两种单位必须单独使用。在本文中,美制单位是在括号、合并的表格或单独的表格中给出的。每一种单位中的值是不完全相等。因此,每一种单位必须单独使用,不同单位不能混用。 除螺栓和法兰螺栓孔,其两种单位的结合值造成了与本标准规范的不一致。 2命名 2.1温度-压力额定值 2.1.1本标准所涉及的通用法兰应是下列等级之一:150、300、400、600和900磅级。表3 以米制和美制两种单位给出了额定值。 2.2规格
NPS后加一个无量纲的值是对公称法兰尺寸的标示。NPS与参考公称直径有关,DN在国际标准中使用。本标准规范中NPS尺寸与DN尺寸的法兰的具体关系如下:
NPS121416 18 20 22 24 26 283032 343638 DN300350400450500550600650700750800850900950 NPS 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 DN1000105011001150120012501300 1350140014501500
60
3材料 3.1应由制造商选择制作法兰所用的钢以达到下列要求。 3.1.1用于制造法兰的所有材料必须是镇静钢。可接受的锻件和钢板(盲板法兰)材料包括以下:
钢板(a) ASTM标准 A515Grade70 A516Grade70 A537
锻件(0) ASTM标准 A105 A350 A694 A707
注(a):所选择的材料应满足表1规定的牌号(或等级、级别)要求和第3章的其他规定。 3.1.2所用的钢应适于现场焊连接到按ASTM规范A105、A53、A106、A350、A381、A694、
1 表1拉伸要求(米制单位和美制单位)
延伸率(min),50mm
屈服点(min) MPa
拉伸强度(min) MPa
级别
或2in.标长
ksi 36 42 46 48 50 52 56 60 65 70
ksi 60 60 60 62 64 66 68 75 77 80
% 20 20 20 20 20 20 20 20 18
F36 F42 F46
248(a) 290 317 331 345 359 386 414 448 483
414 414 414 427 441 455 469 517 531 552
F48 F50 F52 F56 F60 F65 F70 注.4.2节的规定除外。
18
(a)
表2栓接材料规范 ASTM栓接材料
高强度(a) 规范及等级 注释 A193-B7 A193-B16 A320-L7
中等强度(()规范及等级
低强度G
注释
规范及等级 A193-B8 CL1 A193-B8CCL1 A193-B8M CL1 A193-B8A A193-B8CA
注释 (g) (g) (g) (g) (g) (g) (g) (g) (h) (g) (g) (g) (g)
A193-B5 A193-B6
(d) A193-B6X (d) A193-B7M
A320-L7A A320-L7B A320-L7C A320-L43 A354-BC A354-BD A540-B21 A540-B22 A540-B23 A540-B24
(d) A193-B8 CL2 (f) A193-B8TCL1 (d) A193-B8CCL2
A193-B8
CL2B
(f)
(d) A193-B8M CL2 (f) (f) A193-B8MA
A193-B8M CL2B (f) A193-B8TCL2
(f) A193-B8TA (f) A307-B (f) A320-B8
A320-B8 A320-B8CCL2
CL2
CL1
A320-B8FCL2
A320-B8M CL2 (f) (f) A320-B8M A320-B8CCL1
CL1
A320-B8TCL2 A449 A453-651 A453-660
(f) A320-B8TCL1 (i) (e) (e)
通注:栓接材料的使用温度范围不能超过控制规范所规定的极限。 注释:
(a)这些栓接材料可与所有表列材料和垫片一起使用。
(b) 这些栓接材料可与所有表列材料和垫片一起使用,但条件是必须能够验证,在额定压力和温度下能够 (c) 这些栓接材料可与所有表列材料一起使用,但仅限用于150磅和300磅的连接。见3.3推荐的垫片惯例。
保持密封连接。
(d) 若在低温环境中使用此铁素体材料,需配A194规范的4级或7级螺母。
(e) 此种特殊合金在高温下与奥氏体不锈钢一起使用。
() 此种经渗碳固溶处理和变形硬化的奥氏体不锈钢,使用A194规范的相应材料螺母。
(g) 此种经渗碳固溶处理但没进行变形硬化的奥氏体不锈材料,使用A194规范的相应材料螺母。
(h) 此碳钢紧固件的使用温度不能高于205℃(400°F)或低于-29℃(-20F)下,参见注释(c)。不可
使用带孔螺栓或小头螺栓要求。
(0) 经火和回火的螺栓需配A194规范的2级和2H级螺母。对双头螺柱和螺栓应具有相同的机械性能
3 表3温度-压力额定值一 允许的最大工作压力
(米制单位和美制单位)
单位为巴(表压)
温度℃ 150磅级 300磅级 400磅级 600磅级 900磅级
51.0 49.2 65.8 98.5 147.7
102.0 153.1
-29~121 19.6 150
68.3 63.9 62.8 59.8 59.3 单位为磅/平方英寸 (表压)
18.9 18.3 17.7 17.1 16.9
143.0 140.7 134.1 132.7
175 200 225 232
47.7 46.8 44.6 44.1
95.4 93.7 89.4 88.6
温度200F 150磅级 300磅级 400磅级 600磅级 900磅级
285 275 265 255 245
740 715 690 665 640
990 955 925 890 860
1480 1430 1380
2220 2145 2070
-20-250 300
350 400 450
1330 2000 1285
1925
4热处理 4.1标号大于或等于F42的各种磅级法兰以及标号为F36的400及400磅级以上法兰应进行正火或淬火加回火处理。 4.2众所周知,在淬火操作中法兰较厚环面的冷却速率要比法兰颈部薄壁处的冷却速率要低。 因此,淬火操作会使法兰盘届服强度的增加值小于法兰颈部屈服强度的增加值。5.3节中设计部分对此原因做了说明。公称管径大于或等于NPS38压力大于或等于300磅级的焊颈法兰,其法兰盘的最小屈服强度应为290MPa(42ksi)。 5法兰设计 5.1钻孔模板
法兰钻孔模板按以下确定。 5.1.1150磅级法兰的钻孔模板与ASMEB16.5,和ASMEB16.1中的125磅级是相同的。 5.1.2尺寸小于或等于NPS24的300磅级法兰的钻孔模板与ASMEB16.5,和ASMEB16.1 中的250磅级法兰是相同的。尺寸小于或等于NPS24的400磅级、600磅级和900磅级法兰的钻孔模板与ASMEB16.5的相同。 5.1.3公称管径在NPS26~NPS60的150磅级、300磅级、400磅级、600磅级和900磅级法兰的钻孔模板与ASME标准B16.47中A系列的法兰相同。 5.2法兰盘的设计
公称管径小于或等于NPS24的法兰,其外径和法兰厚度应符合ASMEB16.5的规定。公称管径在NPS26~NPS60的法兰,其外径和法兰厚度应符合ASMEB16.47中对A系列法兰的规定。较大规格的法兰(NPS26NPS60)应按ASME锅炉和压力容器中第VII章第1部分的附录2进行设计,并且法兰盘基于正火后的强度应确保其具有足够的承压力能力。这种能力应该由栓接法兰连接规范证明,按照ASME锅炉和压力容器规范中第VII章第1部分的附录 2和本标准中给定的附录A允许的设计压力进行。 5.3法兰的颈部设计
应知道,ASMEB16.5和B16.47的焊颈法兰额定值是基于在焊接端法兰颈部,具有至少等于管道的计算壁厚,该管道具有规定的最小屈服强度为276MPa(40000psi)和最大孔径。 应当与更薄的管壁相连时,带有按ASMEB16.5和16.47颈部设计的高强度管道也许是不够的,除非能满足下列要求: 5.3.1公称管径小于或等于NPS60的法兰,若其各部分的机械性能(最小屈服强度)等于或 大于与其相连的管线时,法兰颈部的尺寸可与ASMEB16.5或者16.47A系列中规定的尺寸相同。 5.3.2另外,对于任何法兰的法兰颈部或其代表试样的最小屈服强度低于与其相连的管线时,焊端颈部的最小厚度应这样确定:其厚度与其在焊接端屈服强度的乘积应至少等于与其相连管线的规定标准壁厚与规定最小屈服强度的乘积。满足此种条件的公称管径小于或等于NPS24 的法兰也可以具有单斜度法兰颈,法兰颈根部外径可按照ASME锅炉和压力容器第VII章第1 部分附录2计算出的结果进行修改。 5.3.3若制造商采用这种选择,则法兰标记应为法兰材料标号和其设计所用管线的材料标号的组合,见6.1。 5.3.4若要求焊端法兰颈部厚度必须大于与其相连的管子时,连接方式可以是图1所示三种方案之一 5.4焊接端
对于小于或等于22mm(0.88in.)的壁厚(指与其相连接的管子),焊接端应与图2一致。 对于较大的壁厚,应参考图3。 5.5言板法兰 5.5.1盲板法兰的外径和厚度应按表6、7、8、9、10、C3、C4、C5、C6和表C7的规定。 表1中的厚度是以F36材料的机械性能为基础设定的。钻孔模板应按5.1节的规定。高强度材料的薄壁法兰可根据附录B的规定提供。 5.5.2如果言板法兰的中部为凸面,并且凸面直径至少比标准管径小127mm(5in.)时,则该盲目板法兰的中心部位不必加工。当盲板法兰的中心部分为凹面时,其直径应不大于表4和C1 规定的垫片内径(ID)减去51mm(2in.)(内径-51mm/2in.=最大凹面外径)。 5.6公称管径小于或等于NPS10的法兰,其尺寸要求应与ASMEB16.5相一致。 5.7平面法兰
本标准允许使用各种磅级的平面法兰,可以是全厚度可去掉凸面后的平面法兰,但要求在下列条件下不会降低其温度-压力额定值。 5.7.1去除凸面制成的150磅级和300磅级法兰,其厚度应不小于表6、表7、表C3和表C4 规定的适用尺寸C。 5.7.2去除凸面制成的大于或等于400磅的法兰,其厚度应不小于表8、表9、表10、表C5、 表C6和表C7规定的适用尺寸C。 5.7.3在垫片密封的整个宽度上的法兰面加工应符合7.2节的规定。 5.8孔口平面
所有的法兰应具有螺栓支承面,该表面与法兰面的平行度应在1°之内。为达到规定平行度而进行的任何背面加工或孔口加工不应使法兰的厚度C低于表6、7、8、9、10、C3、C4、 C5、C6和表C7中规定的值。任何孔口加工和背面加工应符合MSSSP-9的规定。 6标记 6.1法兰应根据MSS标准惯例SP-25中规定的规则进行标记。此外,在级别符号前应加字母"PL”。焊颈法兰上的级别符号标记的是焊端法兰颈的材料级别。若法兰是按5.3.1的规定制造的,标记中还应包括与法兰相连的管线材料级别。例如,法兰颈部材料为F42法兰规定配接材料为X60的管子,除了要按MSSSP-25的规定进行标记外,还应标上PLF42/X60。 6.2按B16.5尺寸制造的,并符合本标准惯例所有其他要求的公称管径小于或等于NPS10
的法兰,应按6.1的规定进行标记。 7加工面 7.1法兰面的加工精度
管法兰接触面的精度应用Ra样块(参见ANSIB46.1)根据目视比较法进行判定,而不是用触针描绘仪和电子放大仪检测。下面章节中给出了精度要求。其他的加工精度可按用户和制
5 作商之间的协议。 7.2凸面
可以提供同心锯齿或螺旋齿形的表面,其精度为3.2um(125uin.)~6.3um(250μin.)之间。所使用的切削工具的半径应大于或等于1.5mm(0.06in.),并且每毫米1.7~2.2个齿(每英寸要有44~55个齿)。 7.3环连接
垫片槽的侧表面粗糙度应不超过1.6um(63uin.)。 7.4 法兰加工面缺陷
法兰加工面上的加工缺陷应不超过表11所示的尺寸。相邻缺陷间的间隔应至少为允许径向延伸的4倍。不允许有超过此间隔的隆起。 8规范限制 8.1在ASME锅炉和压力容器规范或ANSI压力管线规范下使用的产品应符合所适用规范的任何限制。包括对材料的最大温度限制或低温下使用材料的限制规定。 8.2法兰试验
不要求对法兰进行静水压试验。但可对法兰连接进行压力不超过1.5倍于38℃(100F)额定值的系统静水压试验。 9法兰栓接尺寸 9.1可以使用符合美国国家标准重型系列(ANSIB18.2.1)的合金钢双头螺柱、全螺纹螺柱或带六角头的螺栓,与其相配套的螺母应为符合美国国家标准的重型系列(ANSIB18.2.2)。 9.2小于%in.的碳钢螺栓应带有方头或重型六角头(ANSIB18.2.1),并应配以重型六角螺母(ANSIB18.2.2)。尺寸大于或等于%in.的螺栓应带有方头或六角头(ANSIB18.2.1),并应配以六角形螺母或重型六角螺母(ANSIB18.2.2)。 9.3碳钢螺栓和双头螺柱的螺纹应为粗牙系列2A级(ANSIB1.1),配套螺母应为粗牙系列的 2B级。 9.4所有的合金钢栓接均应按ANSIB1.1的规定加工螺纹。公称直径小于或等于1in.的栓接应为粗牙系列;公称直径大于或等于1 当150磅级钢制法兰与125磅级铸铁法兰栓接或将300磅级钢制法兰与250磅级铸铁法兰栓接时,推荐使用低强度的栓接材料。如果使用中等强度或高强度的栓接材料,推荐使用平面密封的配套法兰,并且要使用延伸到法兰外径的全平面垫片。 10公差 10.1加工面
2mm(0.06in.)凸面,其外径公差:公称管径为NPS12~NPS24(包括NPS12和NPS24):±1.0mm(±0.03in.)。 公称管径大于和等于NPS26:±2.0mm(±0.08in.)。 7.0mm(0.25in.)凸面,其外径公差:公称管径为NPS12~NPS24(包括NPS12和NPS24):±0.5mm(±0.02in.)。 公称管径大于和等于NPS26:±1.0mm(±0.04in.)。
10.2法兰厚度
公称管径小于或等于NPS18:+3.0mm,0.0mm(0.12in.)。 公称管径大于或等于NPS20:+5.0mm,0.0mm(g.19in.)。
10.3法兰颈部尺寸(包括焊接端) 10.3.1焊颈法兰焊端的公称外径(表6、7、8、9、10、C3、C4、C5、C6和表C7中的尺寸H)。
6
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