NORSOK_L-005 (译文).pdf

1 NORSOKNORSOK标准标准L 005L 005 第第2 2版 版 20062006年年5 5月月 紧凑紧凑型型法兰连接法兰连接 挪威石油标准化组织规范 以下简称 NORSOK 标准 由挪威石油工业领域相关方经广泛参与制定 所有权归代表挪威石油工业 的 OLF 挪威石油工业协会 和挪威工业联合会 请注意所有的努力都是为了确保本 NORSOK 标准的准确性 无论是 OLF 还 是挪威工业联合会或其任何成员 都不承担任何因应用本标准而产生的相关责任 本 NORSOK 标准由挪威标准化管理和发行 挪威标准化机构电话 47 67 83 86 00 挪威传真 47 67 83 86 01 Lysaker市1326号电子邮箱 petroleum standard no Strandveien 18号242信箱网址 www standard no petroleum 版权所有 NORSOK standard NORSOK 标准 L 005第2版 2006年5月 1 前言前言2 2 简介简介2 2 1 1范围范围4 4 2 2参考标准和资料参考标准和资料4 4 2 1参考标准4 2 2参考资料4 3 3术语 定义和缩略语术语 定义和缩略语5 5 3 1定义5 3 2缩略语6 4 4基本设计要求基本设计要求6 6 4 1概述6 4 2材料7 4 3强度7 4 4抗腐蚀性8 4 5温度8 4 6泄漏8 4 7供应商特定CFC的信息要求8 4 8型号和标记8 5 5产品标准产品标准9 9 5 1概述9 5 2第5条中所采用的参考标准9 5 3法兰设计和特征的总体说明10 5 4标准组件11 5 5型号13 5 6一般要求13 5 7尺寸14 5 8法兰重量14 5 9法兰表面15 5 10表面加工15 5 11容差16 5 12标记16 5 13IX型密封圈16 5 14搬运 安装及组装18 附录附录A A 规范性 规范性 法兰尺寸和重量法兰尺寸和重量 法兰尺寸和重量法兰尺寸和重量 2727 附录附录B B 规范性 密封件尺寸和重量 规范性 密封件尺寸和重量5959 附录附录C C 规范性 螺栓尺寸和重量 规范性 螺栓尺寸和重量6464 附录附录D D 规范性 压力温度等级 规范性 压力温度等级7070 附录附录E E 资料性 材料 资料性 材料7272 附录附录F F 资料性 公制螺栓 资料性 公制螺栓7474 附录附录G G 资料性 规定事项说明 资料性 规定事项说明7676 附录附录H H 规范性 整体法兰角的选择 规范性 整体法兰角的选择7777 参考文献参考文献8686 NORSOK standard NORSOK 标准 L 005第2版 2006年5月 2 前言前言 本NORSOK标准由挪威石油工业制定 以确保挪威石油工业的发展和运行足够安全 增值 附加价值 和资金的有效使用 此外 本标准尽可能在更广的范围内代替石油公司的技术规范 并作为官方规章 之用 NORSOK标准通常基于已获认可的国际标准 并附加上能够尽量满足挪威石油工业要求的必要条款 与国 际标准相关的地方在于 本NORSOK标准的使用 将使国际标准在拟定过程中参考挪威工业的具体情况 由于国际标准的制定和发布 相关的NORSOK标准将会被撤回 本NORSOK标准根据绝大部分标准制定过程中普遍适用的一般原则和NORSOK A 001标准中已确立的程序制 定 本NORSOK标准的制定和发布获得了OLF 挪威石油工业协会 挪威工业联合会 挪威船东协会以及挪 威石油安全署的支持 NORSOK标准由挪威标准化机构负责管理和发行 需要注意的是 本NORSOK标准中的某些条目可能涉及专利权 关于专利权的疑问请咨询挪威标准化机 构 本NORSOK标准基于VERAX 1 Vector International AS及Off N Galperti SpA通常采用的原则而制定 第5条中所述的CFC基于Vector International AS生产SPO 1 紧凑型法兰 根据第5条中的相关规定 附录A 附录B 附录C和附录D所述的是产品规范 而附录E 附录F和附录G所述 的是产品信息 在总结制第一版NORSOK标准制定的相关经验后 我们认为需要进行以下修改 且修改后的内容已纳入第 2版中 需要完善4 2中对机械性能的描述 需要在法兰中加入镍合金 详见5 6 1 5 14 7中所述的校准指导方针需要更具体化 包括密封圈的剪切力 改善A 3中所述的盲法兰 以增强其密封面的刚性 改善A 4中所述的整体法兰的设计 以使其适用于更多型号的阀门以及设备管口的设计 第5条中新增了用于监测流量的孔口间隔器 详见A 7 第5条中减少了用于仪器连接的螺纹法兰数量 详见A 8 新增了参考文献信息 简介简介 本NORSOK标准的制定可为CFC提供行业标准参考 CFC其的重量更轻 整体尺寸更小 可替代ASME 美国 机械工程师协会 标准 欧洲标准以及国际标准中所述的传统法兰 此外 由于其自身的设计特性和制 作流程 CFC具有更强的密封性 CFC也可以替代其它各种卡箍毂型机械式连接器 1 VERAX SPO CFS 和GC 紧凑型法兰分别为VERAX Vector International AS 和VERAX Vector International AS 和 Off N Galperti SpA生产的法兰的名字 给出此信息只是为了方便读者阅读本NORSOK标准 NORSOK标准并非只认定这些产品名称 如果其 它同类产品也具有相同效果 那么也可以使用其它产品 NORSOK standard NORSOK 标准 L 005第2版 2006年5月 3 使用带密封元件 传统上所说的 垫圈 的装载物 将视作违反本NORSOK标准的基本要求 值得指出的是 遵循本NORSOK标准可能包括使用第5条中所述相关产品的专利 但是 该项专利权 专 利号177160 的持有者已同意在第5条规定的使用范围内随意使用法兰配置 NORSOK standard NORSOK 标准 L 005第2版 2006年5月 4 1 1范围范围 本NORSOK标准给出了设计和制造用于连接设备 阀门 管子和其它管道组件的CFC的一般要求 第5条中给 出了特定的完整CFC 产品标准 2 2参考标准和资料参考标准和资料 下列本文中所使用的标准 包括一些规定和指导方针 构成了本NORSOK标准的规定和指导方针 除非 另有规定 否则应采用参考文件的最新版本 如果其它经认可的标准与参考标准相一致 也可以采 用 2 12 1参考标准参考标准 ASME B1 1 标准英制螺纹 UN和UNR牙型 ASME B16 5 管法兰和法兰管件 ASME B16 20 管法兰用环垫式 螺旋缠绕式和夹层式金属垫片 ASME B16 25 对焊端部 ASME B16 34 法兰式带螺纹的焊接端部阀门 ASME B18 2 2 方螺母和六角螺母 英制系列 ASME B1 20 1 通用管螺纹 英制 ASME B31 3 工艺管道 ASME B36 10M 焊接式无缝钢管 ASME B36 19M 不锈钢管 ASME VIII Div 2 锅炉及压力容器规范 可选用准则 ASTM A193 高温设备用合金钢和不锈钢螺栓材料标准规格 EN 1092 1 2001 法兰及其连接件 PN标注的管道 阀门 配件和附录用圆形法兰 第1部分 钢 制法兰 EN 1779 1999 无损检验和泄漏试验的方法和技术选择标准 EN 13480 所有内容 工业用金属管道 ISO 2768 1 通用容差 第1部分 未标注容差的线性尺寸和角度尺寸 ISO 4200 焊接和无缝平端钢管尺寸和单位长度重量一览表 ISO 4287 产品几何量技术规范 GPS 表面结构 剖面法 术语 定义和表面结构 参数 ISO 4288 产品几何量技术规范 GPS 表面结构 剖面法 评定表面结构的规则和方 法 ISO 5167 1 用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量 第1部分 一般原理 和要求 ISO 5167 2 安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量 第2部分 孔板 ISO 14313 石油和天然气工业 管道运输系统 管道阀 2 22 2参考资料参考资料 API Spec 5L 管线钢管规范 ASTM A105 管道设施用碳钢铸件的标准规范 ASTM A182 高温用锻制或轧制合金钢和不锈钢管法兰 锻制管件 阀门及零件的标准规范 ASTM A216 高温用可熔焊碳钢铸件标准规范 ASTM A240 一般用途用及压力容器用铬不锈钢和铬 镍不锈钢厚钢板 薄钢板和带材的标 准规格 ASTM A320 低温用合金钢栓接材料标准规范 ASTM A350 管道部件用需要进行切口韧性试验的碳素钢与低合金钢锻件的标准规范 NORSOK standard NORSOK 标准 L 005第2版 2006年5月 5 ASTM A351 承压件用奥氏体 奥氏体 铁素体 双相 钢铸件标准规范 ASTM A352 低温受压件用铁素体和马氏体钢铸件标准规范 ASTM 494 镍及镍合金铸件规格标准规范 ASTM A516 中低温压力容器用碳钢板及碳钢板的标准规范 ASTM A638 高温用沉淀硬化铁基超级合金条材 锻件和锻坯标准规范 ASTM A694 高压传输设备的管法兰 配件 阀门及零件用碳素钢及合金钢锻件标准规范 ASTM A705 时效硬化不锈钢锻件标准规范 ASTM A790 铁素体 奥氏体不锈钢无缝管和焊接管标准规范 ASTM A928 用添加填料金属电熔焊接的铁素体 奥氏体 双相 不锈钢管的标准规范 ASTM A995 承压件用奥氏体 铁素体 双相 不锈钢铸件的标准规范 ASTM B443 镍 铬 钼 钶合金 UNS N06625 及镍 铬 钼 硅合金 UNS N06219 板材 薄板和带 材的标准规范 ASTM B564 镍合金锻件标准规范 EN 1591 1 法兰及其接头 衬垫环形法兰连接的设计规则 第1部分 计算方法 EN 10025 所有部分 结构钢热轧产品 NORSOK M 630 管道材料数据表 3 3术语 定义和缩略语术语 定义和缩略语 本NORSOK标准中会用到下列术语 定义和缩略语 3 13 1定义定义 3 1 3 1 1 1 能能 其动词形式用来说明材料 物质或其任一方面的可能性或能力 3 1 23 1 2 级 别级 别 CLCL ASME压力级别 参见ASME B16 5 和ASME B16 34 3 1 3 1 3 3 紧凑型法兰连接紧凑型法兰连接 CFCCFC 无衬垫的螺栓式静态管连接 包括两个法兰 其中螺栓载荷通过金属接触转移至法兰面之间 3 1 3 1 4 4 垫圈垫圈 用于防止液体泄漏 如EN1591 1中图3所示 可在法兰间传输所有的载荷 3 1 3 1 5 5 可以可以 其动词形式用来说明在本NORSOK标准范围内可以采取的行动 3 1 3 1 6 6 买主买主 为用户和 或操作员或自己使用而购买管道连接件的个人或组织 NORSOK standard NORSOK 标准 L 005第2版 2006年5月 6 3 1 73 1 7 密封件密封件 防止液体泄漏及防止法兰间传输大量载荷的组件 3 1 83 1 8 必须必须 其动词形式用以说明在与本NORSOK标准保持一致过程中应严格遵守的要求 且不得有任何背离 除非获得 相关各方的一致同意 3 1 93 1 9 应该应该 其动词形式用以说明在多个可能性中 在不提及或排除其它可能性的前提下建议一方采纳最适合的一 个 或者采取了某个无需特定执行的行动 3 1 103 1 10 供应商供应商 提供管道连接并确保其符合本NORSOK标准的个人或组织 3 23 2缩略语缩略语 API美国石油协会 ASME美国机械工程师学会 ASTM美国材料试验协会 BL盲法兰 CFC紧凑型连接 CL级别 DN标准管直径 毫米 EN欧洲标准 ID内直径 IF整体法兰 其它设备或组件的一部分 ISO国际标准化组织 IX第5条中所采用的特殊金属密封圈 LB管道盲件 包括PS和PB NCF5NORSOK标准第5条中所述的紧凑型法兰 NPS管子的标准尺寸 英寸 OD外直径 OS孔口间隔器 PB盲板 PN标准压力 巴 PS垫板 PTFE聚四氟乙烯 Teflon RI刚性接口 RT减少螺纹法兰 WN带颈对焊法兰 4 4基本设计要求基本设计要求 4 14 1概述概述 本条具体说明了符合本NORSOK 标准的CFCs应满足的最低要求 当买主与供应商之间就本NORSOK标准中最低要求的附加要求达成一致时 供应商特定的CFCs可以参考本 NORSOK标准 其目的旨在使产品的其它设计方案符合第5条的相关规定 对于一个特定的完整CFC 其标准尺寸应在15DN至1200DN之间 对应的压力级别应在150CL至2500CL之间 DN最大为600时 其对应的CL应为2500 NORSOK standard NORSOK标准 L 005第2版 2006年5月 7 CFCs应符合供应商与买方就管道或压力容器准则已达成一致的要求 CFCs 应 为面 面式设计 且能将螺栓载荷传送至法兰面之间 经设计后 其静态模式能维持在螺栓接头处 且其静态模式压力应符合买主的规定 当在室温中且满 足所需的最小螺栓预紧力 按从0至静态模式压力进行测量时 静态模式应始终保持不变 直至接头处螺 栓的最大标准载荷和最小标准载荷之间的差值不超过保证过的最小屈服载荷的5 静态模式压力应至少等 于或大于静水试验中的压力 4 24 2材料材料 本NORSOK标准中所述的法兰应由表1中所列的原材料制造 无论是纵向还是横向上 锻制的棒材应符合所有T 3试验中的要求 T 外直径 可在锻制时进行热均压操作 无论是整体还是松套的浇铸法兰 均应进行无损检测 以使其符合浇铸条件 从而方便通过计算 测定其性能 材料标准中所需的用于认证测试的试验样品应取自于垂直于主要晶粒流动方向的法兰圈 或与内孔相 关的轴向 带颈对焊法兰 和正切 法兰圈 向的均可 在获得买主同意之前 不得进行补焊操作 焊接应严格按照书面程序执行 4 34 3强度强度 一般而言 CFCs具备一定等级的结构安全性 与连接的管道或管道组件的安全级别相当 在具体情况 中 所设计的CFCs不应出现下列可能的失效情况 总体塑性变形 过度弯曲 密封性不强 疲劳损伤 此外 也应注意最大和最小的装配螺栓预紧力 并留意操作中因最小装配螺栓载荷 压力 外部载荷和 热效应的综合作用而使螺栓失去预紧力的情况 应通过有效计算 验证产品具备足够的能力避免可能的失效情况 通过进行相关的压力和外部载荷试 验 确保静态模式符合4 1中的相关规定 当内部压力逐渐增加时 应能通过测量螺栓的力度或伸长量来 验证上述要求符合规定的强度压力 计算方法或实验性试验方法应提供足够的安全边际量 且应符合 可能时 供应商与买主就管道或压力 容器准则已达成的一致要求 计算或试验应能证明调整后的载荷水平符合规定的极限载荷 为达到上述 目的 应进行两轮最大拉力或弯曲载荷试验 计算应包括一些设计条件 如压力 外部载荷 装配载荷 热效应和气密性 设计条件包括装配 螺 栓紧固 条件 静水试验条件以及操作条件 应同时计算腐蚀和未腐蚀状态中法兰的尺寸 且使用更 严密的控制条件 所有的暴露表面均应考虑腐蚀情况 螺栓预载荷产生的压力应作为试验和操作过程中的第二压力 螺栓标准设计压力的测定原则应与法兰和外壳标准压力所用的原则相一致 如屈服应力上相同的安全 系数 螺栓材料的选择应适当考虑其蠕变和松弛特性 NORSOK standard NORSOK标准 L 005第2版 2006年5月 8 4 44 4抗腐蚀性抗腐蚀性 所设计的CFC或所选择的材料应使得主要的密封部位不会被腐蚀 买主应规定暴露的内表面或外表面的腐 蚀裕量 4 54 5温度温度 买主应规定所用产品的实际使用温度 4 64 6泄漏泄漏 供应商可以根据EN 1779的相关要求规定正确装配的连接件的最大允许泄漏量 并明确规定 在室温和 最大工作压条件中特定气体氦在单位通过量 帕 立方米 秒 内的泄漏率 供应商应确保泄漏未超过 规定的设计条件 默认的试验方法应为EN 1779中规定的方法 买主也可以规定采用其它试验方法 4 74 7供应商特定供应商特定CFCCFC的信息要求的信息要求 供应商特定的产品标准应符合下列要求 供应商的CFC设计和特征中的总体说明 可适用的参考准则规定的必要设计和证明文件 以毫秒计算的尺寸 外形尺寸 对焊的配置 管壁的厚度 以千克计算的完整CFC的重量 温度范围 室温下的最大允许压力 压力 温度 P T 相关性 以巴计算的最大静水试验压力 负载能力 以千牛 米计算的弯曲力矩 以千牛计算的轴向载荷 以巴计算的室温中静态模式压力 保证的最大泄漏率 搬动程序 焊接和装配程序 维护程序 4 84 8型号和标记型号和标记 4 8 14 8 1型号型号 根据EN 1092 1中的相关规定 下列产品的法兰型号应符合本NORSOK标准中的相关要求 型号中的各要素 应用斜线隔开 字符的个数并未固定 NORSOK 标准认可 NCF4或 NCF5 认证的本NORSOK标准中的条款 表1中的法兰类型缩略语 NORSOK standard NORSOK 标准 L 005第2版 2006年5月 9 符合第5条或供应商特定产品的法兰类型 标准尺寸的法兰 规定的压力级别 PN CL或额定压力 管道尺寸 对于标准管子 其以厘米计算的管壁厚度应精确到小数点后一个位数 对于非标准管子 管子孔径和管壁厚度 材料型号 参见5 5中的常见实例 4 8 24 8 2标记标记 如下所示 供应商应使用自己的商标标志对所有的法兰 整体法兰除外 做标记 随后附加上法兰的型 号以及材料 浇铸 批号 所有要素之间均应用斜线隔开 字符的数量并未固定 未进行多个等级标注 的法兰应标记上其最大的压力级别 供应商的名称和商标 4 8 1中所述的型号 熔化识别的浇铸编号 或可追溯到浇铸编号的合适质量控制编号 参见5 12中的常见实例 5 5产品标准产品标准 5 15 1概述概述 本条主要涉及符合第4条中相关要求的CFCs产品标准 本产品标准符合ASME VIII Div 2中附件4和附件6 的相关规定 并已经生产用于工业管道中 详见ASME B31 3和EN 13480 所有内容 其它要求可能与 其它应用相关 如石油和天然气工业中的海底管线和立管 本条详细说明了圆形钢法兰连接件的具体制造要求 指定级别为 用于标准尺寸为15 NPS 至DN1200 NPS48 的CL 150 PN 20 至CL 1500 PN 260 法兰 以及用于标准尺寸为DN 15 NPS 至DN 600 NPS 24 的CL 2500 PN 420 法兰 NPS符合ASME B36 10M和ASME B36 19M中的相关规定 本条涵盖了带颈对焊法兰 WN 盲法兰 BL 间隔器 PS 盲板 PB 阀门 设备整体法兰 IF 孔口间 隔器 OS 异径螺纹 RT 刚性接口以及RI 本条中的温度范围为 101 C 至 250 C 本条包括 法兰的尺寸和材料要求 钢制密封圈的尺寸和材料要求 螺栓的尺寸和材料要求 所有法兰标注组件的重量 结构容量方程式 安装和组装要求及维护 制造法兰和密封组件的必要信息 容差 表面加工以及标记 5 25 2第第5 5条中所采用的参考标准条中所采用的参考标准 ASME B1 1 标准英制螺纹 UN和UNR牙型 ASME B1 20 1 通用管螺纹 英制 ASME B16 5 管法兰和法兰管件 ASME B16 20 管法兰用环垫式 螺旋缠绕式和夹层式金属垫片 ASME B16 25 对焊端部 NORSOK standard NORSOK 标准 L 005第2版 2006年5月 10 ASME B16 34 法兰式带螺纹的焊接端部阀门 ASME B18 2 2 方螺母和六角螺母 英制系列 ASME B31 3 工艺管道 ASME B36 10M 焊接式无缝钢管 ASME B36 19M 不锈钢管 ASME VIII Div 2 锅炉及压力容器规范 可选用准则 ASTM A193 高温设备用合金钢和不锈钢螺栓材料标准规格 EN 13480 所有内容 工业用金属管道 ISO 2768 1 通用容差 第1部分 未标注容差的线性尺寸和角度尺寸 ISO 4287 产品几何量技术规范 GPS 表面结构 剖面法 术语 定义和表面结构参数 ISO 4288 产品几何量技术规范 GPS 表面结构 剖面法 评定表面结构的规则和方法 ISO 4200 焊接和无缝平端钢管尺寸和单位长度重量一览表 ISO 5167 1 用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量 第1部分 一般原理 和要求 ISO 5167 2 安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量 第2部分 孔板 ISO 14313 石油和天然气工业 管道运输系统 管道阀 5 35 3法兰设计和特征的总体说明法兰设计和特征的总体说明 图1所示即为NCF5及其密封系统 法兰面有一个略微凸起的斜角 上面有一个至高点 被称为踵部 旁边是孔和面积稍小的外缘部分 其 外直径相当于法兰的外直径 法兰螺栓将两个连接器紧固在一起 通过拧紧 拉紧法兰螺栓可以制成 NCF5 对于IX型密封圈 轴向的力主要施加于金属密封圈的锥形部位 并转化成径向的密封力 而且 随着预 紧力的增加 斜角靠近并与外缘形成面 面接触 此时 大部分的螺栓预紧力在踵部法兰面之间形成压缩 力 详见图1 图中的箭头显示了力形成后正常操作时的作用力 压力和接触力 法兰面的原理设计涉及两个独立的密封 第一个密封通过施加法兰踵部的密封座应力而形成 但是 未 损坏的法兰踵部可能在任何极限负载条件下均不会密封 但是踵部接触将因压力值保持不变 在且在室 温中时 压力值是法兰额定值的1 8倍 上述要求只适用于当WN厚度满足实际材料最小管道厚度的规范 要求 此处压力也反应出静态模式的压力 法兰会继续在其法兰面处的外圆周上在允许的载荷范围内维 持接触状态 主要的密封件为IX型密封圈 密封圈的力由拉紧的密封圈内储存的弹力提供 任何踵部的 泄漏将使得内部压力作用于内部的密封圈 从而加强密封作用 本设计旨在防止物件暴露于氧气环境和其它腐蚀剂中 因此 本设计有助于防止法兰面被腐蚀 螺栓和密 封圈因应力变长 在背压形成处 法兰的背压与法兰面平行 以防止螺栓在组装时弯曲 NORSOK standard NORSOK 标准 L 005第2版 2006年5月 11 图图1 1 NCF5NCF5的工作原理的工作原理 5 45 4标准组件标准组件 本子条中所述的这种法兰已在表1和图2中给出 其中说明了法兰的类型及其相关型号 表表1 1 法兰类型及可制造法兰的获批准原材料形态法兰类型及可制造法兰的获批准原材料形态 法兰类型缩法兰类型缩 略语略语 说明说明原材料产品形态原材料产品形态 WN带颈的对焊法兰锻件或锻造的棒材 BL盲法兰板材 锻件或锻造的棒材 IF为其它设备或组件一部分的整体 法兰 锻件 锻造的棒材或铸件 RI为其它设备或组件一部分的刚性 接口 板材 锻件或铸件 PB盲板板材 锻件或锻造的棒材 PS盲板板材 锻件或锻造的棒材 OS孔口板材 锻件或锻造的棒材 RT异径螺纹锻件或锻造的棒材 NORSOK standard NORSOK 标准 L 005第2版 2006年5月 12 带颈对焊法兰整体法兰 刚性接口盲法兰 盲板垫环 孔口间隔器 异径螺纹 图图2 2 NCF5NCF5中的标准组件中的标准组件 NORSOK standard NORSOK 标准 L 005第2版 2006年5月 13 5 55 5型号型号 法兰的型号应符合4 8 1中的相关规定 型号的种类如下所示 型号1 带IX型凹槽的CL 600 WN型法兰 其标准尺寸为DN250 管表号为40S 即壁 厚为9 3毫米 材质为l A182F51 双相 NCF5 WN IX DN250 CL600 9 3 A182F51 型号2 带IX型凹槽的CL 2500 BL 型法兰 其标准尺寸为 DN200 材质为A516 等级为70 低温碳索钢 NCF5 BL IX DN200 CL2500 A516gr70 型号3 带IX型凹槽的CL900 RT型法兰 其标准尺寸为25 未规定螺纹式出口 默认为DN15 NPT 详见A 8 材质 为A182F316 不锈钢 NCF5 RT IX DN25 CL900 DN15NPT A182F316 5 65 6一般要求一般要求 此处所述要求为4 2中所列要求的附加要求 5 6 15 6 1法兰材质法兰材质 NCF5包括由镍钢合金制成的法兰 法兰材质应具有杨氏模量 且在室温条件下 其范围在190 000兆帕至 210 000兆帕之间 本NORSOK标准规定法兰的最小屈服强度为205兆帕 室温条件下 对于强度较小的材 料 法兰的尺寸 螺栓的预紧力以及法兰面的角度应根据实际的设计条件而定 此时 应采用第4条中给 出的原则 当不锈钢与碳索钢和不锈钢法兰接触时 无需在法兰面和密封槽焊接不锈钢 附录E为ASME B31 3中所列的制造法兰面的材料标准的参考资料 5 6 25 6 2螺栓螺栓 ASTM A193 gr B7中规定所设计的螺栓应具有最小强度 英制标准螺栓两端或整个螺栓均有螺纹 应使用重型六角螺母 ASME B18 2 2 螺纹应为粗牙系列的CL 2A ASME B1 1 且螺母也为粗牙系列的CL 2B 在镀锌或进行其它表面处理后 规定容差应符合要求 标准尺寸为1或更小的螺栓应为粗牙螺纹系列 UNC 标准尺寸为1 或更大的螺栓应8号螺纹系列 8 UN 如果买主有规定 也可以使用公制螺栓 这样做可能对组装和螺栓的预加载荷程序产生影响 附录F说明了 应选择何种公制螺栓来代替所列的英制螺栓 5 6 35 6 3螺栓尺寸和重量螺栓尺寸和重量 附录C中给出了螺栓和螺母的尺寸和重量 在安装时需要使用垫圈 袖管来控制螺栓 附录C也说明了垫 圈 袖管的尺寸 NORSOK standard NORSOK 标准 L 005第2版 2006年5月 14 5 6 45 6 4密封密封 The NCF5 使用的是钢制密封圈 IX 5 13中给出了此种钢制密封圈的尺寸 设计特点及其所使用的典型材质 NORSOK standard NORSOK 标准 L 005第2版 2006年5月 15 5 6 55 6 5压力压力 温度等级温度等级 一般而言 NCF5所包含的法兰应选自表2中给出的法兰种类 表表2 2 ASMEASME B16 5B16 5规定的压力级别和规定的压力级别和ASMEASME等级的最高值等级的最高值 压力压力级别级别 压力的缩略语压力的缩略语标准压力标准压力ASMEASME 压力压力等级等级 最高值最高值 psigbarg 级别150 级别300 级别600 级别900 级别1500 级别2500 CL 150 CL 300 CL 600 CL 900 CL 1500 CL 2500 PN20 PN50 PN110 PN150 PN260 PN420 29020 0 75051 7 1500103 4 2250155 2 3750258 6 6250431 0 第5条中所给出的法兰级别能经受住相应ASME B16 5级别中NCF5规定的温度范围 根据附录D 其相应的利 用率为0 5 附录D也给出了测定法兰连接件外部载荷的方法 对于整体铸件法兰 一些设计准则也会使用 浇铸因数 的概念 在使用能力方程式之前 此种情况 中的屈服强度应乘以相关的浇铸因数 5 75 7 尺寸尺寸 5 7 15 7 1 标准尺寸范围标准尺寸范围 适合各等级类别的DNs概要如表3所示 5 7 25 7 2 带颈对焊法兰 带颈对焊法兰 WNWN 尺寸 尺寸 带颈对焊法兰的最小外部直径等于管道的标准外部直径 最大钻孔等于规定的标准钻孔 确保带颈对焊 法兰的最小厚度等于或大于连接管道的壁厚 5 7 35 7 3 法兰尺寸法兰尺寸 法兰的尺寸应与附录A中给出的信息一致 概述见表3 5 7 45 7 4 焊接端处理焊接端处理 带颈对焊法兰的焊接接头制备详情如ASME B16 25所示 其他焊接端的处理由供应商和购买人共同商 定 5 7 55 7 5 螺栓孔螺栓孔 所有螺栓孔的螺栓圆直径应相等 整体法兰上的螺栓孔应保持水平或垂直 见图8 5 85 8 法兰重量法兰重量 法兰的重量根据附录A中给出标准尺寸进行计算 并且密度等于7 85kg dm3 注 SI单位系统规定 N 牛顿 作为力的单位 重量也是一种力 但是在挪威石油工业技术标准中 kg 用作重量单位 NORSOK standard NORSOK 标准 L 005第2版 2006年5月 16 表表3 3 尺寸和等级类别概述 尺寸和等级类别概述 CLCL DNDNNPSNPSCLCL 150150CLCL 300300CLCL 600600CLCL 900900CLCL 15001500CLCL 25002500 15 等于 CL 300 等于 CL 2500 等于 CL 2500 等于 CL 2500 20 251 401 502 等于 CL 1500 等于 CL 1500 652 803 等于 CL 900 1004 1255 1506 2008 25010 30012 35014 40016 45018 50020 55022 60024 65026 70028 75030 80032 85034 90036 95038 100040 105042 110044 115046 120048 注 等于CL xxxx 是指尺寸等于所涉及的压力类别 法兰应采用较高的压力类别进行标注 见5 12 5 95 9 法兰表面法兰表面 本条款包括IX 型法兰表面的凹槽 附录A中给出了法兰表面尺寸以及所有其他法兰尺寸 5 105 10 表面加工表面加工 法兰表面应根据下表4中给出的要求进行加工 见ISO 4287 一批中至少有10 的样品应采用ISO 4288中规 定的方法进行检验 表表4 4 法兰的表面加工法兰的表面加工 位置位置R Ra a 最小 最小 m R Ra a 最大 最大 m IX型凹槽的OD表面 0 8 凸缘形跟表面 0 8 法兰总体表面和IX型凹槽 1 6 螺 栓 12 5 所有其他表面 6 3 NORSOK standard NORSOK 标准 L 005第2版 2006年5月 17 5 115 11 容差容差 法兰的尺寸容差如表A 12中的附录A所示 ISO 2768 1的中等容差应用作非指定的容差 5 125 12 标记标记 5 12 15 12 1 概述概述 法兰应根据4 8 2进行标记 以下是管道DN 250带颈对焊法兰CL 600 壁厚9 3毫米 的一个例子 材料为ASTM A182 F51 双工SS 并且热指数为F1245 XXX为供应商的名称 例如 XXX NCF5 WN IX DN250 CL600 9 3 A182F51 F1245 5 12 25 12 2 印记印记 如果使用钢制印记 标记应放在法兰的边缘 小心谨慎确保钢制印记不会划破法兰材料 即使用弯鼻形首 柱印记 5 135 13 IXIX型密封圈型密封圈 IX型密封圈按照各DN的单一尺寸进行设计 包含第5条中的所有压力类别 5 13 15 13 1 名称名称 IX型密封圈名称如下 名称要素应采用 斜线 予以分开 字符号不固定 标准识别 NCF5 类型 密封圈尺寸 IX型和适当的DN 材料名称 例如 DN250和材料A182F51 双工 IX型密封圈名称 NCF5 IX250 A182F51 5 13 25 13 2 典型的密封圈材料典型的密封圈材料 通常 密封圈材料的最小屈服压力和极限压力应分别为300兆帕和360兆帕 设计温度最大时 便于 弹簧适当弹回 可使用较低的强度 但不建议这样做 用户负责选择满足设计温度条件且耐用的密封圈材料 通常 应选 择与法兰材料兼容的密封圈材料 即双工密封圈配双工法兰 为了便于使用 表5给出了如何选择密封圈的指南 附录E给出了可以使用的密封圈材料规范的相关参考资料 5 13 35 13 3 尺寸尺寸 IX型金属密封圈的尺寸和容差如附录B所示 ISO 2768 1的中等容差应用作非指定的容差 图B 2给出了表 B 2和表B 3中采用的术语 5 13 5 13 4 4 重量重量 附录B给出了密封圈计算出的重量 以标准尺寸为基础 密度等于7 85 kg dm3 NORSOK standard NORSOK 标准 L 005第2版 2006年5月 18 表表5 5 密封圈的选择密封圈的选择 法兰材料法兰材料可耐温度可耐温度密封圈材料密封圈材料密封圈碳钢衬 密封圈碳钢衬 PTFEPTFE 颜色 颜色 碳钢 50 C to 250 C碳钢CS360LT 或低合金钢 例如AISI 4140 蓝色 不锈钢 50 C to 250 C22Cr 双工 黄色 不锈钢 50 C to 250 C17 4 PH橙色 不锈钢 101 C to 250 C镍合金如铝合金或类似材料黑色 注1为了进行测试 在环境温度下 所有法兰材料可使用碳钢环 注2列出的密封环材料没有不锈钢法兰的抗腐能力强 由于配套法兰足跟区之间存在压力接触并且法兰外部周围进行了密封防 止湿气和水分进行 因此调整抗腐能力的可能性不大 5 13 55 13 5 表面加工表面加工 所有密封环应进行表面加工 最大的表面粗糙度满足表6的要求 见ISO 4287 表表6 6 密封环的表面加工密封环的表面加工 位置位置R Ra a 最大 最大 m 密0 8 所有其他表面6 3 5 13 65 13 6 检验与试验检验与试验 IX型密封环不需要有关硬度的特殊要求 与ASME B16 20标准环 接头垫圈相反 密封环材料不需要进行夏比冲击试验 5 13 75 13 7 涂层涂层 密封环应采用10微米到30微米的碳钢衬涂层进行涂装 涂层的颜色应满足表5中的要求 5 13 85 13 8 标记标记 5 13 8 15 13 8 1 概述概述 所有密封环应标有供应商商标 后面带有密封环名称和材料批号 铸号 识别 例如 1 供应商姓名 2 名称 3 熔化物识别的铸号或相配的质量控制号 源于铸号 例如 F1245 例如 XXX供应商 XXX NCF5 IX250 A182F51 F1245 印记或其他适当标记应放在密封环的内直径上 5 13 8 25 13 8 2 印记印记 采用钢制印记时 应小心谨慎确保密封表面不会受到损坏 NORSOK standard NORSOK 标准 L 005第2版 2006年5月 19 5 145 14 搬运 安装及组装搬运 安装及组装 5 14 15 14 1 概述概述 该信息用作搬运 安装及组装NCF5的指南 此外 也含有满足预加载条件的程序 注 所有NCF5产品在供应时不得有任何损坏和刮痕 即5 14 7适用于处理现场出现的损坏 只能用于管道的建造和安装 5 14 25 14 2 保护保护 供应法兰时应对法兰表面进行适当保护 如采用胶合板或塑料盖进行保护 现场组装之前不得将法兰移 除 以便将意外损坏的可能性降到最低 焊接部位的检验 焊接和应力消除除外 在进行最后安装之 前 密封环应储存在其原始的包装中 小心搬运最为重要 5 14 35 14 3 法兰搬运法兰搬运 不得通过法兰孔将法兰吊起 因为这样可能会损坏密封表面和斜切端部 使用螺栓孔或其他适当的吊 点将法兰吊起 这样更可取 5 14 45 14 4 焊接焊接 采用抑制剂保护法兰密封表面 以免在预热和应力消除过程中产生氧化还原反应 确保密封表面没有刮痕和焊接飞溅 就常规的ASME ANSI法兰而言 定位容差均相似 如果焊接到管线轴 的法兰没有立刻进行组装 应在密封表面涂上润滑脂或另一种类型的防腐剂 5 14 55 14 5 涂漆涂漆 如果法兰经过喷砂加工且涂上油漆 必须用胶合板或保护盖盖住 并且采用粘性较强的胶粘带进行密 封 以免损坏密封表面 为了避免螺栓预加载荷损失 不得在接触区域涂漆 这包括法兰表面和螺母支 承面 图图3 3 应受到保护的法兰区域应受到保护的法兰区域 5 14 65 14 6 组装程序 人员和设备组装程序 人员和设备 对于法兰连接件 依靠轴向压力进行密封 确保不会影响组装活动 其能力直接取决于获得的螺栓预应 力 螺栓预加载荷程序和人员应满足5 14 11的要求 确保使用技能熟练的工人和正确的设备 最后的预压工具应进行适当的维护 并且其准确性应在所采用的扭矩或张力的 2 范围内 见表8 5 14 75 14 7 最后预加载荷前的处理最后预加载荷前的处理 清洗与检查 NORSOK standard NORSOK 标准 L 005第2版 2006年5月 20 使用抗磨损的软布清洗带有溶剂的所有组件 清除润滑脂 残留物和污垢 处理密封表面和接触区域时 应特别小心 检查所有组件的材料和尺寸是否正确 检验与维修 见图3和图4以及表7 检查所有密封表面 以免有机械损伤和锈蚀 密封表面需要进行良好的表面处理 因此 这些表面应无裂 缝 刮痕 损坏痕迹以及其他表面不平整 使用适当的光源用指尖在密封表面检测凹痕和凹沟 按照圆周 方向 采用细纱布处理踵部 密封环和密封环座上的所有小刮痕 至少要处理圆周的三分之一 确保返修 区的拼配均匀 不得对侧面进行处理 法兰损坏较大时可能需要对法兰表面重新进行加工 图图4 4 踵部维修踵部维修 表表7 7 损坏维修指南损坏维修指南 损坏与位置损坏与位置纠正纠正 踵部刮痕或凹痕 少于踵部宽度 的 按照要求的深度采用细砂纸进行研磨 使用240级的砂纸进行 处理 踵部刮痕或凹痕 不少于踵部宽度 的 按照要求的深度采用细砂纸进行研磨 使用240级的砂纸进行处 理 研磨后深度最大应为0 1毫米 使用适当的密封剂 垫圈消除 器 修理 较大的刮痕 密封环座位置的小刮痕采用细砂纸进行研磨 使用240级的砂纸进行处理 外部楔形物通过研磨 锉削清除表面所有毛刺 密封环密封表面更换密封圈 检验螺栓螺纹和螺母支承区 以证明没有毛边或其他损坏的迹象 表面应完好无损 如果有任何损坏迹 象 应丢弃并予以更换 IX型密封圈 支柱的安装于检查 用手将密封圈放在凹槽中时 应在凹槽中轻轻摇动 即 密封环不可能与凹槽的底部紧密接触 如果情况 并非如此 应更换密封环 NORSOK standard NORSOK 标准 L 005第2版 2006年5月 21 将法兰之间的IX型密封环安装在水平管道中时应使用图7所示的拉绳 当密封环进入各侧的法兰槽中后将 拉绳移除 使用润滑油和密封剂 如果法兰的密封表面没有受到损坏 紧凑法兰的组装不需要使用润滑油和密封剂 进行反复的组装作 业时 建议给密封表面涂上一层薄的润滑油 如果法兰的密封表面已经受到损坏 应适当涂上一层密 封剂 以确保紧密性 见图4和表7 润滑 使用扭矩进行最后预加载荷时 法兰上的内螺纹和螺母支承表面应根据合格的程序涂上润滑油 图图5 5 螺纹润滑螺纹润滑 对准 图图6 6 法兰对准组装法兰对准组装 一个法兰 平行 的凹槽中放有密封环 将另一个法兰与之对准 见图6 对准所需要的载荷不得超过以 下本节给出的最大载荷 IX型密封环的抗剪承载力如附录B 3所示 螺栓孔放置的位置应确保螺栓可以轻 易移动 装配 如果不适用工具 螺柱上的一到两个螺纹应从这一边的螺母中突出来 松散的安装螺柱和螺母 由于法 兰要通过扣紧螺栓才能拔出 连接全部完成之前采用IX型密封环对法兰进行最后的对准 使用十字形的扳手紧固螺栓 这样密封环被封闭 并且踵部会有表面与表面的接触 通常 螺栓最后拧紧 时只需要10 的扭矩就已经足够了 无限制管道工程见表8 但是 如果不对准需要更高的负荷将法兰踵部 连接在一起 应按照如下步骤进行 NORSOK standard NORSOK 标准 L 005第2版 2006年5月 22 第1步 在没有密封环的情况下 将法兰拉在一起 当法兰踵部接触到整个周围时测量作用力 验收限 制 螺栓的紧力不得超过表8中目标预加载荷的15 第2步 松开并插入密封环 将法兰拉在一起 在表8目标预加载荷值范围内 如果无法封住外轮缘法兰 之间的间隙 就会造成无法对准 如果不立刻进行最后的预紧 使用胶粘带可以将法兰表面更好的密封 以免外来微粒进入法兰表面之 间的间隙 图图7 7 密封圈安装密封圈安装 图图8 8 螺栓预紧顺序螺栓预紧顺序 5 14 85 14 8 最后预紧程序最后预紧程序 按照图8中给出的对角顺序拧紧螺栓 应按照适当的步骤使用螺栓预加载荷 尤其是只使用一种工具时 第一步使用的预加载荷不得超过总预加载荷的30 从间隙最大的法兰位置的螺栓开始 按照100 的张力或表8中给出的扭矩值拧紧螺栓 以便螺栓连接满足英国标准 公制螺丝参见附录F 法兰 比螺栓更稳固 承载的负荷也比螺栓大 继续转矩或拧紧螺栓直到螺母无法通过工具用预设的最大负重值 转动为止 检查沿连接件周围法兰外径的间隙是否被密封住 如果因对准只需要使用表8中给出的目标值就能将外轮缘的间隙密封住 建议增加最后的预加载荷 高于 表8中目标值的5 5 14 95 14 9 维护维护 如果组装正确 NCF5连接件不需要特殊的维护 如果有足够的支架 密封圈可重复使用 且无任何缺陷 见5 14 7 应清除密封表面的微小锈蚀 毛刺或刮痕 见5 14 7 检验与维修 NORSOK standard NORSOK 标准 L 005第2版 2006年5月 23 5 14 105 14 10 拆卸拆卸 拆卸紧密的法兰连接件之前 检查线条上的所有压力是否消弱 为了安全起见 应按照十字形的顺序慢慢 松动螺栓 第一次转动1 6 以便控制液体的流出 然后将螺栓全部移除 一旦法兰全部拆卸且经过检 验 建议重新对表面进行适当保护 并且也要对法兰表面和密封圈进行保护 拆卸法兰时 应特别小心 以免损坏外直径的密封 因此 不得使用标准的法兰扩张器 但是 如果根据 法兰直径适当焊接顶架 可使用这样的工具 可使用专门用于螺栓孔中的扩张器 表表8 8 最后螺栓拧紧和扭矩值最后螺栓拧紧和扭矩值 双头螺栓尺寸双头螺栓尺寸 剩余的目标预加剩余的目标预加 载荷载荷a a c c kN 应用张力与拉伸工具应用张力与拉伸工具b b c c kN 应用张力与拉伸工具及润滑油应用张力与拉伸工具及润滑油 0 12 d Nm UNC UNC UNC UNC 1 UNC 1 8UN 1 8UN 1 8UN 1 8UN 1 8UN 1 8UN 1 8UN 2 8UN 2 8UN 2 8UN 2 8UN 3 8UN 3 8UN 3 8UN 3 8UN 4 8UN 44 71 106 147 193 255 325 405 492 589 693 807 929 1199 1503 1667 2004 2373 2773 3204 3666 134 186 244 323 412 512 623 745 878 1022 1177 1519 1904 2111 2539 3006