ASME B16.5 является наиболее широко используемым стандартом фланцев в мире, регулирующим фланцы труб и фланцевые фитинги размером от NPS ½ до NPS 24 в нефтяных, газовых, нефтехимических и технологических трубопроводных системах. Он определяет все, что необходимо команде закупщиков или инженеру по трубопроводам для правильного определения фланца: семь классов давления (от 150 до 2500), номинальные значения давления и температуры по группам материалов, типы поверхностей, размеры отверстий, требования к болтовым соединениям и маркировку. Неправильный выбор любого из этих параметров может привести к дорогостоящему несоответствию фланцевого соединения или, что еще хуже, к утечке при эксплуатации.
ZC Steel Pipe производит и экспортирует фланцы ASME B16.5 из углеродистой, легированной и нержавеющей стали, охватывающие все семь классов давления и все стандартные типы фланцев — приварные, надвижные, глухие, приварные в раструб, резьбовые и внахлестку. Мы поставляем фланцы для нефте- и газопроводов, нефтехимических заводов и технологических трубопроводов в Африке, на Ближнем Востоке и в Южной Америке.
СОДЕРЖАНИЕ
Что такое ASME B16.5?
Семь классов давления
Номинальные значения давления и температуры по группам материалов
Типы фланцев, подпадающие под действие B16.5
Типы фланцев — RF, FF, RTJ и другие.
Размеры и размеры отверстий
Материалы для фланцев ASME B16.5
Требования к болтам и прокладкам
ASME B16.5 против ASME B16.47 — какой стандарт применяется?
Часто задаваемые вопросы
1. Что такое ASME B16.5?
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТАНДАРТА — ASME B16.5 ASME B16.5 (Трубные фланцы и фланцевые фитинги: стандарт от NPS ½ до NPS 24, метрические/дюймы) опубликован Американским обществом инженеров-механиков. Он устанавливает номинальные значения давления и температуры, материалы, размеры, допуски, маркировку и испытания фланцев размером от NPS ½ до NPS 24. Стандарт применяется к фланцам, изготовленным из литых или кованых материалов. На него ссылаются ASME B31.3 (Технологические трубопроводы), ASME B31.4 (Трубопровод для жидкости), ASME B31.8 (Передача газа) и практически все основные нормы по трубопроводам во всем мире.
ASME B16.5 определяет номинальное давление по двум переменным: классу давления и группе материала. Фактическое допустимое рабочее давление фланца при данной температуре определяется путем поиска пересечения этих двух переменных в стандартных таблицах номинальных значений давления и температуры. Это означает, что два фланца с маркировкой «Класс 300», но изготовленные из разных материалов, могут иметь существенно разные номинальные значения давления — одного номера класса недостаточно для определения фактического номинального давления.
Стандарт распространяется на размеры от NPS ½ до NPS 24. Для фланцев размером более NPS 24 см. ASME B16.47 (серии A или B), который расширяет сферу действия до NPS 60.
2. Семь классов давления
ASME B16.5 определяет семь классов давления. Номер класса возник из приблизительного номинального давления (в фунтах на квадратный дюйм) фланца из углеродистой стали класса X при температуре 850 °F (454 °C) — теперь это во многом историческое соглашение. На практике значение имеет таблица давления и температуры для конкретной группы материалов, а не только номер класса.
| Класс |
ок. MAWP при 38°C — углеродистая сталь A105 (бар / фунт на кв. дюйм), |
типичное применение |
| 150 |
19,6 бар / 285 фунтов на квадратный дюйм |
Инженерные сети низкого давления, вода, пар ≤ 200°C |
| 300 |
51,1 бар / 740 фунтов на квадратный дюйм |
Газораспределение, технологические трубопроводы среднего давления |
| 400 |
68,1 бар / 990 фунтов на квадратный дюйм |
Менее распространен; промежуточный класс между 300 и 600 |
| 600 |
102,1 бар / 1480 фунтов на квадратный дюйм |
Транспортировка газа и нефти высокого давления, нефтеперерабатывающие заводы |
| 900 |
153,4 бар / 2220 фунтов на квадратный дюйм |
Пар высокого давления, впрыск газа, применение HPHT |
| 1500 |
255,6 бар / 3705 фунтов на квадратный дюйм |
Очень высокое давление — устья скважин, манифольды для закачки газа. |
| 2500 |
425,5 бар / 6170 фунтов на квадратный дюйм |
Экстремальное давление — подводные, глубокие скважины HPHT |
Примечание о закупках — класс 400 указывается редко. Класс 400 был введен для устранения разрыва между классом 300 и классом 600, но редко указывается в современных проектах. Многие заводы имеют ограниченные запасы продукции класса 400 или вообще не имеют ее — обычно для этого требуется минимальный объем заказа и более длительное время выполнения заказа. Если ваше проектное давление находится между классом 300 и классом 600, большинство инженеров просто переходят к классу 600. Указывайте класс 400 только в том случае, если этого явно требует код вашего проекта или спецификация клиента, и будьте готовы к более длительным срокам поставки.
3. Номинальные значения давления и температуры по группам материалов
ASME B16.5 объединяет материалы в группы — в настоящее время 31 группа для литых и кованых материалов. Каждая группа имеет свою собственную таблицу номинальных значений давления и температуры. Наиболее часто используемые группы материалов в трубопроводах для нефти и газа:
| Группа материалов |
Типичное |
описание материала по ASTM |
Класс 150 MAWP при 38°C |
Класс 300 MAWP при 38°C |
| 1.1 |
А105, А181 Гр.70 |
Углеродистая сталь — стандарт |
19,6 бар (285 фунтов на квадратный дюйм) |
51,1 бар (740 фунтов на квадратный дюйм) |
| 1.2 |
A216 WCB, A515 Гр.70 |
Углеродистая сталь — литая |
19,6 бар (285 фунтов на квадратный дюйм) |
51,1 бар (740 фунтов на квадратный дюйм) |
| 1.13 |
А350 ЛФ2 |
Углеродистая сталь — низкая температура |
19,6 бар (285 фунтов на квадратный дюйм) |
51,1 бар (740 фунтов на квадратный дюйм) |
| 2.1 |
А182 Ф11, Ф22 |
Легированная сталь 1¼Cr–½Mo / 2¼Cr–1Mo |
19,6 бар (285 фунтов на квадратный дюйм) |
51,1 бар (740 фунтов на квадратный дюйм) |
| 2.3 |
А182 Ф5, Ф9 |
Легированная сталь 5Cr–½Mo/9Cr–1Mo |
19,6 бар (285 фунтов на квадратный дюйм) |
51,1 бар (740 фунтов на квадратный дюйм) |
| 3.1 |
А182 Ф304, Ф316 |
Аустенитная нержавеющая сталь (серия 300) |
15,1 бар (220 фунтов на квадратный дюйм) |
39,8 бар (578 фунтов на квадратный дюйм) |
| 3.2 |
А182 Ф304Л, Ф316Л |
Низкоуглеродистая аустенитная нержавеющая сталь |
13,8 бар (200 фунтов на квадратный дюйм) |
36,2 бар (525 фунтов на квадратный дюйм) |
Критический инженерный момент — фланцы из нержавеющей стали имеют более низкие номинальные характеристики, чем углеродистая сталь. Распространенная ошибка спецификации: фланцы из аустенитной нержавеющей стали (группы 3.1, 3.2) имеют более низкие номинальные характеристики давления и температуры, чем фланцы из углеродистой стали того же класса. Фланец класса 150 A182 F316L рассчитан всего на 13,8 бар при 38°C — против 19,6 бар для того же класса из углеродистой стали A105. Это связано с тем, что аустенитная нержавеющая сталь имеет более низкий предел текучести при повышенных температурах, чем углеродистая сталь. При смешивании материалов в системе трубопроводов всегда проверяйте рейтинг PT по таблице групп материалов, а не только по номеру класса.
4. Типы фланцев, подпадающие под действие B16.5.
Приварная шейка (WN)
Ступица:
длинное коническое отверстие
Сварной шов:
стыковая сварка с трубой.
Прочность:
самая высокая — сварной шов с полным проплавлением.
Лучше всего подходит для:
высокого давления, циклического и критического обслуживания.
Слипоны (SO)
Ступица:
Короткая — труба проходит сквозь
Сварной шов:
два угловых шва — внутри и снаружи.
Сила:
прибл. 2/3 сварной шейки
Лучше всего подходит для:
более низкого давления, общего обслуживания, простоты выравнивания.
Слепой (BL)
Ступица:
Цельная пластина — без отверстия.
Сварной шов:
Болтовой — без сварки.
Использование:
заделка или изоляция концов трубопровода.
Подходит для:
всех классов давления, тестовой гашения.
Муфтовая сварка (SW)
Ступица:
Утопленное гнездовое отверстие
Сварной шов:
одинарный угловой шов — только снаружи.
Ограничение по размеру:
стандартный размер NPS ½ – NPS 3
Лучше всего подходит для:
КИП высокого давления малого диаметра.
Резьбовой (TH)
Ступица:
внутренняя резьба NPT
Сварка:
сварка не требуется.
Использование:
сеть низкого давления, временные соединения.
Подходит для:
Там, где сварка невозможна.
Нахлесточный сустав (LJ)
Ступица:
с плоским отверстием — используется с заглушкой
Сварной шов:
заглушка приварена к трубе; фланец ослаблен
Использование:
Частая разборка; плакированная/футерованная труба
Лучше всего подходит для
случаев, когда вращение фланца способствует выравниванию болтов.
Инженерный взгляд: приварная шейка не всегда обязательна. Фланцы приварной шейки являются самым прочным типом и часто используются по умолчанию в нефтегазовых проектах. Однако скользящие фланцы полностью приемлемы согласно ASME B16.5 для эксплуатации в классах 150 и 300 в условиях нециклических, неударных нагрузок и могут снизить стоимость и время установки для систем большого диаметра и низкого давления. Ограничение на надеваемые фланцы обычно исходит из спецификаций компании или стандартов проекта, а не из самого B16.5. Прежде чем автоматически обновлять все фланцы до приварной шейки, просмотрите применимую спецификацию трубопровода.
5. Типы фланцев — RF, FF, RTJ и другие.
| Тип лицевой стороны |
Аббревиатура |
Описание |
Типичное |
применение прокладки |
| Поднятое лицо |
РФ |
Повышенная круговая площадь контакта — 1,6 мм для класса 150/300; 6,4 мм для класса 400–2500 |
Спиральная намотка, листовая прокладка |
Самый распространенный — используется в большинстве трубопроводов для нефти и газа. |
| Плоское Лицо |
ФФ |
Полнолицевая посадка — прокладка контактов по всей поверхности фланца |
Полнолицевая мягкая прокладка |
Соединение с чугунными или неметаллическими фланцами — предотвращает напряжение изгиба. |
| Кольцевое соединение типа |
РТЖ |
Обработанная канавка подходит для металлической кольцевой прокладки (овальной или восьмиугольной). |
Металлическое кольцо (R, RX, BX) |
Высокое давление, высокая температура, критическая работа; устьевые и XT соединения |
| Мужчина/Женщина |
М/Ж |
Один фланец имеет выступ, другой имеет соответствующую выемку. |
Листовая или спиральная намотка |
Насосы, компрессоры — самоцентрирующаяся прокладка |
| Язык и паз |
Т&Г |
Узкий выступ на одном фланце и соответствующий паз на другом |
Узкая кольцевая прокладка |
Теплообменники, сосуды — замкнутая прокладка |
Критический инженерный момент — никогда не сопрягайте фланцы RF и FF. Фланцы с выступающей и плоской поверхностью никогда не должны напрямую соединяться болтами. Фланец с выступающей поверхностью, прикрепленный болтами к фланцу с плоской поверхностью, концентрирует нагрузку на прокладку только на выступающей части, в результате чего фланец с плоской поверхностью (часто из чугуна или материала с более низкой прочностью) изгибается и трескается под нагрузкой болта. Если ваш проект требует соединения фланцев RF и FF, выступающую поверхность необходимо обработать плоско или использовать полнолицевую прокладку и контролируемый момент затяжки болтов. Это распространенная полевая ошибка с реальными последствиями отказа.
6. Размеры и размеры отверстий
ASME B16.5 устанавливает наружный диаметр, диаметр окружности болтов, количество и диаметр отверстий под болты, а также минимальную толщину фланца для каждого NPS и комбинации классов. Размеры отверстий определяются используемой сортаментом трубы — в B16.5 приведены таблицы отверстий для стандартного, XS (сверхпрочного) и XXS, а также ряда промежуточных сортов.
| NPS |
Класс 150 НД (мм) |
Класс 300 НД (мм) |
Класс 600 НД (мм) |
Кол-во болтов (кл. 150) |
Кол-во болтов (кл. 300/600) |
| ½' |
89 |
95 |
95 |
4 |
4 |
| 1 ' |
108 |
124 |
124 |
4 |
4 |
| 2' |
152 |
165 |
190 |
4 |
8 |
| 4 дюйма |
229 |
254 |
273 |
8 |
8 |
| 6 дюймов |
279 |
318 |
356 |
8 |
12 |
| 8 дюймов |
343 |
381 |
419 |
8 |
12 |
| 10 дюймов |
406 |
444 |
508 |
12 |
16 |
| 12 дюймов |
483 |
521 |
559 |
12 |
16 |
| 16 дюймов |
597 |
648 |
711 |
16 |
20 |
| 20 дюймов |
711 |
775 |
864 |
20 |
24 |
| 24 дюйма |
813 |
914 |
1016 |
20 |
24 |
Примечание. Приведенные выше размеры относятся к фланцам с приварной горловиной RF. Накидные, слепые и другие типы имеют одинаковый внешний вид и диаметр болта, но различаются толщиной и отверстием. Всегда обращайтесь к соответствующей таблице B16.5 для конкретного требуемого типа и класса фланца.
7. Материалы для фланцев ASME B16.5.
7.1 Углеродистая сталь
Преобладающий материал для фланцев B16.5 в нефтегазовой отрасли. ASTM A105 (кованый) и A216 WCB (литой) являются стандартными марками для эксплуатации при температуре от окружающей до умеренной температуры. Для эксплуатации при низких температурах ниже -29°C указан стандарт ASTM A350 LF2 (испытан на удар). Для кислого обслуживания (H₂S) применяются дополнительные требования HIC и SSCC.
7.2 Легированная сталь
Для работы при повышенных температурах или высоком давлении фланцы из легированной стали расширяют возможности измерения давления и температуры по сравнению с углеродистой сталью. Распространенные марки включают A182 F11 (1¼Cr–½Mo), A182 F22 (2¼Cr–1Mo) и A182 F5/F9 (5Cr и 9Cr–1Mo) для нефтепереработки и эксплуатации в высокотемпературных процессах.
7.3 Нержавеющая сталь
Фланцы из аустенитной нержавеющей стали класса A182 F304, F316, F304L и F316L используются в коррозионно-активных средах, криогенных системах, а также в пищевых и фармацевтических трубопроводах. Обратите внимание, что фланцы из нержавеющей стали имеют более низкое номинальное давление, чем фланцы из углеродистой стали того же класса — см. Раздел 3 выше. Дуплексные и супердуплексные марки нержавеющей стали используются в высокоагрессивных морских и кислых средах.
| Материал |
Класс ASTM |
B16.5 Группа |
Диапазон температур |
Типичное применение |
| Углеродистая сталь |
А105 |
1.1 |
от −29°С до 425°С |
Стандартные нефтегазовые, технологические трубопроводы |
| Низкотемпературный CS |
А350 ЛФ2 |
1.13 |
от −46°С до 343°С |
СПГ, криогенный, холодный климат |
| 1¼Cr–½Mo |
А182 Ф11 |
2.1 |
от −29°С до 593°С |
НПЗ, процесс при повышенной температуре |
| 2¼Cr–1Mo |
А182 Ф22 |
2.1 |
от −29°С до 593°С |
Высокотемпературный гидрокрекинг, риформеры |
| 316 СС |
А182 Ф316 |
3.1 |
от −196°С до 538°С |
Коррозионные услуги на море |
| 316Л СС |
А182 F316L |
3.2 |
от −196°С до 454°С |
Кислая среда, хлоридные среды |
8. Требования к болтам и прокладкам
ASME B16.5 определяет размер, длину и количество болтов для каждого NPS и класса. Стандартными материалами болтов являются шпильки ASTM A193 B7 с тяжелыми шестигранными гайками A194 2H — стандартный вариант для большинства фланцевых соединений из углеродистой и легированной стали. Для эксплуатации при низких температурах используются болты A320 L7/A194 4. Для фланцев из нержавеющей стали обычно используются болты A193 B8M / A194 8M (нержавеющая сталь 316).
Примечание о закупке — тип прокладки должен соответствовать типу поверхности и условиям эксплуатации. Указание класса и материала фланца — это только половина работы — выбор прокладки не менее важен и должен быть указан в заказе на поставку. Спирально-навитые прокладки (SWG) с внутренним кольцом из углеродистой стали или нержавеющей стали являются стандартными для фланцев RF в нефтегазовой отрасли. Листовые прокладки (прессованное безасбестовое волокно, CNAF) используются для систем низкого давления и полнолицевых фланцев. Прокладки металлических колец RTJ указываются по номеру кольца (например, R-24 для номинального размера трубы 4, класс 300) и материалу. Прокладка, указанная неправильно для рабочей температуры или класса давления, является распространенной основной причиной утечек во фланцах.
9. ASME B16.5 против ASME B16.47 — какой стандарт применяется?
| Стандартная |
покрытия NPS /эквивалентное |
серия |
типичное применение |
| АСМЭ Б16.5 |
НПС ½ – НПС 24 |
— |
Большинство технологических и трубопроводных фланцев |
| ASME B16.47 Серия А |
НПС 26 – НПС 60 |
Эквивалент МСС СП-44. |
Фланцы трубопроводов большого диаметра (тип API) |
| ASME B16.47 серия B |
НПС 26 – НПС 60 |
Эквивалент API 605 |
Фланцы технологических трубопроводов большого диаметра |
Фланцы серии A (эквивалент MSS SP-44) тяжелее и дороже, чем серия B для того же NPS и класса, но они соответствуют диаметру болтов фланцев B16,5 на границе NPS 24, то есть фланец серии A NPS 26 будет прикручиваться непосредственно к фланцу B16,5 NPS 24 того же класса. Фланцы серии B не имеют такой совместимости. Это важно для проектов, в которых трубы большого диаметра переходят в коллекторные секции меньшего диаметра.
10. Часто задаваемые вопросы
Что такое ASME B16.5?
ASME B16.5 — это американский стандарт для фланцев труб и фланцевых фитингов размером от NPS ½ до NPS 24. Он определяет семь классов давления (от 150 до 2500), номинальные значения давления и температуры в зависимости от группы материалов, типов поверхностей фланцев, размеров отверстий, требований к болтовым соединениям и маркировки. Это наиболее широко используемый стандарт фланцев для нефтяных, газовых, нефтехимических и технологических трубопроводов во всем мире, и он упоминается во всех основных нормах проектирования трубопроводов, включая ASME B31.3 и B31.8.
Каковы классы давления ASME B16.5?
ASME B16.5 определяет семь классов давления: 150, 300, 400, 600, 900, 1500 и 2500. Номер класса не указывает напрямую номинальное давление — фактическое допустимое рабочее давление зависит как от класса, так и от группы материала. Для стандартной углеродистой стали A105 при 38°C номинальное давление варьируется примерно от 19,6 бар (класс 150) до 425,5 бар (класс 2500). Номинальные значения уменьшаются по мере увеличения рабочей температуры.
В чем разница между поверхностями фланцев RF, FF и RTJ?
RF (выступающая поверхность) — наиболее распространенный тип с небольшой круглой выступающей поверхностью контакта, которая концентрирует нагрузку болта на прокладку. FF (плоская поверхность) не имеет выступа и используется при соединении с чугунными или неметаллическими фланцами. RTJ (Соединение кольцевого типа) имеет обработанную канавку, в которую можно установить металлическую кольцевую прокладку, используемую для работы под высоким давлением и в критических ситуациях. Фланцы RF и FF ни в коем случае нельзя соединять болтами без изменений, так как это приведет к повреждению плоского фланца меньшей прочности.
В чем разница между ASME B16.5 и ASME B16.47?
ASME B16.5 охватывает фланцы от NPS ½ до NPS 24. ASME B16.47 охватывает фланцы большого диаметра от NPS 26 до NPS 60 в двух сериях: серия A (эквивалент MSS SP-44, более тяжелая, для использования в трубопроводах) и серия B (эквивалентная API 605, более легкая, для использования в технологических трубопроводах). Размеры и расположение болтов между B16.5 и B16.47 не являются взаимозаменяемыми, за исключением перехода NPS 24/26 для фланцев серии A, которые разработаны с учетом совместимости болтов с B16.5 на этой границе.
Что такое ASTM A105 и когда он используется?
ASTM A105 — наиболее распространенный материал кованой углеродистой стали для фланцев ASME B16.5. Он обеспечивает минимальную прочность на разрыв 485 МПа и минимальный предел текучести 250 МПа и пригоден для эксплуатации при температуре от -29°C до примерно 425°C. A105 попадает в группу материалов 1.1 в B16.5. Это материал фланцев по умолчанию для большинства нефтегазовых и технологических трубопроводов при умеренных температурах. Для более низких температур используется A350 LF2 (испытанный на удар). Для эксплуатации при повышенных температурах рекомендуются марки легированной стали, такие как A182, F11 или F22.
Какие типы фланцев подпадают под действие ASME B16.5?
ASME B16.5 охватывает приварную шейку (WN), надвижную (SO), приварную в раструбе (SW), резьбовую (TH), глухую (BL), нахлесточную (LJ) и переходные фланцы. Сварная шейка является самой прочной и наиболее широко используемой для напорных трубопроводов. Глухие фланцы используются для заделки или заглушки конца трубопровода. Приварные и резьбовые соединения используются для соединений малого диаметра. Фланцы нахлесточного соединения используются с заглушками в тех случаях, когда требуется частая разборка или когда вращение фланца способствует выравниванию отверстий под болты.
Источник ASME B16.5 Фланцы из стальной трубы ZC
ZC Steel Pipe производит и экспортирует фланцы ASME B16.5 всех семи классов давления (от 150 до 2500) и всех стандартных типов — приварные, надвижные, глухие, приварные в раструб, резьбовые и внахлестку. Материалы включают ASTM A105, A350 LF2, A182 F11/F22/F316L и дуплексную/супердуплексную нержавеющую сталь. Доступна полная документация MTC, проверка третьей стороной и нестандартные размеры отверстий.
Мы поставляем фланцы для нефте- и газопроводов, нефтеперерабатывающих заводов, нефтехимических заводов и технологических трубопроводов в Африке, на Ближнем Востоке и в Южной Америке.
Мэнди. w@zcsteelpipe.com
WhatsApp: +86-139-1579-1813
→ Запросить цену
