目前，大多數壓力管道及其元件都進行了系列化，並有相應的應用標準作支持。因此壓力管道材料設計時首先要考慮的問題就是壓力管道及其元件標準系列的選用。

一個管系（路）中各元件所用系列標準的集合。這些標準應包括管子系列標準、管件系列標準、法蘭及其連接件系列標準、閥門標準等。他們通過一定的規則在一個管系中得到應用，它們之間相互銜接、相互配合，從而確定了管道及其元件的基本參數。    
世界各國應用標準大體上分為兩大類。

◆管子--即鋼管外徑系列

      分為國際通用系列(大外徑系列)  英制管；

      國內常用系列(小外徑系列)  公制管(或米制管)

 

◆法蘭：歐式法蘭和美式法蘭

      壓力等級:

      PN0.1  0.25  0.6  1.0 1.6  2.5  4.0 6.3  10.0  16.0 25.0  40.0 MPa 歐式法蘭（DIN）

      PN2.0 5.0 6.8 10.0 15.0 25.0 42.0MPa 美式法蘭(ANSI)

     CL150 300  400  600  900  1500  2500 Psi

     由此可以看出，無論是法蘭還是管子，上述兩個系列或兩個體系是不能混合使用的。

 

      ANSI美國國家標準化組織

      ASTM AmericanSociety of Testing Materials, 美國材料實驗協會

◆鋼管壁厚表示方法

      鋼管壁厚表示方法有管子表號、鋼管壁厚尺寸和管子重量三種方法

1）是以管子表號"Sch"表示壁厚。

      管子表號是管子設計壓力與設計溫度下材料許用應力的比值乘以1000,並經圓整後的數值。

      即: Sch＝P/[σ]^t×1000

      ANSI B36.10壁厚等級：Sch10、Sch20、Sch30、Sch40、Sch60、Sch80、Sch100、Sch120、Sch140、Sch160十個等級;

      ANSIB36.19壁厚等級：Sch5s、Sch10s、Sch40s、Sch80s四個等級;

2）以鋼管壁厚尺寸表示

    中國、ISO、日本部分鋼管標準採用

3）是以管子重量表示

     它將管子壁厚分為三種：

      a.標準重量管,以STD表示

      b.加厚管，以XS表示

      c.特厚管，以XXS表示。

      對於DN≤250mn的管子，Sch40相當於STD，DN<200mm的管子,Sch80相當於XS。

 

國際上常用的標準體系

      隨着我國對外改革開放和加入WTO，各行業與國際上聯繫越來越多，為了更好地與國際接軌，就要求從事壓力管道設計的人員對國際上通用的和先進的相關標準體系有所了解。下面介紹幾個主要的應用標準體系。

 

1 德國及前蘇聯應用標準體系

 

a.德國（DIN）

◆管子：大外徑系列

◆管法蘭：歐式法蘭

      壓力等級：PN0.1、0.25、0.6、1.0、1.6、2.5、4.0、6.4、10.0、16.0、25.0、32.0、40.0   13個等級

      公稱直徑：DN6～4000mm

      法蘭密封面：平面、凸台面、凹凸面、榫槽面、橡膠環連接面、透鏡面及膜片焊接面 7種

      法蘭型式：平焊板式、平焊松套式、翻邊松套式、對焊翻邊松套式、對焊環翻邊松套式、對焊式、螺紋連接式、整體式及法蘭蓋 9種

◆常用的標準

      DIN2410.T.1管子及鋼管標準概述

      DIN2448無縫鋼管 尺寸及單位長度質量

      DIN2458焊接鋼管 尺寸及單位長度質量

      DIN2500法蘭 一般說明

      DIN2501.T.1法蘭 連接尺寸

      DIN2519鋼法蘭 交貨技術條件

      DIN2980帶螺紋的鋼管配件

b. 前蘇聯（ΓOCT）

◆管子：小外徑系列 外徑尺寸同我國的JB系列

◆管法蘭：歐式法蘭

      壓力等級：PN 0.1、0.25、0.6、1.0、1.6、2.5、4.0、6.4、10.0、16.0、20.0  11個等級

      公稱直徑：DN6~3000mm

      法蘭密封面：全平面、凸台面、凹凸面、聚四氟乙烯用榫槽面、透鏡面及橢圓型環連接面 7種

      法蘭型式：平焊板式、平焊松套式、翻邊松套式、對焊式、螺紋連接式、整體式及法蘭7種

      德國管法蘭標準DIN和前蘇聯管法蘭標準ΓOCT在PN≤16.0的等級中可以配對使用,但已不能互換(因為接管尺寸系列不同)。隨着前蘇聯解體,其應用標準體系ΓOCT目前在國際工程上已很少用。

 

2 美國應用標準體系(ANSI)

 

      美國國家標準ANSI B16.5《鋼製管法蘭及法蘭管件》是一個比較完整、比較成熟同時也是國際上比較流行、比較通用的先進標準。該標準與其它相關的ANSI、API 、ASTM、MSS組成的壓力管道應用標準體系形成於大量的試驗研究基礎之上,並經歷了數十年的實踐檢驗,因此不失為一個科學、先進的標準,並廣泛為各個國家所接受。

◆管子：大外徑系列(ANSI B36.10和B36.19)

      公稱直徑範圍：(DN6~DN2000)mm

      壁厚表示方法：

      1）是以管子表號"Sch"表示壁厚；

      2）是以管子重量表示管壁厚度。

◆管法蘭：美式法蘭

      壓力等級：CL150 300  400  600  900  1500  2500 Psi 7個等級

      公稱直徑：DN15~600mm

      法蘭密封面：凸台面(RF)、凹凸面(MR)、榫槽面(TAG)、金屬環連接面   4種

     法蘭型式：平焊式、承插焊式、對焊式、螺紋連接式、松套式及法蘭蓋  6種

◆美國應用標準體系ANSI中常用的標準有：

      ANSI/ASME B36.10無縫及焊接鋼管

      ANSI/ASME B36.19不鏽鋼無縫及焊接鋼管

      ANSI/ASME B16.9工廠製造的鋼對焊管件

      ANSI/ASME B16.11承插焊和螺紋鍛造管件

      ANSI/ASME B16.28鋼製對焊小半徑彎頭和回彎頭

      ASME/ANSI B16.34法蘭連接、螺紋連接和焊接連接的閥門

      ASME/ANSI B16.5管法蘭和法蘭管件

      ASME/ANSI B16.36孔板法蘭

      ASME/ANSI B16.42球墨鑄鐵法蘭和法蘭管件

      ASME/ANSI B16.47大直徑鋼法蘭

      ASME/ANSI B16.20管法蘭用纏繞式、包覆式墊片和環槽式用金屬墊片

      ASME/ANSI B16.21管法蘭用非金屬平墊片

      ASME/ANSI B18.2.1   方頭和六角頭螺栓和螺紋

      ASME/ANSI B18.2.2方頭和六角頭螺母

      API std605大口徑法蘭、法蘭蓋

      API std526法蘭連接鋼製泄壓閥

      API std598閥門的檢驗與試驗

      API std599法蘭連接和焊接連接的金屬旋塞閥

      API std600法蘭和對焊連接的鋼製閘閥

      API std602小型鋼閘閥(緊湊型閘閥)

      API std603 150磅耐腐蝕用法蘭閥

      API std608法蘭連接和對焊連接的金屬球閥

      API std609支耳型和對夾型蝶閥

      API std6D管道閥門規範

      MSS SP-44帶頸平焊法蘭

 

3 日本應用標準體系(JIS)

 

 ◆管子：大外徑系列  (JIS G3454、JIS G3458、JIS G 3459)  與ANSI大多數相同

      無縫鋼管公稱直徑：(DN6~DN650)mm

      壁厚表示方法：管子表號"Sch"表示壁厚

      碳鋼及合金鋼JIS G3454、JIS G3458：

Sch10、Sch20、Sch30、Sch40、Sch60、Sch80、Sch100、Sch120、Sch140、Sch160  10個等級;

      不鏽鋼JIS G 3459：Sch5s、Sch10s、Sch20s、 Sch40s、Sch80s、 Sch120s 、Sch160s  7個等級;

      焊接鋼管公稱直徑：(DN350~DN2000)mm

      壁厚表示方法：直接用壁厚數值表示。

◆管法蘭：(JIS B2201、JIS B2220等)自成體系,既不屬於"美式法蘭",也不屬於"歐式法蘭"

      公稱直徑： (DN10~DN1000)mm

      公稱壓力等級：2K、5K、l0K、16K、20K、30K、40K、63K 共8個等級

      法蘭密封面：光滑面、大凸台面、小凸台面、凹凸面、榫槽面  5種

      法蘭型式：平焊式、承插焊式、對焊式、螺紋連接式、松套式及法蘭蓋6種

      JIS應用標準體系與ANSI和DIN等都不能配套使用。為了彌補這個缺陷,日本石油學會編制了一套JPI標準,它基本上等效採用了ANSI/API應用標準體系,故它能與ANSI互換。

◆日本應用標準體系JIS中常用的標準有:

      JIS G3452普通用途碳鋼管

      JISG3454承壓用碳鋼管

      JISG3455承壓用碳鋼管

      JISG3456高溫用碳鋼管

      JISG3457電弧焊碳鋼管    

      JIS G3458合金鋼管

      JIS G3459不鏽鋼鋼管

      JIS G3468電弧焊大直徑不鏽鋼鋼管

      JIS B2201鐵素體材料管法蘭壓力等級

      JIS B2202管法蘭尺寸

      JIS B2210鐵素體材料管法蘭基礎尺寸

      JISB2220鋼製管法蘭

      JIS B2302鋼製螺紋連接管件

      JIS B2311普通用途的鋼製對焊管件

      JIS B2312鋼製對焊管件

      JIS B2313鋼板制對焊管件

      JIS B2316承插焊管件

      JIS B2401O形環

      JIS B2404管閥蘭用纏繞式墊片

      JIS B3453壓縮石棉墊片

 

4 國際標準化組織(ISO)

 

 ◆管子：基本上屬大外徑系列(ISO4200)

      標準(ISO4200)系列1基本上採用了ANSI的尺寸,僅DN>1100mm時（已不太常用）則使用了"小外徑系列"的尺寸。

◆管法蘭：同時包括了"美式法蘭"和"歐式法蘭"兩個系列。（ISO7005-1）它代表了當前世界法蘭標準的應用趨勢。

      公稱壓力等級：

      第一系列：PN  1.0、1.6、2.0、5.0、11.0、15.0、26.0、42.0    8個等級；

      第二系列：PN0.25、0.6、2.5、4.0 共4個等級。

      第一系列為基本系列,第二系列為限制系列。

      兩個系列中：

      PN0.25、PN0.6、PN1.0、PN1.6、PN2.5、PN4.0  六個等級屬"歐式法蘭",

      PN2.0、PN5.0、PN11.0(600Psi)、PN15.0、PN26.0(1500Psi)、PN42.0屬"美式法蘭"；

      二者在結構尺寸和密封面尺寸上不能互換的。◆ISO應用標準體系中常用的標準有：

      ISO6708管件  公稱尺寸定義

      ISO7268管件  公稱壓力定義

      ISO4200焊接和無縫平端鋼管   尺寸和單位長度

      ISO1127不鏽鋼鋼管   尺寸公差和單位長度質量

      ISO3183石油和天然氣工業用鋼管

      ISO6759熱交換器用無縫鋼管

      ISO7005-1金屬管法蘭

      ISO7483符合ISO7005標準的管法蘭密封墊片

      ISO3419 非合金鋼和合金鋼管件

      ISO5251不鏽鋼對焊管件

      ISO7121法蘭型鋼製球閥

      ISO10497閥門試驗  防火試驗要求 

 

5 英國和法國應用標準體系

 

 a.英國應用標準體系(BS)

◆管子：大外徑系列

      BS1600 其直徑範圍和壁厚分級同ANSI B36.10/B36.11;

       BS3600基本上等同採用了ISO標準，其直徑範圍和壁厚分級同ISO4200。

◆法蘭標準：同時包括了"美式法蘭"和"歐式法蘭"兩個系列。

      BS1560基本上等同採用了ANSI標準,其結構型式和密封面型式同ANSI B16.5;

      BS4504基本上等同採用了DIN標準,其結構型式和密封面型式同DIN2500。

◆BS中常用的標準有:

      BS1600石油工業用鋼管尺寸

      BS3600承壓用焊接鋼管和無縫鋼管的尺寸及單位長度質量

      BS3605.1承壓用焊接和無縫不鏽鋼鋼管與

      BS1560管法蘭(美式法蘭)

      BS4504管法蘭(歐式法蘭)

      BS1740.1鍛鋼製管件

      BS1965對焊承壓管件

      BS1640石油工業用對焊管件

      BS3799石油工業用螺紋及承插焊管件

b.法國應用標準體系(NF)與英國應用標準體系類似。

 

     由此可見，世界上各國應用的標準體系有很多，不同的國家不同的行業有不同的應用標準和標準體系，它們之間有些相差很多，無法配套使用和互換因而給使用者帶來不少麻煩。

      因此，壓力管道設計的第一步就是選擇應用標準體系，並作為設計的統一規定，以免各相關專業因採用不能互換的其它標準體系而導致錯誤。

 

國內的壓力管道及其元件的應用標準很多,又均不完整。以管法蘭標準為例,常用的標準就有國家標準(GB)、機械行業標準(JB)、石化行業標準(SH)和化工行業標準(HG)等。這些標準各有各自的溫度-壓力表、密封面尺寸和接管尺寸,相互之間互換性差,有些甚至不能配套使用。為了能很好地應用這些標準，介紹一下目前國內常用的壓力管道應用標準體系。

 

1 石化行業應用標準體系

 

 ◆ 管子尺寸系列標準(SH3405)基本屬於“大外徑系列”

    SH3405等效採用了ISO4200標準，故當DN≤1100mm時,它能與ANSI B36.l/36.19標準配套使用。

SH3405直徑範圍和壁厚分級

序號	鋼管類別	公稱直徑範圍	壁厚分級
1	奧氏體不鏽鋼無縫鋼管	10～ 400	Sch5s、Sch10s、Sch20s、Sch40s、Sch80s
2	碳素鋼、合金鋼無縫鋼管	10~ 600	Sch20、Sch30、Sch40、Sch60、Sch80、Sch100、Sch120、Sch140、Sch160、XXS
3	奧氏體不鏽鋼焊接鋼管	80~ 1000	2.0~12mm
4	碳素鋼、合金鋼焊接鋼管	150~ 2000	4.0~18mm

◆法蘭標準(SH3406)屬於"美式法蘭"

公稱壓力：PN10 PN20(CL150) PN50(CL300) PN68(CL400) PN100(CL600)

PN150(CL900) PN250(CL1500) PN420(CL2500)   8個等級

公稱直徑：DN15~DN1500mm

法蘭密封面：當DN≤600時，凸台面、凹凸面、全平面、榫槽面、環槽面 5種， DN≥650時，凸台面  1種

法蘭型式：當DN≤600時，平焊、對焊、承插焊、螺紋連接、松套 5種， DN≥650時  對焊 1種  

     SH3406等效採用了ANSI B16.5和API605標準,。SH3406在結構尺寸和密封面型式上與ANSI B16.5/API605有着很好的互換性，它能與ANSI、API、MSS等標準的管道元件配套使用。

      因為SH3406採用了我國材料標準而不是美國材料標準(ASTM),二者的溫度-壓力表有少許偏差,故在考慮二者互換時,應注意並核對它們的溫度-壓力對應允許值。

◆石化行業應用標準體系中的常用標準

SH3401管法蘭用石棉橡膠板墊片

SH3402管法蘭用聚四氟乙烯包覆墊片

SH3403管法蘭用金屬環墊片

SH3404管法蘭用緊固件

SH3405石油化工企業鋼管尺寸系列

SH3406石油化工鋼製管法蘭

SH3407管法蘭用纏繞式墊片

SH3408鋼製對焊無縫管件

SH3409鋼板制對焊管件

SH3410鍛鋼製承插焊管件

      石化行業應用標準體系屬於一個比較完整的應用標準體系。因為它等效採用了ANSI標準,因此代表着先進和發展方向。又由於它的法蘭(SH3406)能與API標準閥門匹配使用。通過近幾年的應用證明,這套應用標準體系是一個科學的、先進的、同時又是可操作性好的標準體系。

 

2 化工行業應用標準體系

 

 ◆ 管子尺寸系列標準(HG20553)  

A系列：屬於"大外徑系列"

B系列：屬於"小外徑系列"

◆法蘭標準  同時包含歐式法蘭和美式法蘭

歐式法蘭（HG20592～HG20605）

壓力等級：PN2.5、6、10、16、25、40、63、100、160等9個等級

公稱直徑：DN10~DN2000mm

法蘭型式：板式平焊、帶頸平焊、帶頸對焊、整體式、承插焊、螺紋、對焊環松套、平焊環松套、法蘭蓋、襯裏法蘭等10種

密封面型式：突面、凹凸面、榫槽面、環連接面、全平面等5種。它可以與JB閥門配套使用。

美式法蘭標準(HG20615-HG20626)

公稱壓力：PN2.0(CL150) PN5.0(CL300) PN11.0(CL600) PN15.0(CL900) PN26.0(CL1500) PN42.0(CL2500)  6個壓力等級

公稱直徑:  DN15~1500

法蘭型式:  帶頸平焊、帶頸對焊、整體法蘭、承插焊、螺紋、松套等6種,

密封面型式: 突面、凹凸面、榫槽面、環連接面、全平面等5種型式。

      化工行業壓力管道應用標準體系也是一個相對比較完整的標準體系，而且經歷了若干年的生產實踐檢驗,具有成熟的使用經驗。由於它同時具有"大外徑系列"和"小外徑系列"、"歐式法蘭"和"美式法蘭"兩個系列,故其使用面比較廣,它既可以與國外的ANSI、DIN、ISO等標準配合使用,又可以與國內的GB、SH、JB等標準配合使用。

◆化工行業應用標準體系中的常用標準

HG20537.1奧氏體不鏽鋼焊接鋼管選用規定

HG20553化工配管用無縫及焊接鋼管尺寸選用系列

HG/T21634鍛鋼製承插焊管件

HG/T21635碳鋼、低合金鋼元縫對焊管件

HG/T21631鋼製有縫對焊管件

HG/T21632鍛鋼製承插焊、螺紋和對焊接管台

HG/T21637化工管道過濾器

HG/T21577快速特種接頭

HG20592~20605鋼製管法蘭(歐洲體系)

HG20615~20626鋼製管法蘭(美洲體系)

HG20606~20612鋼製管法蘭用墊片(歐洲體系)

HG20627~20633鋼製管法蘭用墊片(美洲體系)

HG20613鋼製管法蘭緊固件(歐洲體系)

HG20634鋼製管法蘭緊固件(美洲體系)

 

3 機械行業應用標準體系

 

◆ 管子尺寸   屬於"小外徑系列"

◆法蘭標準  歐式法蘭

壓力等級：PN2.5、6.0、10、16、25、40、63、100、160、200等10個壓力等級

公稱直徑：DN15~DN1600mm

法蘭型式：整體、板式平焊、對焊、平焊環板式松套、對焊環板式松套、翻邊板式松套和法蘭蓋等7種

密封面型式：平面、凸面、凹凸面、榫槽面、環連接面 5種。

      JB沒有相應的管子尺寸系列標準、管件標準，體系很不完善，需要GB體系作支持；JB法蘭標準把不同等級的材料列入同一溫度－壓力表中，以至失去了其科學性；

      JB閥門標準以有限的型號給出選用系列(從各產品匯編中體現出來)，既限制了其使用範圍，又失去了其靈活性。從許多生產裝置的應用情況來看,JB閥門的使用性能也不盡人意；JB閥門不能與ANSI配伍使用,不便於與世界接軌；

◆機械行業應用標準體系中的常用標準有:

JB/T74管路法蘭技術條件

JB/T75管路法蘭類型

JB/T79.1~79.4整體鑄鋼管法蘭

JB/T81板式平焊鋼製管法蘭

JB/T82.1~82.4對焊鋼製管法蘭

JB/T83 0.25、0.6、1.0、1.6、2.5MPa平焊環式松套鋼製管法蘭

JB/T84 4.0、6.3、10.0MPa凹凸面對焊環板式松套鋼製管法蘭

JB/T85 0.25、0.6MPa翻邊式松套鋼製管法蘭

JB/T86.1~86.2鋼製管法蘭蓋,

JB/4700～4703壓力容器用法蘭

JB/T87~90管路法蘭用墊片

JB4704~4706壓力容器用墊片

 

4 國家應用標準體系

 

◆管子尺寸系列標準GB17395屬於"大外徑系列"

◆法蘭標準：(GB/T 9112-2000) 包括歐式法蘭和美式法蘭

接管分為系列I、系列II

系列I為“大外徑系列” ，以期能與SH標準等匹配；系列II為“小外徑系列”，以期能與JB標準等匹配。歐式法蘭：分為系列I、系列II，公稱壓力PN 0.25、0.6、1.0、1.6、2.5、4.0、6.3、10.0、16.0MPa    9個等級

公稱通徑DN10～2000mm

法蘭型式：整體、帶頸螺紋、對焊、帶頸平焊、板式平焊、平焊環板式松套、對焊環板式松套、翻邊環板式松套和法蘭蓋等9種

密封面型式：平面、突面、凹凸面、榫槽面4種。

美洲法蘭：系列I(大外徑)

公稱壓力PN 2.0、5.0、11.0、15.0、26.0、42.0MPa     6個等級

公稱通徑DN10～600mm

法蘭型式：整體、帶頸螺紋、對焊、帶頸平焊、帶頸承插焊、對焊環帶頸松套和法蘭蓋等7種

密封面型式：平面、突面、凹凸面、榫槽面、環連接面 5種。

     它基本上能含蓋JB標準和HG標準的"歐洲體系"標準,為取代這兩個標準創造了條件;

      "歐式法蘭"和"美式法蘭"，其溫度-壓力等級值的確定是將中國材料與歐洲材料和美洲材料進行性能對比後,選用ISO7005-1中規定的相應材料的壓力－溫度參數。

      壓力管道國家標準體系也是一個比較完整的標準體系。它的管件標準分為A、B兩個系列，其中A系列為“大外徑系列”，以期能與SH標準等匹配；B系列為“小外徑系列”，以期能與JB標準等匹配。

◆中國國家應用標準體系常用標準

GB12459鋼製對焊無縫管件

GB/T13401鋼板制對焊管件

GB/T14626鍛鋼製螺紋管件

GB/T14382管道用三通過濾器

GB/T14383鍛鋼製承插焊管件

GB/T9112~9124鋼製管法蘭

GB4622.1~3管法蘭用纏繞式墊片

GB9126.1~4管法蘭用石棉橡膠墊片

GB9128.1~2管法蘭用金屬環墊片

GB/T13404管法蘭用聚四氯乙烯包覆墊片

GB/T15601管法蘭用金屬包覆墊片

GB30六角螺栓

GB52六角螺母

GB56六角厚螺母

GB901等長雙頭螺柱B級

GB6170I型六角螺母A和B級

GB6171I型六角螺母細牙A和B級

GB6175II型六角螺母A和B級.

GB6176皿型六角螺母細牙A和B級

GB12220通用閥門  標誌

GB12221法蘭連接金屬閥門   結構長度

GB12224鋼製閥門一般要求

GB12234通用閥門  法蘭和對焊連接鋼製閘閥..

GB12235通用閥門  法蘭連接鋼製截止閥和升降式止回閥

GB12236通用閥門  法蘭連接鋼製旋啟式止回閥

GB12237通用閥門  法蘭和對焊連接鋼製球閥

GB12238通用閥門  法蘭和對夾連接蝶閥

GB12239通用閥門  隔膜閥

GB12244~12246減壓閥

GB12247~12251蒸汽疏水閥

GB/T13927通用閥門 壓力試驗

 

5 壓力管道應用標準體系配伍

 

 

     a. 可用的壓力管道應用標準體系比較多，而且各標準體系之間有些是不能配套使用的,有些雖然基本能配套使用但尚有個別問題應注意。

     b. 一個裝置或同時建設的幾個裝置應儘量採用同一個應用標準體系,這樣可以避免由於不同標準體系之間的配合問題而帶來的一些錯誤。

     c. 工程中經常遇到在一個裝置上同時採用兩套或多套應用標準體系的情況,或者是由於某套標準體系的應用標準不完善,需要其它體系的標準進行支持。這就要求材料工程師除了在了解有關的標準體系之外,還應知道各體系之間的標準配合問題。

     d. 注意核對各標準的溫度-壓力值。