1. 設(shè)計(jì)條件

  選擇法蘭連接用緊固件材料時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮管道操作壓力、操作溫度、介質(zhì)種類和墊片類型等因素。墊片類型和操作壓力、操作溫度一樣，直接對緊固件材料強(qiáng)度提出了要求。例如，采用纏繞式墊片密封的低壓劇毒介質(zhì)管道的法蘭連接，盡管管道的操作壓力和溫度都不高，但因?yàn)槭估p繞式墊片形成初始密封時(shí)所需要的比壓力較大，從而要求緊固件的承受載荷也大，因此，在這種情況下就要求緊固件采用高強(qiáng)度合金鋼材料。

2. 螺栓／螺母形式的選擇

  六角頭螺栓宜用于PN≤2.0MPa的法蘭連接。PN＞2.0MPa或高溫條件下應(yīng)采用全螺紋螺柱或等長雙頭螺柱。屈服強(qiáng)度不超過235MPa的低強(qiáng)度緊固件，僅使用于PN≤2.0MPa非金屬墊片的法蘭連接，不得應(yīng)用于劇烈循環(huán)操作工況，碳鋼低強(qiáng)度緊固件使用溫度范圍為-20～200℃。經(jīng)變形硬化的奧氏體不銹鋼緊固件用于非軟質(zhì)墊片法蘭連接時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算緊固件承載能力是否符合連接要求，且使用溫度不得超過500℃。

   ①. 六角頭螺栓（單頭螺栓）xagonal headt）：常與平焊法蘭和非金屬墊片配合用于操作較緩和的工況下。常配H=0.8D8D螺母，六角頭螺栓常用材料是BL3或者是Q235B；石化工業(yè)中一般用于壓力溫度較低的冷卻水、空氣等公用工程管道上。

   ②. 螺柱（雙頭螺栓）（studbolt）：沒有頭部的，僅有兩端均外帶螺紋的一類緊固件。常與對焊法蘭配合使用在操作條件比較苛刻的工況下。

   ③. 螺柱的通絲型雙頭螺栓上沒有截面形狀的變化，故其承載能力強(qiáng)。而非通絲型雙頭螺栓則相對承載能力較弱。

   ④. 螺柱適用于所有公稱壓力等級的管法蘭，以往規(guī)定PN≤2.5MPa的法蘭可配六角頭螺栓亦可配螺柱，而PN≥4.0MPa的法蘭只配螺柱。SH／T 3059《石油化工管道設(shè)計(jì)器材選用通則》規(guī)定除PN＜5.0MPa，采用軟質(zhì)墊片的法蘭連接可選用六角頭螺栓外，其他法蘭連接均應(yīng)選用全螺紋螺柱。ASME B16.5也有類似規(guī)定，PN≥400400psi法蘭連接均采用螺柱。

   ⑤. 由于同樣直徑螺栓的保證載荷與最小拉力載荷，細(xì)牙螺紋均比粗牙螺紋要大，中國石化集團(tuán)公司標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定M≥36mm一律用螺距為3mm的細(xì)牙M≥36m螺紋。原化工部標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定螺紋直徑M10～27時(shí)，采用粗牙螺紋；M30～45時(shí)采用細(xì)牙螺紋。

   ⑥. 螺母材料常根據(jù)與其配合的螺栓材料確定，這些組合在一般的標(biāo)準(zhǔn)中都有規(guī)定。一般情況下，螺母材料應(yīng)稍低于螺栓材料，并保證螺母硬度比螺栓硬度低HB30左右。

   ①. 螺柱應(yīng)為通絲，并帶有兩個(gè)螺母，螺母應(yīng)選用Ⅱ型（m=1d)六角螺母。六角頭螺栓應(yīng)配用I型（(m=0.8d)78d）六角螺母。

   ②. 商品級六角螺栓，其產(chǎn)品公差等級采用A級和B級，性能等級為8.8級，僅用于PN≤1.6MPa，配用非金屬軟墊片及非易燃、易爆和危害程度不高的場合。其最高使用溫度為250℃相應(yīng)的螺母性能等級為8級。

   ③. 商品級雙頭螺柱，其產(chǎn)品公差等級采用A級和B級，性能等級為8.8級，僅用于PN＜4.0M Pa，配用非金屬軟墊片。其最高使用溫度為250℃，相應(yīng)的螺母性能等級為8級。

   ④. 專用級的螺栓（柱）、螺母的選配應(yīng)符合HG/T 20613和20634《鋼制管法蘭、墊片、緊固件》中的有關(guān)規(guī)定。其材質(zhì)的選擇要以使用溫度一壓力為基準(zhǔn)。

   ⑤. 墊圈在一般情況時(shí)不宜使用，只有在金屬螺栓（柱）和螺母用于緊固非金屬或有色金屬連接件時(shí)才使用。

   ⑥. 螺柱，螺栓和螺母的公差等級均分A、B、C三級。C級過去稱粗制，A、B級過去有的分別叫精制、半精制，也有的統(tǒng)稱為精制。石油化工管法蘭緊固件標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定一律符合B級產(chǎn)品要求。HG規(guī)定壓力≤0.6MPa時(shí)可采用C級產(chǎn)品。

 3. 螺栓／螺母材料的選擇

   ①. 螺母材料常根據(jù)與其配合的螺栓材料確定，這些組合在一般的標(biāo)準(zhǔn)中都有規(guī)定。一般情況下，螺母材料應(yīng)稍低于螺栓材料，并保證螺母硬度比螺栓硬度低HB30左右。

   ②. 墊片類型和操作壓力、操作溫度一樣，都直接對緊固件材料強(qiáng)度提出了要求。例如，采用纏繞式墊片密封的低壓劇毒介質(zhì)管道的法蘭連接，盡管管道的操作壓力和溫度都不高，但因?yàn)槭估p繞式墊片形成初始密封時(shí)所需要的比壓力較大，從而要求緊固件的承受載荷也大，因此，在這種情況下就要求緊固件采用高強(qiáng)度合金鋼材料。

   ③. 合金鋼螺柱均應(yīng)采用高級優(yōu)質(zhì)鋼．即材料牌號后均應(yīng)加字母A，如35CrMoA、25CrMoVA。

   ④. 管法蘭大量采用專用級緊固件，這種用材料牌號表示的螺栓螺母的機(jī)械性能根據(jù)GB150的規(guī)定。

   ⑤. 螺母的機(jī)械性能稍低于螺栓／螺柱。

   ①. 低溫用緊固件，應(yīng)對其材料的低溫沖擊韌性作出規(guī)定。

   ②. 緊固件在蠕變溫度范圍內(nèi)使用時(shí)，應(yīng)考慮螺栓松弛引起的螺栓載荷損失，此將影響法蘭接頭的密封能力。

   ③. 高溫用緊固件材料應(yīng)與法蘭材料具有相近的熱膨脹系數(shù)。

   ④. 低強(qiáng)度緊固件僅用于公稱壓力小于或等于PN16、采用非金屬平墊片的法蘭接頭，不應(yīng)使用于劇烈循環(huán)的工況。

   ⑤. 六角頭螺栓僅適用于公稱壓力小于或等于PN16的場合。公稱壓力大于或等于PN40或高溫工況下，應(yīng)采用全螺紋螺柱。

6. 螺柱／螺栓的長度及數(shù)量應(yīng)符合法蘭的標(biāo)準(zhǔn)要求。

7. 設(shè)計(jì)壓力和溫度。

   ①. 公稱壓力≥10.0MPa時(shí)，或溫度壓力變化急劇頻繁時(shí)，可采用全螺紋螺柱。

   ②. 公稱壓力≤6.3MPa時(shí)，可采用等長雙頭螺柱。

   ③. 公稱壓力≤1.6MPa可選用六角頭螺栓。