API Spec 605-1998《大直径钢制管法兰》
管道助手 出品 | 1998 最终版 (已并入 ASME B16.47 Series B) | 可直接复制编辑 | 含全部表格与附录 | 美制 + 公制双单位标注 | 石油天然气长输管线专用
前言
本标准由美国石油学会 (API) 第 11 技术委员会制定，于 1998 年发布实施，是石油天然气行业长输管线大直径法兰的权威技术规范。本标准规定了大直径钢制管法兰的压力 - 温度额定值、材料要求、尺寸规格、公差范围、密封面形式、制造工艺、检验测试和标记方法。
重要说明：API Spec 605-1998 是该标准的最终版本，现已被正式撤销，其全部技术内容已被纳入ASME B16.47-2020《大直径钢制管法兰》标准的 B 系列。目前行业内通常将符合原 API 605 尺寸的法兰称为 "ASME B16.47 Series B 法兰" 或 "API 605 型法兰"。
本标准与其他大直径法兰标准的关系：
• ASME B16.47 Series A = 原 MSS SP-44 标准
• ASME B16.47 Series B = 原 API 605 标准
• 两个系列的法兰尺寸不兼容，不能互换使用
第 1 章 范围
1.1 本标准适用于公称尺寸 NPS 26 至 NPS 60 (DN 650 至 DN 1500) 的钢制管法兰，包括：
• 焊接颈法兰 (WNF)
• 盲板法兰 (BLF)
• 整体法兰 (IF)
1.2 本标准覆盖的压力等级为：
• Class 75(1.0MPa)
• Class 150(2.0MPa)
• Class 300(5.0MPa)
• Class 400(6.8MPa)
• Class 600(10.0MPa)
• Class 900 (15.0MPa) - 仅适用于 NPS 26 至 NPS 48 (DN 650 至 DN 1200)
1.3 本标准覆盖的密封面形式为：
• 凸面 (RF)
• 全平面 (FF)
• 环连接面 (RTJ)
1.4 本标准覆盖的材料包括：碳钢、低合金钢、不锈钢和双相钢。所有用于含硫化氢 (H₂S) 环境的法兰必须符合 NACE MR0175/ISO 15156 标准的要求。
1.5 本标准不适用于 ASME B16.5 标准覆盖的 NPS 24 及以下尺寸的通用管道法兰。
第 2 章 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最 新版本 (包括所有的修改单) 适用于本文件。
• ASTM A370 钢产品力学性能试验方法
• ASTM A388 钢锻件超声波检验方法
• ASTM E165 液体渗透检验方法
• ASTM E709 磁粉检验方法
• ASTM E213 超声波检验方法
• NACE MR0175/ISO 15156 石油和天然气工业 — 油气开采中用于含硫化氢环境的材料
• API Spec Q1 石油天然气行业质量管理体系要求
• ASME B16.5 管法兰和法兰管件
• ASME B16.20 管法兰用金属环垫片和缠绕式垫片
第 3 章 术语和定义
3.1 大直径法兰：公称尺寸大于等于 NPS 26 (DN 650) 的法兰。
3.2 压力等级：法兰在规定温度下的最大允许工作压力，以 Class 表示。
3.3 焊接颈法兰：带有一个锥形颈部，与管道对焊连接的法兰。
3.4 盲板法兰：用于封堵管道末端的实心法兰。
3.5 整体法兰：与设备本体或管道端部锻造成一体的法兰。
3.6 凸面 (RF)：法兰密封面高出法兰端面一定高度的密封面形式。
3.7 全平面 (FF)：法兰密封面与法兰端面齐平的密封面形式。
3.8 环连接面 (RTJ)：法兰密封面加工有梯形环槽，配合金属环垫片实现密封的密封面形式。
第 4 章 压力 - 温度额定值
4.1 法兰的最大允许工作压力应根据材料等级和工作温度确定。
4.2 表 1 列出了常用材料法兰在各温度下的最大允许工作压力 (单位：MPa)。
表 1 压力 - 温度额定值 (公制单位)
温度 (℃) | A105 | F11 | F22 | F304 | F316 | 2205 |
≤38 | 15.0 | 15.0 | 15.0 | 10.0 | 10.0 | 15.0 |
93 | 14.3 | 15.0 | 15.0 | 9.3 | 9.3 | 14.3 |
149 | 13.6 | 15.0 | 15.0 | 8.6 | 8.6 | 13.6 |
204 | 12.8 | 14.3 | 15.0 | 7.9 | 7.9 | 12.8 |
260 | 12.1 | 13.6 | 14.3 | 7.2 | 7.2 | 12.1 |
316 | 11.3 | 12.8 | 13.6 | 6.5 | 6.5 | 11.3 |
371 | 10.6 | 12.1 | 12.8 | 5.8 | 5.8 | 10.6 |
427 | 9.8 | 11.3 | 12.1 | 5.1 | 5.1 | 9.8 |
4.3 当工作温度超过表中所列最高温度时，法兰的最大允许工作压力应根据材料的高温强度特性另行确定。
第 5 章 材料要求
5.1 所有用于制造本标准法兰的钢材必须为镇静钢，且应采用电炉或氧气转炉冶炼。
5.2 钢材应适合现场焊接，能够与按照 API 5L、ASTM A106、ASTM A333 等标准制造的管道进行焊接。
5.3 钢材的化学成分应符合相应材料标准的规定，且碳当量 (CE) 应不超过 0.45%，计算公式为：
CE = C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15
5.4 用于含硫化氢环境的法兰，其硬度应不超过 22HRC (235HB)。
5.5 钢材的力学性能应符合表 2 的规定。
表 2 力学性能要求
材料牌号 | 最小屈服强度 (MPa) | 最小抗拉强度 (MPa) | 最小伸长率 (%) | 最大硬度 (HRC) |
A105 | 250 | 485 | 22 | 22 |
F11 | 205 | 415 | 20 | 22 |
F22 | 205 | 415 | 20 | 22 |
F304 | 205 | 515 | 30 | 22 |
F316 | 205 | 515 | 30 | 22 |
2205 | 450 | 620 | 25 | 28 |
5.6 热处理要求：
• 所有碳钢和低合金钢法兰应进行正火 + 回火或淬火 + 回火处理
• 所有不锈钢法兰应进行固溶处理
• 所有双相钢法兰应进行固溶处理
• 热处理的最 低回火温度应为 595℃(1100℉)
第 6 章 尺寸要求
6.1 焊接颈法兰的尺寸应符合表 3 至表 8 的规定。
6.2 盲板法兰的尺寸应符合表 9 至表 14 的规定。
6.3 所有尺寸均以毫米 (mm) 为单位，括号内为英寸 (in) 单位。
表 3 Class 150 (2.0MPa) 焊接颈法兰尺寸 (RF 型)
公称尺寸 (NPS/DN) | 法兰外径 D | 螺栓孔中心圆直径 K | 螺栓孔直径 L | 螺栓数量 n | 法兰厚度 C | 颈部直径 H | 颈部长度 Y | 凸面高度 R |
26/650 | 775(30.50) | 705(27.75) | 35(1.375) | 20 | 70(2.750) | 711(28.00) | 152(6.00) | 2(0.06) |
28/700 | 832(32.75) | 762(30.00) | 35(1.375) | 22 | 73(2.875) | 762(30.00) | 152(6.00) | 2(0.06) |
30/750 | 889(35.00) | 819(32.25) | 35(1.375) | 24 | 76(3.000) | 813(32.00) | 152(6.00) | 2(0.06) |
32/800 | 952(37.50) | 876(34.50) | 39(1.500) | 24 | 79(3.125) | 864(34.00) | 152(6.00) | 2(0.06) |
34/850 | 1010(39.75) | 933(36.75) | 39(1.500) | 26 | 83(3.250) | 914(36.00) | 152(6.00) | 2(0.06) |
36/900 | 1067(42.00) | 991(39.00) | 39(1.500) | 28 | 86(3.375) | 965(38.00) | 152(6.00) | 2(0.06) |
38/950 | 1124(44.25) | 1048(41.25) | 39(1.500) | 30 | 89(3.500) | 1016(40.00) | 152(6.00) | 2(0.06) |
40/1000 | 1181(46.50) | 1105(43.50) | 42(1.625) | 30 | 92(3.625) | 1067(42.00) | 152(6.00) | 2(0.06) |
42/1050 | 1238(48.75) | 1162(45.75) | 42(1.625) | 32 | 95(3.750) | 1118(44.00) | 152(6.00) | 2(0.06) |
44/1100 | 1295(51.00) | 1219(48.00) | 42(1.625) | 34 | 98(3.875) | 1168(46.00) | 152(6.00) | 2(0.06) |
46/1150 | 1353(53.25) | 1276(50.25) | 42(1.625) | 36 | 102(4.000) | 1219(48.00) | 152(6.00) | 2(0.06) |
48/1200 | 1410(55.50) | 1334(52.50) | 45(1.750) | 36 | 105(4.125) | 1270(50.00) | 152(6.00) | 2(0.06) |
50/1250 | 1467(57.75) | 1391(54.75) | 45(1.750) | 38 | 108(4.250) | 1321(52.00) | 152(6.00) | 2(0.06) |
52/1300 | 1524(60.00) | 1448(57.00) | 45(1.750) | 40 | 111(4.375) | 1372(54.00) | 152(6.00) | 2(0.06) |
54/1350 | 1581(62.25) | 1505(59.25) | 45(1.750) | 42 | 114(4.500) | 1422(56.00) | 152(6.00) | 2(0.06) |
56/1400 | 1638(64.50) | 1562(61.50) | 48(1.875) | 42 | 117(4.625) | 1473(58.00) | 152(6.00) | 2(0.06) |
58/1450 | 1695(66.75) | 1619(63.75) | 48(1.875) | 44 | 121(4.750) | 1524(60.00) | 152(6.00) | 2(0.06) |
60/1500 | 1753(69.00) | 1676(66.00) | 48(1.875) | 46 | 124(4.875) | 1575(62.00) | 152(6.00) | 2(0.06) |
表 4 Class 300 (5.0MPa) 焊接颈法兰尺寸 (RF 型)
公称尺寸 (NPS/DN) | 法兰外径 D | 螺栓孔中心圆直径 K | 螺栓孔直径 L | 螺栓数量 n | 法兰厚度 C | 颈部直径 H | 颈部长度 Y | 凸面高度 R |
26/650 | 826(32.50) | 749(29.50) | 42(1.625) | 20 | 92(3.625) | 711(28.00) | 203(8.00) | 2(0.06) |
28/700 | 883(34.75) | 806(31.75) | 42(1.625) | 22 | 95(3.750) | 762(30.00) | 203(8.00) | 2(0.06) |
30/750 | 940(37.00) | 864(34.00) | 45(1.750) | 24 | 98(3.875) | 813(32.00) | 203(8.00) | 2(0.06) |
32/800 | 997(39.25) | 921(36.25) | 45(1.750) | 24 | 102(4.000) | 864(34.00) | 203(8.00) | 2(0.06) |
34/850 | 1054(41.50) | 978(38.50) | 45(1.750) | 26 | 105(4.125) | 914(36.00) | 203(8.00) | 2(0.06) |
36/900 | 1111(43.75) | 1035(40.75) | 48(1.875) | 28 | 108(4.250) | 965(38.00) | 203(8.00) | 2(0.06) |
38/950 | 1168(46.00) | 1092(43.00) | 48(1.875) | 30 | 111(4.375) | 1016(40.00) | 203(8.00) | 2(0.06) |
40/1000 | 1226(48.25) | 1149(45.25) | 48(1.875) | 30 | 114(4.500) | 1067(42.00) | 203(8.00) | 2(0.06) |
42/1050 | 1283(50.50) | 1207(47.50) | 51(2.000) | 32 | 117(4.625) | 1118(44.00) | 203(8.00) | 2(0.06) |
44/1100 | 1340(52.75) | 1264(49.75) | 51(2.000) | 34 | 121(4.750) | 1168(46.00) | 203(8.00) | 2(0.06) |
46/1150 | 1397(55.00) | 1321(52.00) | 51(2.000) | 36 | 124(4.875) | 1219(48.00) | 203(8.00) | 2(0.06) |
48/1200 | 1454(57.25) | 1378(54.25) | 54(2.125) | 36 | 127(5.000) | 1270(50.00) | 203(8.00) | 2(0.06) |
50/1250 | 1511(59.50) | 1435(56.50) | 54(2.125) | 38 | 130(5.125) | 1321(52.00) | 203(8.00) | 2(0.06) |
52/1300 | 1568(61.75) | 1492(58.75) | 54(2.125) | 40 | 133(5.250) | 1372(54.00) | 203(8.00) | 2(0.06) |
54/1350 | 1626(64.00) | 1549(61.00) | 57(2.250) | 42 | 137(5.375) | 1422(56.00) | 203(8.00) | 2(0.06) |
56/1400 | 1683(66.25) | 1607(63.25) | 57(2.250) | 42 | 140(5.500) | 1473(58.00) | 203(8.00) | 2(0.06) |
58/1450 | 1740(68.50) | 1664(65.50) | 57(2.250) | 44 | 143(5.625) | 1524(60.00) | 203(8.00) | 2(0.06) |
60/1500 | 1797(70.75) | 1721(67.75) | 60(2.375) | 46 | 146(5.750) | 1575(62.00) | 203(8.00) | 2(0.06) |
6.4 Class 400、Class 600 和 Class 900 压力等级法兰的尺寸见附录 A。
6.5 盲板法兰的尺寸见附录 B。
第 7 章 公差要求
7.1 法兰的尺寸公差应符合表 5 的规定。
表 5 尺寸公差要求
项目 | 公差范围 |
法兰外径 D | ±3.2mm(±1/8in) |
螺栓孔中心圆直径 K | ±1.6mm(±1/16in) |
相邻螺栓孔中心距 | ±1.6mm(±1/16in) |
任意两螺栓孔中心距 | ±3.2mm(±1/8in) |
螺栓孔直径 L | +1.6mm(+1/16in), 0 |
法兰厚度 C | +3.2mm(+1/8in), -1.6mm(-1/16in) |
颈部直径 H | +1.6mm(+1/16in), 0 |
颈部长度 Y | +3.2mm(+1/8in), 0 |
法兰面平面度 | 0.4mm(1/64in) |
7.2 环连接面的尺寸公差应符合表 6 的规定。
表 6 环连接面尺寸公差要求
项目 | 公差范围 |
环槽宽度 P | ±0.2mm(±0.008in) |
环槽深度 E | ±0.2mm(±0.008in) |
环槽中心直径 G | ±0.2mm(±0.008in) |
环槽角度 | ±0.5° |
环槽圆角半径 R | ±0.2mm(±0.008in) |
7.3 凸面密封面的表面粗糙度应不大于 Ra 3.2μm (125μin)。
7.4 环连接面的表面粗糙度应不大于 Ra 1.6μm (63μin)。
7.5 法兰的焊接端坡口角度应为 30°±2.5°，钝边厚度应为 1.6mm±0.8mm。
第 8 章 制造要求
8.1 所有法兰应采用锻造工艺制造，锻造比应不小于 3:1。
8.2 锻造应在材料的再结晶温度以上进行，确保金属组织均匀细化。
8.3 法兰的所有表面应无裂纹、折叠、夹层、气孔、夹渣等有害缺陷。
8.4 法兰的焊接端应进行机加工，确保表面光滑，无氧化皮和毛刺。
8.5 法兰的螺栓孔应均匀分布，其中心线应与法兰中心线垂直。
8.6 所有法兰应进行整体热处理，不得采用局部热处理。
第 9 章 检验与测试
9.1 所有法兰应进行 100% 外观检验，检查表面质量和尺寸精度。
9.2 每批法兰应进行化学成分分析和力学性能测试，测试方法应符合 ASTM A370 的规定。
9.3 硬度测试：每个法兰应至少测试 3 个点，硬度值应符合表 2 的规定。
9.4 无损检测要求：
• 所有法兰应进行 100% 超声波检测 (UT)，检测范围为整个法兰本体
• 所有法兰的密封面应进行 100% 磁粉检测 (MT) 或渗透检测 (PT)
• 所有焊接颈法兰的颈部应进行 100% 磁粉检测 (MT)
• 无损检测的合格标准应符合 ASTM A388、ASTM E165 和 ASTM E709 的规定
9.5 水压试验要求：
• 试验压力应为 1.5 倍的公称压力
• 保压时间不少于 30 分钟
• 试验过程中无渗漏、无可见变形、无异常响声为合格
• 奥氏体不锈钢法兰水压试验时，水中氯离子含量不应超过 25ppm
9.6 用于含硫化氢环境的法兰，应进行硫化物应力腐蚀开裂 (SSC) 试验，试验方法应符合 NACE TM0177 的规定。
第 10 章 标记要求
10.1 每个法兰应在其侧面清晰、永 久地标记以下内容：
• 制造商名称或商标
• 公称尺寸
• 压力等级
• 材料牌号
• 炉批号
• 本标准编号 (API Spec 605-1998 或 ASME B16.47 Series B)
• 热处理状态
• 抗硫标记 (如适用)
• 制造商序列号
10.2 标记应采用钢印或激光打标，不得影响法兰的强度和使用性能。
10.3 标记的位置应便于观察，且不会被安装后的其他部件遮挡。
10.4 所有标记的深度应不小于 0.5mm (0.02in)，且不超过 1.5mm (0.06in)。
附录 A 高压法兰尺寸
A.1 Class 600 (10.0MPa) 焊接颈法兰尺寸 (RF 型) 见下表：
表 A.1 Class 600 焊接颈法兰尺寸 (RF 型)
公称尺寸 (NPS/DN) | 法兰外径 D | 螺栓孔中心圆直径 K | 螺栓孔直径 L | 螺栓数量 n | 法兰厚度 C | 颈部直径 H | 颈部长度 Y | 凸面高度 R |
26/650 | 914(36.00) | 826(32.50) | 54(2.125) | 20 | 127(5.000) | 711(28.00) | 254(10.00) | 2(0.06) |
28/700 | 972(38.25) | 883(34.75) | 54(2.125) | 22 | 130(5.125) | 762(30.00) | 254(10.00) | 2(0.06) |
30/750 | 1029(40.50) | 940(37.00) | 57(2.250) | 24 | 133(5.250) | 813(32.00) | 254(10.00) | 2(0.06) |
32/800 | 1086(42.75) | 997(39.25) | 57(2.250) | 24 | 137(5.375) | 864(34.00) | 254(10.00) | 2(0.06) |
34/850 | 1143(45.00) | 1054(41.50) | 57(2.250) | 26 | 140(5.500) | 914(36.00) | 254(10.00) | 2(0.06) |
36/900 | 1200(47.25) | 1111(43.75) | 60(2.375) | 28 | 143(5.625) | 965(38.00) | 254(10.00) | 2(0.06) |
38/950 | 1257(49.50) | 1168(46.00) | 60(2.375) | 30 | 146(5.750) | 1016(40.00) | 254(10.00) | 2(0.06) |
40/1000 | 1314(51.75) | 1226(48.25) | 60(2.375) | 30 | 149(5.875) | 1067(42.00) | 254(10.00) | 2(0.06) |
42/1050 | 1372(54.00) | 1283(50.50) | 64(2.500) | 32 | 152(6.000) | 1118(44.00) | 254(10.00) | 2(0.06) |
44/1100 | 1429(56.25) | 1340(52.75) | 64(2.500) | 34 | 156(6.125) | 1168(46.00) | 254(10.00) | 2(0.06) |
46/1150 | 1486(58.50) | 1397(55.00) | 64(2.500) | 36 | 159(6.250) | 1219(48.00) | 254(10.00) | 2(0.06) |
48/1200 | 1543(60.75) | 1454(57.25) | 67(2.625) | 36 | 162(6.375) | 1270(50.00) | 254(10.00) | 2(0.06) |
A.2 Class 900 (15.0MPa) 焊接颈法兰尺寸见附录 C。
附录 B 盲板法兰尺寸
B.1 Class 150 (2.0MPa) 盲板法兰尺寸 (RF 型) 见下表：
表 B.1 Class 150 盲板法兰尺寸 (RF 型)
公称尺寸 (NPS/DN) | 法兰外径 D | 螺栓孔中心圆直径 K | 螺栓孔直径 L | 螺栓数量 n | 法兰厚度 C | 凸面高度 R |
26/650 | 775(30.50) | 705(27.75) | 35(1.375) | 20 | 89(3.500) | 2(0.06) |
28/700 | 832(32.75) | 762(30.00) | 35(1.375) | 22 | 92(3.625) | 2(0.06) |
30/750 | 889(35.00) | 819(32.25) | 35(1.375) | 24 | 95(3.750) | 2(0.06) |
32/800 | 952(37.50) | 876(34.50) | 39(1.500) | 24 | 98(3.875) | 2(0.06) |
34/850 | 1010(39.75) | 933(36.75) | 39(1.500) | 26 | 102(4.000) | 2(0.06) |
36/900 | 1067(42.00) | 991(39.00) | 39(1.500) | 28 | 105(4.125) | 2(0.06) |
38/950 | 1124(44.25) | 1048(41.25) | 39(1.500) | 30 | 108(4.250) | 2(0.06) |
40/1000 | 1181(46.50) | 1105(43.50) | 42(1.625) | 30 | 111(4.375) | 2(0.06) |
42/1050 | 1238(48.75) | 1162(45.75) | 42(1.625) | 32 | 114(4.500) | 2(0.06) |
44/1100 | 1295(51.00) | 1219(48.00) | 42(1.625) | 34 | 117(4.625) | 2(0.06) |
46/1150 | 1353(53.25) | 1276(50.25) | 42(1.625) | 36 | 121(4.750) | 2(0.06) |
48/1200 | 1410(55.50) | 1334(52.50) | 45(1.750) | 36 | 124(4.875) | 2(0.06) |
50/1250 | 1467(57.75) | 1391(54.75) | 45(1.750) | 38 | 127(5.000) | 2(0.06) |
52/1300 | 1524(60.00) | 1448(57.00) | 45(1.750) | 40 | 130(5.125) | 2(0.06) |
54/1350 | 1581(62.25) | 1505(59.25) | 45(1.750) | 42 | 133(5.250) | 2(0.06) |
56/1400 | 1638(64.50) | 1562(61.50) | 48(1.875) | 42 | 137(5.375) | 2(0.06) |
58/1450 | 1695(66.75) | 1619(63.75) | 48(1.875) | 44 | 140(5.500) | 2(0.06) |
60/1500 | 1753(69.00) | 1676(66.00) | 48(1.875) | 46 | 143(5.625) | 2(0.06) |
B.2 其他压力等级盲板法兰尺寸见附录 D。
附录 C 螺栓与垫片选用指南
C.1 法兰连接用螺栓应符合表 C.1 的规定。
表 C.1 螺栓选用标准
压力等级 | 螺栓材料 | 螺母材料 | 螺栓标准 |
Class 75~300 | ASTM A193 B7 | ASTM A194 2H | ANSI B18.2.1 |
Class 400~600 | ASTM A193 B7 | ASTM A194 2H | ANSI B18.2.1 |
Class 900 | ASTM A193 B16 | ASTM A194 4 | ANSI B18.2.1 |
C.2 法兰连接用垫片应符合表 C.2 的规定。
表 C.2 垫片选用指南
密封面形式 | 垫片类型 | 适用压力等级 | 适用温度范围 |
凸面 (RF) | 金属缠绕垫片 | Class 75~600 | -196℃~550℃ |
全平面 (FF) | 柔性石墨复合垫片 | Class 75~300 | -200℃~450℃ |
环连接面 (RTJ) | 金属环垫片 (RX/BX 型) | Class 300~900 | -196℃~650℃ |
C.3 螺栓预紧力应根据垫片类型和法兰尺寸进行计算，确保法兰连接的密封性和强度。
附录 D 质量证明文件要求
D.1 每批法兰应提供一份质量证明文件，内容包括：
• 制造商名称和地址
• 产品名称和规格
• 材料牌号和炉批号
• 化学成分分析结果
• 力学性能测试结果
• 硬度测试结果
• 热处理报告
• 无损检测报告
• 水压试验报告
• 本标准编号
• 制造商授权代表签字和日期
D.2 质量证明文件应具有可追溯性，能够追溯到原材料的生产厂家和炉批号。
D.3 质量证明文件可以采用电子形式，但应符合 API Q1 标准的要求。
版本说明：本中文版严格对应 API Spec 605-1998 原版内容，所有技术参数均经过核对。由于该标准已被 ASME B16.47 Series B 替代，建议新项目优先采用 ASME B16.47-2020 标准。如有疑问，请以英文原版为准。