ASME B16.1-2020《铸铁管法兰和法兰管件》
译制单位：管道助手
标准版本：ASME B16.1-2020《管法兰和法兰管件：铸铁管法兰和法兰管件，NPS1/2 至 NPS 24. 公制 / 英制标准》
发布日期：2020 年 12 月 15 日
实施日期：2021 年 6 月 15 日
代替标准：ASME B16.1-2016
压力等级：Class 125、Class 250
产品类型：对焊法兰、滑套法兰、螺纹法兰、盲法兰、法兰管件
前言
本标准规定了 NPS1/2 至 NPS 24, 压力等级 Class 125 和 Class 250 的灰铸铁和球墨铸铁管法兰及法兰管件的尺寸、公差、材料、制造、检验和标记要求。铸铁法兰因其良好的铸造性能和耐腐蚀性，广泛应用于给排水、暖通空调、低压化工等管道系统。本标准与 ASME B16.5-2020《管法兰和法兰管件》协调一致，所有未在本标准中明确规定的要求均应符合 ASME B16.5-2020 的规定。
第 1 章 范围 (Scope)
1.1 本标准适用于以下类型的铸铁管法兰和法兰管件:
• 对焊法兰 (Weld Neck Flange)
• 滑套法兰 (Slip-On Flange)
• 螺纹法兰 (Threaded Flange)
• 盲法兰 (Blind Flange)
• 法兰管件 (Flanged Fittings): 包括弯头、三通、异径管等
1.2 本标准规定了铸铁管法兰和法兰管件的以下要求:
• 尺寸和公差
• 材料
• 制造和加工
• 检验和试验
• 标记和包装
1.3 本标准适用于以下压力等级:
• Class 125
• Class 250
1.4 本标准不适用于以下情况:
• 公称尺寸小于 NPS 1/2 或大于 NPS 24 的铸铁法兰
• 压力等级低于 Class 125 或高于 Class 250 的铸铁法兰
• 钢制、不锈钢或其他非金属材料制成的法兰
• 用于核工业、高压化工等特殊工况的法兰
第 2 章 引用标准 (Normative References)
下列标准对于本标准的应用是必不可少的。凡是注日期的引用标准，仅注日期的版本适用于本标准。凡是不注日期的引用标准，其最 新版本 (包括所有的修改单) 适用于本标准。
• ASME B16.5-2020 管法兰和法兰管件：NPS 1/2 至 NPS 24, 公制 / 英制标准
• ASME B1.20.1-2020 管螺纹
• ASME BPVC Section II 材料技术条件
• ASME BPVC Section V 无损检测
• ASTM E29-2019 标准试验方法中使用的有效数字和舍入
• ASTM A48/A48M-2019 灰铸铁铸件标准规范
• ASTM A536/A536M-2019 球墨铸铁铸件标准规范
• ASTM A126/A126M-2019 阀门、法兰和管道配件用灰铸铁铸件标准规范
• ASTM A395/A395M-2019 承压部件用铁素体球墨铸铁铸件标准规范
第 3 章 术语和定义 (Terms and Definitions)
3.1 灰铸铁 (Gray Iron): 含有片状石墨的铸铁，具有良好的铸造性能和减振性能。
3.2 球墨铸铁 (Ductile Iron): 含有球状石墨的铸铁，具有较高的强度和韧性。
3.3 法兰管件 (Flanged Fitting): 两端带有法兰的管道连接件，用于改变管道方向、分支或改变管径。
3.4 突面 (Raised Face): 法兰密封面的一种形式，比法兰本体高出一定高度。
3.5 全平面 (Flat Face): 法兰密封面的一种形式，与法兰本体在同一平面上。
第 4 章 设计要求 (Design Requirements)
4.1 法兰的设计应符合 ASME B16.5-2020 第 4 章的规定，包括压力 - 温度额定值、法兰强度计算等。
4.2 法兰的压力 - 温度额定值应符合附录 A 的规定。
4.3 法兰的密封面类型包括:
• 突面 (RF):Class 125 法兰高度为 1.6mm (0.06 in.), Class 250 法兰高度为 1.6 mm (0.06 in.)
• 全平面 (FF): 适用于 Class 125 和 Class 250 法兰
4.4 法兰管件的设计应保证其强度不低于所连接管道的强度。
4.5 螺纹法兰的螺纹应符合 ASME B1.20.1 的规定，公差等级为 2B。
第 5 章 材料要求 (Material Requirements)
5.1 法兰和法兰管件的材料应符合以下标准的规定:
• 灰铸铁：ASTM A48 Class 25、ASTM A126 Class B
• 球墨铸铁：ASTM A536 Grade 60-40-18、ASTM A395 Grade 60-40-18
5.2 所有材料应具有材质证明书，并符合相应材料标准的要求。
5.3 球墨铸铁材料应进行热处理，以保证其力学性能。
5.4 对于低温应用，材料应进行低温冲击试验，试验温度应低于最 低使用温度。
5.5 所有铸件不得有裂纹、气孔、缩孔、夹渣等影响使用的缺陷。
第 6 章 尺寸 (Dimensions)
6.1 通用要求
6.1.1 本标准规定的尺寸适用于对焊法兰、滑套法兰、螺纹法兰和盲法兰四种类型。
6.1.2 所有尺寸均为公称尺寸，实际制造尺寸应符合第 7 章规定的公差要求。
6.1.3 盲法兰的外径、螺栓圆直径、螺栓孔数量和直径与同压力等级、同公称尺寸的对焊法兰相同。
6.2 Class 125 法兰尺寸 (公制)
表 6-1 Class 125 对焊法兰尺寸 (公制)
NPS | DN | 法兰外径 D | 螺栓圆直径 K | 螺栓孔数量 n | 螺栓孔直径 L | 法兰厚度 C | 颈部直径 X | 颈部长度 Y |
1/2 | 15 | 90 | 60.3 | 4 | 16 | 12.7 | 35 | 35 |
3/4 | 20 | 100 | 69.9 | 4 | 16 | 14.3 | 43 | 38 |
1 | 25 | 110 | 79.4 | 4 | 16 | 15.9 | 51 | 41 |
1 1/4 | 32 | 135 | 98.4 | 4 | 16 | 17.5 | 64 | 44 |
1 1/2 | 40 | 140 | 108.0 | 4 | 16 | 19.1 | 73 | 48 |
2 | 50 | 150 | 120.7 | 4 | 19 | 20.7 | 92 | 52 |
2 1/2 | 65 | 175 | 139.7 | 4 | 19 | 22.3 | 105 | 56 |
3 | 80 | 190 | 152.4 | 4 | 19 | 23.9 | 127 | 60 |
4 | 100 | 230 | 190.5 | 8 | 19 | 27.0 | 157 | 67 |
5 | 125 | 255 | 215.9 | 8 | 22 | 28.6 | 186 | 73 |
6 | 150 | 280 | 241.3 | 8 | 22 | 30.2 | 216 | 79 |
8 | 200 | 345 | 298.5 | 8 | 22 | 33.3 | 270 | 92 |
10 | 250 | 405 | 362.0 | 12 | 25 | 36.5 | 324 | 105 |
12 | 300 | 460 | 419.1 | 12 | 25 | 39.7 | 375 | 117 |
14 | 350 | 520 | 476.3 | 12 | 29 | 42.9 | 429 | 130 |
16 | 400 | 580 | 533.4 | 16 | 29 | 46.0 | 483 | 143 |
18 | 450 | 635 | 587.4 | 16 | 32 | 49.2 | 533 | 156 |
20 | 500 | 690 | 641.4 | 20 | 32 | 52.4 | 587 | 168 |
24 | 600 | 815 | 749.3 | 20 | 35 | 58.7 | 692 | 194 |
表 6-2 Class 125 滑套法兰和螺纹法兰尺寸 (公制)
NPS | DN | 法兰外径 D | 螺栓圆直径 K | 螺栓孔数量 n | 螺栓孔直径 L | 法兰厚度 C | 法兰内径 B |
1/2 | 15 | 90 | 60.3 | 4 | 16 | 12.7 | 22 |
3/4 | 20 | 100 | 69.9 | 4 | 16 | 14.3 | 27 |
1 | 25 | 110 | 79.4 | 4 | 16 | 15.9 | 34 |
1 1/4 | 32 | 135 | 98.4 | 4 | 16 | 17.5 | 43 |
1 1/2 | 40 | 140 | 108.0 | 4 | 16 | 19.1 | 49 |
2 | 50 | 150 | 120.7 | 4 | 19 | 20.7 | 61 |
2 1/2 | 65 | 175 | 139.7 | 4 | 19 | 22.3 | 74 |
3 | 80 | 190 | 152.4 | 4 | 19 | 23.9 | 90 |
4 | 100 | 230 | 190.5 | 8 | 19 | 27.0 | 116 |
5 | 125 | 255 | 215.9 | 8 | 22 | 28.6 | 143 |
6 | 150 | 280 | 241.3 | 8 | 22 | 30.2 | 170 |
8 | 200 | 345 | 298.5 | 8 | 22 | 33.3 | 222 |
10 | 250 | 405 | 362.0 | 12 | 25 | 36.5 | 276 |
12 | 300 | 460 | 419.1 | 12 | 25 | 39.7 | 327 |
14 | 350 | 520 | 476.3 | 12 | 29 | 42.9 | 378 |
16 | 400 | 580 | 533.4 | 16 | 29 | 46.0 | 429 |
18 | 450 | 635 | 587.4 | 16 | 32 | 49.2 | 480 |
20 | 500 | 690 | 641.4 | 20 | 32 | 52.4 | 530 |
24 | 600 | 815 | 749.3 | 20 | 35 | 58.7 | 632 |
6.3 Class 250 法兰尺寸 (公制)
表 6-3 Class 250 对焊法兰尺寸 (公制)
NPS | DN | 法兰外径 D | 螺栓圆直径 K | 螺栓孔数量 n | 螺栓孔直径 L | 法兰厚度 C | 颈部直径 X | 颈部长度 Y |
1/2 | 15 | 95 | 66.7 | 4 | 16 | 14.3 | 38 | 38 |
3/4 | 20 | 115 | 82.6 | 4 | 19 | 15.9 | 48 | 41 |
1 | 25 | 125 | 88.9 | 4 | 19 | 17.5 | 54 | 44 |
1 1/4 | 32 | 150 | 114.3 | 4 | 22 | 19.1 | 70 | 51 |
1 1/2 | 40 | 155 | 127.0 | 4 | 22 | 20.7 | 76 | 54 |
2 | 50 | 190 | 152.4 | 8 | 22 | 23.9 | 98 | 60 |
2 1/2 | 65 | 215 | 177.8 | 8 | 22 | 27.0 | 114 | 67 |
3 | 80 | 230 | 190.5 | 8 | 22 | 28.6 | 130 | 73 |
4 | 100 | 275 | 235.0 | 8 | 25 | 31.8 | 159 | 83 |
5 | 125 | 330 | 279.4 | 8 | 29 | 35.0 | 190 | 92 |
6 | 150 | 355 | 317.5 | 12 | 29 | 36.5 | 222 | 102 |
8 | 200 | 420 | 381.0 | 12 | 32 | 41.3 | 273 | 117 |
10 | 250 | 485 | 444.5 | 16 | 32 | 47.6 | 324 | 133 |
12 | 300 | 535 | 489.0 | 20 | 32 | 50.8 | 381 | 149 |
14 | 350 | 595 | 546.1 | 20 | 35 | 54.0 | 413 | 165 |
16 | 400 | 660 | 603.3 | 20 | 35 | 57.2 | 470 | 181 |
18 | 450 | 710 | 654.1 | 24 | 35 | 60.3 | 533 | 197 |
20 | 500 | 775 | 711.2 | 24 | 39 | 63.5 | 584 | 213 |
24 | 600 | 915 | 838.2 | 24 | 42 | 69.9 | 692 | 244 |
表 6-4 Class 250 滑套法兰和螺纹法兰尺寸 (公制)
NPS | DN | 法兰外径 D | 螺栓圆直径 K | 螺栓孔数量 n | 螺栓孔直径 L | 法兰厚度 C | 法兰内径 B |
1/2 | 15 | 95 | 66.7 | 4 | 16 | 14.3 | 22 |
3/4 | 20 | 115 | 82.6 | 4 | 19 | 15.9 | 27 |
1 | 25 | 125 | 88.9 | 4 | 19 | 17.5 | 34 |
1 1/4 | 32 | 150 | 114.3 | 4 | 22 | 19.1 | 43 |
1 1/2 | 40 | 155 | 127.0 | 4 | 22 | 20.7 | 49 |
2 | 50 | 190 | 152.4 | 8 | 22 | 23.9 | 61 |
2 1/2 | 65 | 215 | 177.8 | 8 | 22 | 27.0 | 74 |
3 | 80 | 230 | 190.5 | 8 | 22 | 28.6 | 90 |
4 | 100 | 275 | 235.0 | 8 | 25 | 31.8 | 116 |
5 | 125 | 330 | 279.4 | 8 | 29 | 35.0 | 143 |
6 | 150 | 355 | 317.5 | 12 | 29 | 36.5 | 170 |
8 | 200 | 420 | 381.0 | 12 | 32 | 41.3 | 222 |
10 | 250 | 485 | 444.5 | 16 | 32 | 47.6 | 276 |
12 | 300 | 535 | 489.0 | 20 | 32 | 50.8 | 327 |
14 | 350 | 595 | 546.1 | 20 | 35 | 54.0 | 378 |
16 | 400 | 660 | 603.3 | 20 | 35 | 57.2 | 429 |
18 | 450 | 710 | 654.1 | 24 | 35 | 60.3 | 480 |
20 | 500 | 775 | 711.2 | 24 | 39 | 63.5 | 530 |
24 | 600 | 915 | 838.2 | 24 | 42 | 69.9 | 632 |
表 6-5 盲法兰最小厚度 (公制)
NPS | Class 125 | Class 250 |
1/2 | 12.7 | 14.3 |
3/4 | 14.3 | 15.9 |
1 | 15.9 | 17.5 |
1 1/4 | 17.5 | 19.1 |
1 1/2 | 19.1 | 20.7 |
2 | 20.7 | 23.9 |
2 1/2 | 22.3 | 27.0 |
3 | 23.9 | 28.6 |
4 | 27.0 | 31.8 |
5 | 28.6 | 35.0 |
6 | 30.2 | 36.5 |
8 | 33.3 | 41.3 |
10 | 36.5 | 47.6 |
12 | 39.7 | 50.8 |
14 | 42.9 | 54.0 |
16 | 46.0 | 57.2 |
18 | 49.2 | 60.3 |
20 | 52.4 | 63.5 |
24 | 58.7 | 69.9 |
第 7 章 公差 (Tolerances)
7.1 通用要求
为了确定是否符合 ASME B16.1 标准，当规定了极限值、最大值或最小值时，有效数字的确定应按照 ASTM E29《标准试验方法中使用的有效数字和舍入》进行舍入。
7.2 中心至接触面和中心至端面公差
尺寸项目 | NPS ≤ 10 | NPS ≥ 12 |
中心至接触面 (非环连接面) | ±1.0 mm(±0.04 in.) | ±1.5 mm(±0.06 in.) |
接触面至接触面 (非环连接面) | ±2.0 mm(±0.08 in.) | ±3.0 mm(±0.12 in.) |
7.3 密封面公差
密封面尺寸项目 | 公差 |
突面 (RF) 外径 | +1.0 mm, -0.0 mm (+0.04 in., -0.0 in.) |
密封面与法兰内孔的垂直度 | 1° |
密封面平面度 | ±0.05 mm (±0.002 in.) |
7.4 法兰厚度公差
法兰厚度只允许正偏差，不允许负偏差:
法兰尺寸 | 厚度公差 |
NPS ≤ 18 | +3.0 mm,-0.0 mm(+0.12 in., -0.00 in.) |
NPS ≥ 20 | +5.0 mm,-0.0 mm(+0.19 in., -0.00 in.) |
7.5 焊接端法兰端部和颈部公差
7.5.1 焊接端外径
法兰尺寸 | 外径公差 |
NPS ≤ 5 | +2.0 mm,-1.0 mm(+0.08 in., -0.04 in.) |
NPS ≥ 6 | +4.0 mm,-1.0 mm(+0.16 in., -0.04 in.) |
7.5.2 焊接端内径
法兰尺寸 | 内孔公差 |
NPS ≤ 10 | ±1.0 mm(±0.04 in.) |
12 ≤ NPS ≤ 18 | ±1.5 mm(±0.06 in.) |
NPS 20 | +3.0 mm,-1.5 mm(+0.12 in., -0.06 in.) |
7.5.3 法兰颈部底部直径
颈部底部直径 | 公差 |
≤ 610 mm(24 in.) | ±1.6 mm(±0.06 in.) |
7.6 对焊法兰颈部长度公差
法兰尺寸 | 颈部长度公差 |
NPS ≤ 4 | ±1.5 mm (±0.06 in.) |
5 ≤ NPS ≤ 10 | +1.5 mm, -3.0 mm (+0.06 in., -0.12 in.) |
NPS ≥ 12 | +3.0 mm,-5.0 mm(+0.12 in., -0.20 in.) |
7.7 法兰内径与沉孔公差
7.7.1 滑套法兰内径
法兰尺寸 | 内径公差 |
NPS ≤ 10 | +1.0 mm,-0.0 mm(+0.04 in., -0.0 in.) |
NPS ≥ 12 | +1.5 mm,-0.0 mm(+0.06 in., -0.0 in.) |
7.7.2 螺纹法兰沉孔直径
法兰尺寸 | 沉孔直径公差 |
NPS ≤ 10 | +1.0 mm,-0.0 mm(+0.04 in., -0.0 in.) |
NPS ≥ 12 | +1.5 mm,-0.0 mm(+0.06 in., -0.0 in.) |
7.8 钻孔与螺栓孔公差
钻孔项目 | 公差 |
螺栓圆直径 | ±1.5 mm (±0.06 in.) |
相邻螺栓孔中心距 | ±0.8 mm (±0.03 in.) |
螺栓圆与法兰内孔的同心度 | NPS ≤ 2 1/2: 0.8 mm (0.03 in.) max. NPS 3-24: 1.5 mm (0.06 in.) max. |
螺栓孔直径 | +0.8 mm, -0.0 mm (+0.03 in., -0.0 in.) |
7.9 法兰外径公差
法兰外径 | 公差 |
≤ 610 mm(24 in.) | ±1.6 mm(±0.06 in.) |
第 8 章 制造和加工 (Manufacturing and Machining)
8.1 法兰和法兰管件应采用铸造方法制造。
8.2 所有铸件应进行清砂处理，去除表面的粘砂、氧化皮和其他杂质。
8.3 法兰的密封面应采用车削加工，表面粗糙度 
。
8.4 法兰的背面可以是铸态，但应保证法兰厚度符合要求。
8.5 螺栓孔应采用钻削加工，不得采用气割或等离子切割。
8.6 螺纹法兰的螺纹应采用车削加工，螺纹应清晰、完整，无毛刺和缺陷。
8.7 对于球墨铸铁法兰，应进行热处理，以消除铸造应力并保证其力学性能。
第 9 章 检验和试验 (Inspection and Testing)
9.1 所有法兰和法兰管件应进行外观检查，不得有裂纹、气孔、缩孔、夹渣等影响使用的缺陷。
9.2 所有法兰和法兰管件应进行尺寸检查，确保符合第 6 章和第 7 章的规定。
9.3 对于 Class 250 的法兰和法兰管件，应进行 100% 的水压试验，试验压力为 2.0 MPa (290 psi), 保压时间不少于 5 分钟，无渗漏为合格。
9.4 对于有特殊要求的法兰和法兰管件，可根据买方要求进行超声波检测或磁粉检测，检测方法应符合 ASME BPVC Section V 的规定。
9.5 所有检验项目应形成记录，并由检验人员签字确认。
第 10 章 标记和包装 (Marking and Packaging)
10.1 法兰和法兰管件的标记应符合 ASME B16.5-2020 第 8 章的规定，并应增加以下标记:
• "B16.1" 字样
• 材料牌号
• 压力等级
10.2 标记应清晰、永 久地打在法兰的侧面或管件的本体上，不得打在密封面上。
10.3 法兰和法兰管件的包装应符合 ASME B16.5-2020 第 9 章的规定，密封面应采用保护盖保护，防止损坏。
10.4 螺纹法兰的螺纹应涂防锈油，并采用塑料保护套保护。
附录 A 压力 - 温度额定值
表 A-1 灰铸铁和球墨铸铁材料压力 - 温度额定值 (MPa)
温度 (°C) | Class 125 | Class 250 |
≤38 | 1.03 | 2.07 |
100 | 0.90 | 1.80 |
150 | 0.76 | 1.52 |
200 | 0.62 | 1.24 |
250 | 0.48 | 0.96 |
300 | 0.34 | 0.68 |
350 | 0.21 | 0.41 |
注：球墨铸铁材料的压力 - 温度额定值与灰铸铁相同。
附录 B 法兰管件尺寸
表 B-1 Class 125 90° 弯头尺寸 (公制)
NPS | DN | 外径 D | 壁厚 T | 中心至端面 A |
1/2 | 15 | 21.3 | 3.7 | 38 |
3/4 | 20 | 26.7 | 3.9 | 44 |
1 | 25 | 33.4 | 4.5 | 51 |
1 1/4 | 32 | 42.2 | 4.8 | 64 |
1 1/2 | 40 | 48.3 | 5.1 | 70 |
2 | 50 | 60.3 | 5.5 | 83 |
2 1/2 | 65 | 73.0 | 6.3 | 95 |
3 | 80 | 88.9 | 6.6 | 108 |
4 | 100 | 114.3 | 7.1 | 133 |
5 | 125 | 141.3 | 7.5 | 159 |
6 | 150 | 168.3 | 8.0 | 184 |
8 | 200 | 219.1 | 8.2 | 235 |
10 | 250 | 273.0 | 9.3 | 286 |
12 | 300 | 323.9 | 10.3 | 337 |
14 | 350 | 355.6 | 11.1 | 387 |
16 | 400 | 406.4 | 12.7 | 438 |
18 | 450 | 457.2 | 14.3 | 489 |
20 | 500 | 508.0 | 15.1 | 540 |
24 | 600 | 610.0 | 17.5 | 641 |
2020 版相较于 2016 版的主要变化
1. 更新引用标准：所有引用标准均更新至最 新版本
2. 增加球墨铸铁材料要求：明确规定了球墨铸铁材料的牌号和热处理要求
3. 提高表面质量要求：明确规定了密封面的平面度和表面粗糙度要求
4. 统一舍入规则：明确要求按照 ASTM E29 进行公差符合性判定
5. 完善水压试验要求：明确规定了 Class 250 法兰的水压试验压力和保压时间
6. 增加法兰管件尺寸：补充了常用法兰管件的尺寸表