从严格的法兰联接角度讲，它是由一组法兰对、 螺栓、螺母和垫片所构成的联接系统。

法兰联接设计 计算分为 3 部分：垫片设计、螺栓设计和法兰本体设 计。 垫片是法兰联接设计的基础。要明确 2 个重要的 表征垫片性能的参数 !

定义为无内压下形成 密封连接时，形成初始密封条件垫片所需要的最小压 紧力，用单位接触面上的压紧力表示，也称比压力；" 定义为施加内压时在垫片上保持密封压力螺栓所能 追加的预紧载荷的能力，指操作发生临界泄漏时，垫 片上的残余比压与泄漏介质压力的比值。应根据设 计条件和使用介质，选定适当的垫片种类、材质、并确 定垫片的尺寸（内径、外径），以此计算出在预紧和操 作 2 种状态下的压紧力。

在确定好螺栓材料的基础上，根据垫片所须的压 紧力分别计算螺栓面积，并以大者作为计算面积。实 际配置的螺栓面积应不小于该面积。螺栓设计的关 键是确定尽可能小的螺栓中心圆直径。具体作法是 通过试选合适的螺栓规格和数量来进行。

著名的法兰计算方法有铁木辛柯（Timoshenko）法、 华脱尔斯（Waters）法等。其中华氏法是世界上大多数 国家和国内采用的方法。

华氏法是基于弹性分析的 方法，其力学模型是把法兰看成由环板、锥径和圆筒 3 个元件构成的 2 对不连续联接问题。为方便计算而把 各种法兰分为整体法兰（包括带径或不带径）和活套 法兰（包括带径或不带径）2 大类，而把任意法兰视其 法兰环和圆筒焊接联接接头的牢固程度而认为它接 近于整体法兰或活套法兰，分别按照整体法兰或活套 法兰计算，不存在任意法兰的计算方法。

任意法兰一 般应按整体法兰设计计算，在一定条件下可简化为按 活套法兰计算。 工程中，与各种配管相联接的管法兰，在一定公 称压力范围内，已经制订出各种类型和密封型式的标准系列供选用。遇到非标准法兰，也可采用相关软件 进行电算，如 LANSYS PV1. 2，SW6 等。如果不具备这 样的条件，参照 GB150 有关内容计算也是可行的，这 也是华氏法能得到广泛应用的原因之一。

管法兰体系依照管径体系，可分为欧洲体系管法 兰和美洲体系管法兰。 国内目前常用的管法兰体系分类如下： 欧洲体系：机械行业系列，JB/ T74 ~ 90—94，仅适 于欧洲体系中的“小外径”； 美洲体系：石化标准系列，SH3406—96，仅适于美 洲体系“大外径”； 欧洲 兼 美 洲 体 系：化 工 行 业 系 列，HG20592 ~ 20635—97；国标系列：GB/ T9112 ~ 9124—2000. 上述几种管法兰中，化工行业系列最全面和先 进，应作为首选。国家质量监督检验检疫总局在有关 法规文件中指定选用该标准。

管法兰的正确选用需要考虑的因素包括与管法 兰联接的管道管径、压力、温度、介质、材料（包括管法 兰本体、密封垫、螺柱和螺母）、腐蚀裕度以及与管道 联接处的检测方式等诸多因素。
（1）管道法兰一般应成对应用。相互联接的法兰 除公称直径和压力必须一致外，法兰的标准一般也应 该一致（最起码的要求是体系一致）。
（2）法兰密封面型式主要有 5 种：突面（RF）、凹凸 面（MFM）、榫槽面（TG）、全平面（FF）、环连接面（RJ）。 配对遵循原则：突面（突面 + 突面）；凹凸面（凹面 + 凸 面）；榫槽面（榫 + 槽）；全平面（全平面 + 全平面）；环 连接面（环连接面 + 环连接面）。
（3）容器采用凹凸面或榫槽面联接型式时，容器 顶部和侧面应为凹面或槽面；底部应为凸面或榫面 （如与阀门等标准件连接时，视该标准件的密封面确 定）。
（4）法兰类型繁多，型式主要有板式平焊（PL）、带 颈平焊（SO）、带颈对焊（WN）、整体（IF）、承插焊（SW）、 螺纹（Th）、对焊环松套（PJ/ SE；LF / SE）、平焊环松套 （PJ/ PR）等，还有法兰盖（BL）和衬里法兰盖（BL（S））。 其中，最常用的管法兰型式是板式平焊、带颈对焊。
（5）法兰材料的选用一般依据所选用的法兰标准 规定.

（1）制 造 管 法 兰 用 锻 件 一 般 应 符 合 JB4726 ~ 4728—2000。锻件级别可遵循以下规定：
①1级锻件：公称压力为 0.25 ~ 1.0 MPa 的碳素 钢、奥氏体不锈钢。
②皿级锻件（符合下列情况之一者） a.公称压力!10.0 MPa 法兰用锻件； b.公称压力 > 4.0 MPa 的铬钼钢锻件； c.公称压力 > 1.6 MPa 且工作温度" - 20 C的铁 素体钢锻件。
③1级或1级以上锻件：除②规定外，公称压力 !" 为 1.6 ~ 6.3 MPa 的锻件。
（2）带颈平焊、带颈对焊、承插焊和螺纹法兰采用
种具体结构。当柱塞后退时，在负压的作 用下，进液阀被打开，常压介质由泵头 2 的进液孔通过 进液阀组 6 进入压力腔；当柱塞前进时，压力腔体积变 小，压力腔内的常压介质升压，此时进液阀被关闭，排 液阀被打开，高压介质通过排液阀组 4 被挤入集液腔， 高压介质通过调压溢流阀和高压管路输送到清洗喷 头，完成清洗作业。

这种石化管道无交变应力泵头清洗机是针对石 油化学工业领域设备、管道的清洗而专门研制开发 的，其装备的全新设计的对称角度布置无交变应力泵 头成功解决了传统清洗机泵头十字交叉孔处相贯线 处应力集中的难题，显著提高了泵头的承载能力和抗 疲劳破坏能力，完全达到了预期的设计目的，其运行 效果是令人满意的。