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技術文章 2026 年 10 月 4 日

怎麼指定 Tri-Clamp 衛生級三片式球閥,才能真正接得上?

不鏽鋼工作檯上的三片式 Tri-Clamp 衛生級球閥:一端以卡箍夾合,另一端開著,旁邊放著白色墊片和打開的卡箍

重點摘要

Tri-Clamp 接頭能不能扣上,取決於兩側的法蘭外徑(D2)是否相同,因為卡箍和墊片只接觸法蘭。法蘭後面的部分,也就是它焊接的管子、管子的內徑與長度,則來自另一套標準(ASME BPE、ISO 1127、DIN 32676 或 BS 4825)。所以「1/2 吋 Tri-Clamp」不是完整的規格:依管子標準不同,公稱 1/2 吋的 Ferrule 法蘭約為 25、34 或 50.5 mm,彼此不能扣合。兩個可以扣合的 Ferrule,內徑仍可能有段差,1 吋 ASME 管與 ISO 1127 DN25 管之間,每側最多 3.8 mm。指定衛生級三片式球閥時,要寫明管子標準、以 mm 表示的法蘭 D2、Ferrule 長度、閥門通徑與管子內徑的對照、閥座型式、墊片材質、卡箍型式與清洗方式。三片式閥體讓閥門可以從管線上拆下來清洗,但它並沒有消除球體周圍的腔室。

「Tri-Clamp」到底統一了什麼?

Tri-Clamp 接頭由三個零件組成:兩個相同的法蘭式 Ferrule、夾在中間的墊片,以及包住兩片法蘭背面的鉸鏈式卡箍。沒有公接頭與母接頭之分,打開也不需要工具。卡箍和墊片是照法蘭裁切的,它們不知道管子是什麼規格。

所以決定兩個 Ferrule 能不能接上的數字,是法蘭直徑,也就是尺寸表裡的 D2。同樣幾個 D2 數值會在每一套管子標準裡重複出現,因為每一個數值就是一種卡箍尺寸:

法蘭 D2ASME BPE 管BS 4825-3 管DIN 32676ISO 1127 管Schedule 5 管
約 25 mm1/4" 至 3/4"1/2"、3/4"–DN8、DN10–
34 mm––DN10 至 DN20DN15(也有 50.5 mm 的做法)–
50.5 mm1"、1 1/2"1"、1 1/2"DN25 至 DN40DN15 至 DN321/2" 至 1 1/4"
64 mm2"2"DN50DN401 1/2"
77.5 mm2 1/2"2 1/2"–DN502"
91 mm3"3"–DN652 1/2"
106 mm–3 1/2"–DN803"
119 mm4"4"––3 1/2"

最小的法蘭,在一家標示英制數值的製造商所列的 ASME BPE 表中是 0.984 in,也就是 25.0 mm。有些表格會進位成 25.4 mm。兩者可視為同一種卡箍尺寸,並請製造商確認他們指的是哪一個。

沿著 50.5 mm 這一列橫著讀:一種卡箍、一種墊片尺寸,後面至少接著五種不同的管子。DIN 32676 把它們分成三個系列:A 系列對應 DIN 11850 的公制管,B 系列對應 ISO 1127 管,C 系列對應 ASME BPE 的英制管,這是銷售這些產品的經銷商所用的說法。這類接頭的 ISO 標準 ISO 2852:1993,自 2018 年 7 月 31 日起已被撤銷,卻仍常被引用。它的法蘭直徑表(50.5、64、77.5、91、106、119、130 mm 以上)與 DIN 和 ASME 型錄所印的是同一個系列。

查過的每一份表格,法蘭數值都相同,也有經銷商說明法蘭尺寸在三套標準之間通用。本文取得的標準文本中,沒有一份明確寫出不同標準的相同法蘭可以扣合,而 ISO 2852 本身也沒有規範卡箍。對於關鍵的接頭,請卡箍與墊片的製造商確認這樣的搭配。

為什麼「1/2 吋 Tri-Clamp」不算規格?

因為小尺寸分成三種。同一個公稱尺寸,取自不同的管子標準,會落在不同的法蘭上:

三種法蘭尺寸,都以公稱 1/2 吋 Ferrule 販售 三個以相同比例繪製的圓。約 25 毫米的法蘭屬於 12.7 毫米的 ASME BPE 管。34 毫米的法蘭屬於 DIN 32676 DN15。50.5 毫米的法蘭屬於 ISO 1127 DN15 與 1/2 吋 Schedule 5 管。為其中一種準備的卡箍,無法扣在另一種上。 三種 Ferrule,同一個公稱尺寸(圓形等比例繪製,5 px = 1 mm) 約 25 mm ASME BPE 1/2" 管 管外徑 12.7,內徑 9.4 34 mm DIN 32676 DN15(外徑 19,內徑 16) 50.5 mm ISO 1127 DN15 與 Schedule 5 1/2" (外徑 21.3,內徑約 18)
尺寸取自製造商與經銷商整理的各標準尺寸表。ISO 1127 DN15 也有 34 mm 法蘭的做法,所以光看這個尺寸就有兩種選擇。

3/4 吋也一樣。ASME BPE 或 BS 4825-3 的 3/4 吋 Ferrule 是小法蘭,ISO 2037 或 Schedule 5 的 3/4 吋 Ferrule 是 50.5 mm,DIN 32676 DN20 則是 34 mm。採購單上只寫「3/4" Tri-Clamp」,並沒有說是這三種中的哪一種。

圖面上可以放心寫的,是以 mm 表示的法蘭 D2,並附上管子標準。卡箍型錄已經是這樣標示的:某家製造商最小的卡箍,同時列給 1/2 至 3/4 吋與 DN6 至 DN10,接下來的兩個尺寸是 34.0 與 50.5 mm。

兩套標準在同一個卡箍相遇,會怎麼樣?

卡箍扣得上,墊片也坐得住,只是內徑對不齊。取五份尺寸表裡的 1 吋 Ferrule 來看,法蘭都是 50.5 mm:

Ferrule管外徑(mm)內徑 D1(mm)長度 L(mm)
ASME BPE 1"25.422.1短型 28.6,長型 44.5
BS 4825-3 1"25.6522.221.5
ISO 2852 表 2,公稱 25(ISO 2037 管)25.622.621.5
DIN 32676 DN25(A 系列)292621.5
ISO 1127 DN2533.729.721.5

ASME 的內徑是管外徑減去兩倍 1.65 mm 的管壁。其餘數值取自 ISO 2852 的表格與製造商型錄。

把 ASME BPE 1 吋 Ferrule 接到 ISO 1127 DN25 Ferrule 上,兩邊內徑分別是 22.1 和 29.7 mm。直徑差 7.6 mm,也就是流道兩側各有 3.8 mm 的段差。接頭不會漏,但這個段差是產品會殘留的地方。EHEDG 的衛生設計準則指出,使用密封件或墊片的地方,其設計上要沒有會讓殘留污物被困住的縫隙,而且管路要能自行排淨或可以排淨。接頭處的段差,正是這項檢驗所針對的幾何形狀。表面粗糙度的部分,見衛生級閥門需要什麼表面粗糙度?。

落到閥門上,問題出在兩端的端件。如果閥門出貨時帶的是 1 吋 ASME Ferrule 端,而它後面的管線是 DIN DN25 管,閥門沒有錯,管線也沒有錯,錯的是這一對組合。

長度也有影響。在 ISO 2852 裡,Ferrule(標準稱為襯套)以頸部與法蘭合計的總長標示,管徑到 101.6 mm 為止都是 21.5 mm。ASME BPE 表也給出總長,短型 Ferrule 是 28.6 mm,長型是 44.5 或 57.2 mm。兩者的定義方式相同,所以差異是真實的:每端約 7 mm,一對共 14 mm。DIN DN10 至 DN20,兩份型錄的數值在 18 與 21.5 mm 之間不一致。請把裝好 Ferrule 的成品閥面對面尺寸,對照機台管路圖上預留的間隙。一般的核對方法見球閥的長度是多少?面對面與端對端尺寸。

三片式閥體解決了什麼,又留下了什麼?

球閥在結構上就有一個腔室。Alfa Laval 的衛生級球閥產品單張,用一句話點出這件事:所有球閥在球體後方都有一個腔室。閥門全開時,產品會停留在那個空間裡,管線沖不掉它。一份衛生級閥門的業界資料說,球閥因此通常不被視為衛生級閥門;如果非用不可,應該採用可以拆下並解體、以離線方式(COP)清洗的三片式設計。同一份資料還說,一般的衛生級球閥不適合在線清洗(CIP)。

標準面也朝同一個方向走。3-A 發布了一份球閥標準 3-A 68-01,Ball-Type Valves for Milk and Milk Products,最近一次修訂是 2023 年。一篇業界媒體文章報導,其更新版把球閥視為僅限 COP,未標示僅限 COP 的球閥不能再帶有 3-A 標誌。這是二手報導,標準本身又是付費取得,所以本文不給條款編號。

所以三片式閥體只做一件明確的事:它把原本伸手碰不到的腔室,變成拆開就能碰到的地方。兩側各有一個 Tri-Clamp 端,閥門不用工具就能從管線上取下,中間那一段讓人可以接觸到球體與閥座。

設計特徵解決了什麼留下了什麼
三片式閥體,Tri-Clamp 端閥門不用工具即可離開管線;球體與閥座可以接觸、清洗或更換清洗靠拆下來做。兩次清洗之間,腔室仍然存在
填腔式閥座縮小球體周圍的腔室,讓產品在運轉到清洗之間,可停留的地方變少Alfa Laval 把填腔件(包覆式閥座)列為選配,並說明它不能與其腔室清洗選配並用。要選的是較小的腔室,或是通往腔室的清洗路徑
通徑與管子內徑一致閥門通徑與所接的管子之間沒有段差同樣的管線尺寸,球體與閥體都比較大
縮徑閥體較小、較輕通徑小於所接的 Ferrule,每一端在構造上就有一個段差。這樣能不能接受,要由製程規格來決定

EHEDG 針對閥門的準則是 Guideline 14,Requirements for valves in hygienic and aseptic processes,第三版,2020 年 8 月。它涵蓋所有以衛生或無菌方式處理、並與食品接觸的閥門,對材料、可排淨性與微生物不可滲透性訂有一般要求。售價為 100 歐元,EHEDG 也表示已規劃修訂。目錄頁並沒有說明它是否把球閥當成一種閥型來處理,所以本文不引用其內容。

卡箍與墊片決定了什麼?

有四件事是閥體決定不了的。

溫度。Tri-Clamp 接頭的溫度上限,通常由墊片決定。一家製造商的墊片表列出以下範圍:

墊片材質溫度範圍
EPDM−46 至 132 °C(短時間可到 150 °C)
氟橡膠(FPM)−29 至 204 °C
矽膠(MVQ)−62 至 232 °C
PTFE−78 至 232 °C

同一份型錄對其不鏽鋼卡箍給出的滅菌溫度是 150 °C,而 EPDM 連續使用只列到 132 °C。循環溫度高於 132 °C,就超出該表為 EPDM 列出的連續使用範圍。墊片要對照製程的循環來核對,不是對照閥門。

壓力。接頭能承受的壓力,由卡箍型式、卡箍尺寸與墊片決定,和閥體的額定壓力是不同的數字。該卡箍型錄指出,最高使用壓力取決於所配的彈性體,並說其雙螺栓型依卡箍尺寸適用於 10 至 30 bar。額定 1000 psi WOG(約 69 bar)的閥體,可能裝在只能承受其一小部分壓力的接頭上。如果管線壓力與卡箍額定值相去不遠,訂單上就要寫明卡箍型式。

卡箍型式。同一份型錄列有扭力額定 5 Nm 的蝶形螺帽卡箍,以及額定 20 Nm 的六角螺帽卡箍。蝶形螺帽讓接頭可以徒手打開,六角螺帽則是撐得住較高壓力等級的部分。訂單上寫的是哪一種,決定了接頭怎麼鎖緊、由誰來鎖。

彈性體的合規性。同一份型錄列出其彈性體墊片符合 21 CFR 177.2600,PTFE 墊片符合 21 CFR 177.1550 的符合性證書。這兩項分別是美國對重複使用橡膠製品、以及對全氟碳樹脂的食品接觸規範。墊片是另一個零件,有它自己的文件,閥門的證書並不涵蓋墊片。

Tri-Clamp 閥門的訂單應該包含什麼?

  1. 管子標準與尺寸,例如 ASME BPE 1 吋或 ISO 1127 DN25。不要只寫「1 吋 Tri-Clamp」。
  2. 以 mm 表示的法蘭 D2。這是卡箍唯一依賴的數字。
  3. Ferrule 長度,以及裝上 Ferrule 後整顆閥的總長。
  4. 閥門通徑與管子內徑的對照。如果有可接受的段差,寫明數值。縮徑與否也在這一項決定。
  5. 閥座型式。標準閥座或填腔式閥座,以及閥座材質。
  6. 清洗方式。拆下離線清洗(COP)或在線清洗(CIP),以及製程是否使用蒸汽。答案會影響該選哪一種閥座。
  7. 墊片材質與最高循環溫度,連同卡箍型式與管線壓力。
  8. 以有名稱的規格代號標示表面粗糙度,涵蓋通徑內壁、球體與 Ferrule 端面。寫法見衛生級閥門需要什麼表面粗糙度?。
  9. 材質文件,涵蓋閥體、球體與 Ferrule,依爐號提供。

這篇文章沒有回答什麼?

一顆閥是否符合 3-A、ASME BPE 或 EHEDG,問的是整個元件、它的設計與它的文件。Ferrule 尺寸回答不了這個問題,在圖面上寫出某個標準的名稱,也不會讓零件因此合規。3-A 與 ASME BPE 有何不同,見液冷為什麼開始採用衛生級配管規則?。

為了排淨而選的安裝方向、各標準下閥門確切的面對面尺寸,以及某一種閥座的蒸汽與 CIP 限制,都是特定型號的特性。這些必須取自該型號的資料,不能從類別的說明推得。

常見問題

ISO 與 ASME 的 Tri-Clamp Ferrule 可以互換嗎?

法蘭外徑相同時,法蘭可以互換,因為卡箍和墊片只接觸法蘭。ASME BPE 1 吋 Ferrule 的 50.5 mm 法蘭,可以和 DIN 32676 DN25 Ferrule 的 50.5 mm 法蘭扣合。法蘭後面的管子不能互換,內徑也不同:ASME 1 吋 Ferrule 是 22.1 mm,ISO 1127 DN25 是 29.7 mm,流道裡會留下一道段差。

1.5 吋 Tri-Clamp 是什麼?

它是對應 50.5 mm 法蘭的卡箍尺寸。同樣的法蘭也出現在 ASME BPE 1 吋與 1 1/2 吋管、DIN 32676 DN25 至 DN40、ISO 1127 DN15 至 DN32,以及 1/2 至 1 1/4 吋的 Schedule 5 管上。這個稱呼指的是卡箍,不是管子。

三片式衛生級球閥可以做在線清洗(CIP)嗎?

一份衛生級閥門的業界資料指出,一般球閥不適合在線清洗,並建議採用可拆下、可拆解的三片式設計,以離線方式清洗。至於某一款使用填腔式閥座的型號適不適合 CIP,要看該型號自己的資料。

Tri-Clamp 閥門接頭該選哪一種墊片材質?

取決於最高的循環溫度。一家製造商列出的範圍是:EPDM 為 -46 至 132 °C,氟橡膠為 -29 至 204 °C,矽膠為 -62 至 232 °C,PTFE 為 -78 至 232 °C。請依循環溫度與清洗藥劑來選,並向供應商索取該墊片自己的食品接觸文件。

Tri-Clamp 閥門的接頭,耐壓等同於閥體額定壓力嗎?

不一定。接頭的耐壓受卡箍型式、卡箍尺寸與墊片限制。一家卡箍製造商表示,其雙螺栓型依尺寸適用於 10 至 30 bar,而閥體可以標到 1000 psi WOG,約 69 bar。管線壓力接近卡箍額定值時,訂單上要寫明卡箍型式。

ISO 2852 還是 Tri-Clamp Ferrule 的現行標準嗎?

ISO 2852:1993,Stainless steel clamp pipe couplings for the food industry,據維基百科,自 2018 年 7 月 31 日起已被撤銷,但仍被廣泛引用。DIN Media 列出的 DIN 32676 是 2025-09 版,A 系列對應 DIN 11850 公制管,B 系列對應 ISO 1127 管,C 系列對應 ASME BPE 的英制管。兩者所印的法蘭直徑系列相同。

由 LINS Valve Industrial Co., Ltd.(台灣台中)發布。最後更新:2026-10-04

資料來源:ISO 2852:1993 全文樣本(法蘭系列、襯套長度)及其撤銷狀態;DIN 32676 條目(標題與現行版本);ASME BPE Ferrule 尺寸取自 Dockweiler 的 ASME BPE 元件型錄;Armat 與 Flowsource 的 DIN 32676 Ferrule 尺寸表;HD Process 與 sanitaryfittings-cad 的彙整資料(用於交叉核對);各標準通用的法蘭尺寸;卡箍尺寸、扭力額定、壓力說明與墊片溫度表取自 Connectors Verbindungstechnik 的 Tri-Clamp 型錄(2006 年印製);Alfa Laval 衛生級球閥產品單張;Crane Engineering 談衛生級 CIP/COP 場合的閥門;3-A Sanitary Standards 標準清單,以及 Pumps & Systems 談球閥標準更新的文章;EHEDG Doc. 8,Hygienic Equipment Design Criteria(第二版,2004 年)與 EHEDG Guideline 14。

ISO 2852、DIN 32676、BS 4825-3、ASME BPE、3-A 68-01 與 EHEDG Guideline 14 都是付費取得的標準,除了 ISO 2852 的樣本之外,並未通讀全文。ASME BPE 的數字取自一家製造商的型錄,該型錄沿用 2009 年版的表格編號;BPE-2026 已於 2026 年 6 月發布,其表格編號並未核對。ASME 的內徑是依管外徑與 1.65 mm 管壁計算而得。圖面發出前,請對照標準的現行版本核對尺寸。卡箍的壓力與扭力數字是單一製造商型錄的數值,依卡箍型式而異。本文沒有給出清洗循環次數、排淨角度或洩漏率,因為這些都取決於特定的閥門型號與製程。