Диапазоны рабочих давлений
Вы здесь
Одной из основных характеристик трубопроводной арматуры является ее номинальное давление – PN. Арматурные стандарты различных стран определяют РЯДЫ стандартных значений PN для арматуры, изготавливаемой по этим стандартам. Другими словами – производитель арматуры (как и ее потребитель, кстати) ограничен в своих запросах существующим рядом стандартных значений номинальных давлений арматуры.
ГОСТ 356-80 Арматура и детали трубопроводов. Давления условные, пробные и рабочие.
«С тандарт распространяется на арматуру и детали трубопроводов (тройники, колена, отводы, переходы, фланцы и др.) и устанавливает ряды номинальных, пробных и рабочих давлений.
Значения номинальных давлений арматуры и деталей трубопровода должны соответствовать следующему ряду :
0,10 (1,0); 0,16 (1,6); 0,25 (2,5); 0,40 (4,0); 0,63 (6,3); 1,00 (10); 1,60 (16); 2,50 (25); 4,00 (40); 6,30 (63); 10,00 (100); 12,50 (125); 16,00 (160); 20,00 (200); 25,00 (250); 32,00 (320); 40,00 (400); 50,00 (500); 63,00 (630); 80,00 (800); 100,00 (1000); 160,00 (1600); 250,00 (2500) МПа (кгс/см²).
Для арматуры и деталей трубопровода, производство которых освоено до введения в действие настоящего стандарта, допускаются номинальные давления 0,6 (6); 6,4 (64) и 8,0 (80)Па (кгс/см²)».
Cтандарт ANSI (American National Standards Institute) определяет ряд допустимых номинальных давлений в других размерных единицах — фунтах деленных на квадратный дюйм (PSI). Все цифры после слов ANSI или CLASS обозначают значение условного (номинального) давления: ANSI 150, ANSI 300, ANSI 600, ANSI 900, ANSI 1500, ANSI 2500 и ANSI 4500
ТАБЛИЦА КЛАССОВ ДАВЛЕНИЯ ANSI С ПЕРЕВОДОМ В БАР И МПА
Класс давления ANSI
Но и это – далеко не все, что нужно знать о номинальном давлении трубопроводной арматуры, поскольку существует взаимосвязь температуры и давления рабочей среды.
Условное давление арматуры (Ру) указывается для температуры рабочей среды 20 ⁰ С. С ростом температуры рабочей среды реальное рабочее давление арматуры снижается. Например, для стали 20Л для арматуры и деталей трубопроводов на условное давление 1,6 МПа при температуре рабочей среды + 425 ⁰ С рабочее давление будет составлять не более 0,8 МПа.
Информация о условных, пробных и рабочих давлениях приведена в ГОСТ 356-80 «Арматура и детали трубопроводов. Давления условные, пробные и рабочие».
Довольно часто в арматуре применяют неметаллические материалы для уплотняющих поверхностей (например, в шаровых кранах используют фторопласт (PTFE) в качестве седла для запорного органа — шара). При этом каждый материал уплотнения имеет собственные температурные ограничения вне зависимости от возможностей материала корпуса. Так корпус шарового крана из нержавеющей стали может работать в диапазоне температур – 196 + 450 ⁰ С. Однако применение уплотнения из фторопласта ограничивает рабочий диапазон до значения – 60 + 200 ⁰ С. Но даже этот диапазон является условным, т.к. существует зависимость верхней граничной температуры работы фторопласта от давления рабочей среды. И 200 ⁰ С – это справедливо для давления 0,1 МПа. А для давления 1,6 МПа верхняя температура работы фторопласта будет уже 150 ⁰ С.
Т.е. в общем случае мы всегда имеем зависимость между температурой рабочей среды и максимальным давлением, которое допускают конструкция и материальное исполнение условного клапана при этой температуре . Обратите внимание : номинальное давление не является максимально допустимым давлением арматуры. Перед использованием обязательно проверьте диапазон рабочего давления клапана в зависимости от температуры.
Для правильного выбора диапазона температуры и давления производители часто приводят графики зависимости этих величин для своих изделий: пример графика компании GENEBRE для шарового крана с уплотнением из PTFE
Мы же рекомендуем пользоваться таблицами ГОСТ 356-80 «Арматура и детали трубопроводов. Давления условные, пробные и рабочие».
Расшифровка номиналов давления фланцев (с таблицами)
Что означает номинальное давление фланца ANSI? Как правильно выбрать номинал фланца?
Термин «номинальное давление фланца» (или класс) относится к максимальному давлению (в фунтах на квадратный дюйм или барах), которое фланец выдерживает при повышающихся температурах. Фланцы с более высоким номиналом (классом) более прочны, чем фланцы с более низким номиналом, поскольку они выдерживают большее давление при повышении температуры. Фланцы, изготовленные из разных материалов, демонстрируют разные характеристики давления и температуры при одинаковой номинальной мощности В этой статье вы найдете таблицы номинальных давлений для фланцев из углеродистой, легированной и нержавеющей стали, а также некоторые рекомендации по выбору правильного номинального давления для вашего применения в трубопроводах.
Расшифровка номинала фланцев по ANSI
Номинальное давление определяется как максимально допустимое давление, которое фланец может выдержать при повышении температуры. Согласно спецификации ANSI / ASME B16.5 существует семь классов давления фланцев: 150, 300, 400, 600, 900, 1500 и 2500.
Термины «номинальное давление», «класс», «#», «Lb» или «Lbs» являются взаимозаменяемыми, то есть все они относятся к одной и той же точной концепции давления / температуры фланца (и другого оборудования, такого как клапаны, фитинги, так далее).
Поясним это на примере:
Если два фланца имеют одинаковый размер отверстия (например, 6 дюймов), один и тот же материал (пример A105), но два разных номинальных давления (один фланец класса 150, другой 300), фланец с более низким номинальным давлением (класс 150) будет меньше , легче и менее прочный, чем фланец с более высокими характеристиками (класс 300). Это представлено на картинке:
Теперь рассмотрим, что это значит с точки зрения оценки давления:
фланец класса 150 выдерживает всего 140 фунтов на квадратный дюйм при температуре 600 градусов F ° (согласно приведенной ниже таблице характеристик)
фланец класса 300 (больше и прочнее, но с тем же размером отверстия) выдерживает 570 фунтов на квадратный дюйм при той же температуре 600 градусов F °
Наконец, фланец класса 2500 такого же размера выдерживает давление в 34 раза больше, чем фланец класса 150, достигая колоссального значения 4730 фунтов на кв. дюйм при 600 ° F!
Итак, как выбрать правильный номинал фланца?
Ниже приведена таблица характеристик, которая относится к нужному фланцу (это зависит от материала фланца, поскольку фланцы с разными марками материала имеют разные номинальные давления)
Определите максимальную рабочую температуру в вашей системе трубопроводов (то есть выберите одну строку в таблице)
Выберите номинал, основанный на максимальном давлении, которое вы ожидаете при этом уровне температуры (то есть выберите один столбец в этой строке)
Вуаля, у вас есть требуемый рейтинг!
Чтобы помочь вам сделать это легко, найдите ниже таблицы номинальных давлений ASME B16.34 для наиболее распространенных фланцевых материалов (углерод, сплав, нержавеющая сталь).
Таблица номинального давления фланцев из углеродистой стали
ANSI фланец ASTM A105, A350 Gr. LF2 / LF6 Класс 1
Таблица характеристик фланцев показывает максимальное давление для фланцев классов 150/300/400/600/900/1500/2500 при повышении температуры (по Цельсию или по Фаренгейту) — в PSI.
О классах давления по ANSI и DIN, а также о дюймах и миллиметрах
Иногда даже достаточно опытный специалист не сразу скажет вам, чему соответствует то или иное значение давления или длины в одной системе значениям в другой системе величин.
Чтобы облегчить вам эту задачу, мы предлагаем таблицы соотношения величин давления и длины в европейской и американской системах с небольшими пояснениями. Но сначала несколько слов о самих стандартах.
DIN — это немецкий стандарт (расшифровывается как Deutsches Institut für Normung, то есть разработанный Германским институтом стандартизации), который разрабатывается строго в рамках положений Международной организации по стандартизации — ISO (International Organization for Standardization).
ANSI – стандарт, принятый в Соединённых Штатах Америки. Расшифровывается как American National Standards Institute, то есть стандарт Американского национального института по стандартизации.
Соответственно, нормы ANSI определяются именно этим институтом, и далеко не всегда между стандартами DIN и ANSI можно проследить точные соответствия в различных сферах.
Перевод единиц давления из ANSI в DIN
Здесь всё просто: если по стандарту ANSI напротив давления стоит цифра 150 — это означает, что номинальное (на которое рассчитана арматура) давление составляет 20 бар, 300 — 50 бар и т.д. Максимальное значение по ANSI Class – 2500 будет равно 420 бар по европейскому стандарту DIN.
Пользуясь этой таблицей, несложно переводить значения давления и обратно: из DIN в ANSI, хотя осуществлять такой перевод нашим инженерам требуется гораздо реже.
Перевод единиц длины из американской системы в европейскую (российскую)
Как известно, американцы всё измеряют дюймами и футами, а мы и европейцы — миллиметрами, сантиметрами и метрами, то есть, как и подавляющее большинство государств мира, мы живём в метрической системе единиц.
Как же переводить дюймы в миллиметры? На самом деле, в этом также нет ничего сложного, достаточно лишь запомнить, что 1 дюйм равняется 25,4 мм. Однако нередко цифрой после запятой пренебрегают и для ровного счёта указывают, что 1 дюйм = 25 мм.
Таким образом, если, например, сечение входного отверстия равно 2 дюймам по американской системе мер, то, переведя по вышеуказанному правилу это значение в нашу систему мер, получаем 50 мм или, что более точно — 51 мм (округлив 50,8 по правилам).
Осталось добавить, что диаметр в технических характеристиках маркируется латинскими буквами DN и нередко указывается именно в дюймах, а давление обозначается при помощи букв PN и указывается чаще всего в барах — во всяком случае, мы используем именно такую маркировку как наиболее удобную.
А следующая таблица поможет вам высчитать не только точное количество миллиметров в одном дюйме (с точностью до тысячной миллиметра), но и поможет узнать, сколько миллиметров содержится, например, в 2,5 дюймах.
Для этого находим колонку 2» (2 дюйма), а слева ищем значение 1/2. Итого 2,5 дюйма = 63,501 мм, что вполне можно округлить до 64 мм, а, например, 6,25 дюйма (то есть 6 и 1/4) = 158,753 мм или 159 мм.