浅析公称压力与公称直径

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    工程项目中常用到公称压力和公称直径,有时会出现一些模糊、混乱。笔者在工程设计中经常遇到一些仪表管阀件压力、口径、材料等描述不清,特别是国内标准和国外标准相结合参考时。卡套作为仪表安装材料应该在选择公称压力和公称直径时明确应用条件。在《自控安装图册》(HG/T21581 2010)中,卡套连接方式为首选,随后是焊接,螺纹,这样就凸显出公称压力和公称直径的准确定义及表述。根据该图册中一些应用于设计工作的切合实际的定义,笔者提出了自己的认识并应用于实际工作中。

    1　公称压力

    在ANSI B16.34中对公称压力的定义:某一材料的管道元件工作温度和工作压力的对应关系。该标准明确规定了压力等级的取值系列和边界条件,用户可以据此判定所选仪表相关温压曲线是否满足压力等级的要求。

    同一公称压力的元件应用的材料不同,其温度压力特性可能不同。根据ANSI B16.34标准,2 500磅级阀门1 000℉(538℃)时的最大允许工作压力:材料为316 SS时,为2 915 psi(1 psi=6.895 kPa);材料为321 SS时,为2 970 psi。因此,公称压力涉及的数字均不代表测量值,不应用于计算目的。

    由公称压力、压力等级得到最大允许工作压力的流程:确定标准—确定公称压力—确定材料—查相应的温压曲线—得到最大允许工作压力。下面对不同国家标准公称压力/压力等级的表示方法进行说明。各标准体系的公称压力/压力等级大致对照见表1所列。

注: 1 bar=1×105Pa。

    a)美国标准。既有磅级体系又有PN体系,磅级是压力和温度等级的表示方法,例如: 300Class或Class 300。磅级/PN是压力等级概念,包含相关标准及温压特性信息。

    b)中国标准。GB/T 1048 2005(代替GB/T1048 1990)规定公称压力的表述方式为PN+数值,GB/T 1048 2005主要有以下重要改变:

    1)字母PN后跟的数字不代表测量值,不应用于计算目的,除非在有关标准中另有规定。

    2)除与相关的管道元件标准有关联外,术语PN不具有意义。

    3)管道元件允许压力取决于元件的PN数值、材料和设计以及允许工作温度等,允许压力在相应标准的压力温度等级表中给出。

    4)具有同样PN和DN数值的所有管道元件同与其相配的法兰应具有相同的配合尺寸。

    5)新版本明确将原版本中PN4.0(MPa)改为PN40。

    c)日本标准。“K”级。例如: 10K,20K,40K等。这种压力级的概念与英制单位中的压力级制相同,但计量单位采用米制。

    d)欧盟或德国英国标准。PN+数值,例如: PN25。

    e)ISO标准揉合了美国标准和欧盟(德国)标准两个标准体系。