调节阀参数公称压力

1.4 调节阀参数

1.4.1 公称压力

公称尺寸DN是用于管道系统元件的字母和数字组合的尺寸标识。这个数字与端部连接件的孔径或外径（单位为mm)等特征尺寸直接相关。

公称尺寸是用字母“DN”后紧跟一个整数数字组成。如公称尺寸250mm,应标志为 DN250。

阀门的公称尺寸系列见表1-14。

                                                               表1-14 阀门公称尺寸系列

                                                                （GB/T 1047-2005）

注：1.除在相关标准中另有规定，字母DN后面的数字不代表测量值，也不能用于计算目的。

2. 采用DN标识系统的那些标准，应给出DN与管道元件的尺寸关系，例如DN/OD或DN/ID(OD外径，ID为内径）。

1.4.2公称压力

    公称压力由字母PN和其后紧跟的整数数字组成。它与管道系统元件的力学性能和尺寸特性相关。

在我国，涉及公称压力时，为了明确起见，通常给出计量单位，以“MPa”

表示。

在英、美及欧洲部分国家中，尽管日前在有关标准中已经列入了公称压力的概念，但实际应用中仍采用英制单位的压力级制（Class)表示。由于公称压力和压力级的温度基准不同，因此两者没有严格的对应关系。两者间大致的对应关系参见表1-15。

表1-15 Class和公称压力PN的对照表（参考）

日本标准中有一种“K”级制，例如10K、20K、40K等。这种压力级制的概念与英制的压力级制的概念相同，但计算单位采用米制，

“K”级制与Class之间的关系参见表1-16。

                                                            表1-16 “K”级与Class对照表（参考）

阀门的公称压力系列见表1-17。

                                                    表1-17 阀门的公称压力系列（GB/T 1048-2005）

注：1.字母PN后紧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。

1.4.3 压力－温度额定值

阀门的压力——温度额定值，是在指定温度下，用表压表示的最大允许工作压力。当温度升高时，最大允许工作压力随之降低。

压力－温度额定值数据是在不同工作温度和工作压力下，正确选用法兰、阀门及管件的主要依据，也是工程设计和生产制造中的

基本参数。

各种材料的压力——温度额定值、数据见第4章。许多国家都制订了阀门、管件、法兰的压力——温度额定值标准。

1.美国标准

在美国标准中，钢制阀门的压力——温度额定值按ASME B16.5-2003、ASMEB16.34-2004 的规定；铸铁阀门的压力——温度额定

值按 ASME B16.1-1989～B16.4-1989,ASME B16.42-1998的规定：青铜阀门的压力－温度额定值按 ASMEB16.15-2003、ASME

B16.24-2001 的规定。

（1)美国 ASME B16.5-2003规定了英制单位和米制单位两种法兰尺寸系

列，同时分别列出了适用于两种单位制的法兰压力－温度额定值。在该标准附录D中，给出了确定英制单位压力－温度额定值的方法。

以米制单位为例，确定不同材料压力－温度额定值的公式

式中    PT－－指定温度下的最大允许工作压力（MPa);

          PN——公称压力（MPa);

          σs——指定温度下材料的许用应力（MPa);

         148——基准应力系数，是指碳钢材料在常温下的许用应力值。

公式中的σs受材料温度特性的变化、材料在不同温度下，许用应力和屈服强度的变化及螺栓载荷变化等诸多因素的影响.σs的取值在ASME B16.5-2003中有具体规定。标准中列入的法兰材料多达100种，按化学成分和力学性能相近的材料进行了分组。

美国石油学会、日本石油学会、法国石油学会，以及BS1560第二 部分的法兰压力－温度额定值，均按照美国 ASME B16.5-2003中的压力－温度等级制订。

（2)美国 ASME B16.42-1998《球墨铸铁管法兰及法兰管件》标准 规定了CL150 和 CL300(PN2.0MPa 和 PN5.0MPa)球墨铸铁法兰压力－温度额定值在标准附录中，又规定了压力－温度等级的制订方法。其基本原理、使用范围、限制条件及制订程序与ASME B16.5-2003基本一致。

（3)美国 ASME B16.34-2004 纳入了 ASME B16.5-2003 中法兰连接阀门的温度－压力额定值数据。该标准中，法兰连接阀门的压力－温度额定值采用了ASME B16.5-2003的制订方法。该标准列出了法兰连接和对焊连接的标准级阀门，以及对焊连接特殊级阀门的压力－温度额定值数据表。标准中所列的阀门材料有100多种，共划分为27组。

2.德国标准

德国标准 DIN2401-1977第二分册《管道压力级、钢和铸铁管道部件的允许工作压力》，是一个比较综合的压力－温度额定值标准。其中，列出了无缝管、焊接管、法兰、阀门、管件及螺栓在不同材料，不同温度条件下的允许工作压力。该标准包括法兰材料6种、法兰连接铸铁阀门材料4种、铸钢5种、锻钢5种。这些均为原始材料。钢材均为碳钢和低合金钢，未包括不锈钢。

标准中明确规定，当选用与原始材料不同的其他材料时，其允许工作压力，根据使用材料的强度特性值，与标准中规定的原始材料在20℃时的强度值之间的比值进行计算。

对于不锈钢材料的压力－温度额定值，ISO/DIS70651《钢法兰》中进行了补充说明。确定不锈钢材料的压力－温度额定值公式为

式中   Pr——新规定的材料在温度T下的允许工作压力（MPa);

          PN——公称压力（MPa);

          σs——材料在温度T时的屈服强度，即00.2、00.1(MPa);

          205——基准应力系数，是指Cr18Ni8Mo钢在20℃时的屈服强度值。

3.原苏联标准

原苏联标准TOCT356-1980《阀门与管路附件的公称压力、试验压力和工作压力系列》，全部符合经互会标准 дTэB253-1976。

工作压力与公称压力的关系用下式表示：

式中   PT——所规定材料在温度T下的工作压力，（MPa);

          PN——公称压力（MPa);

          σ20——温度200℃时材料的许用应力（MPa);

          σs——温度 T时材料的许用应力（MPa).

原苏联标准TOCT356-1980中，对材料进行了分组。在该标准中，将200℃以下的最大允许工作压力值，均视为常温下的工作压力，并等于公称压力。

4.国际标准

国际标准ISO 7005-1《普通管法兰》，是将美国标准 ASME B16.5-1996和德国标准中公称压力级的法兰标准合并在一起。因此压力－温度额定值标准，也分别采用了美国和德国两个国家的法兰压力－温度额定值标准的制订方法及相应数据。

IS0 7005-1 中的公称压力等级 PN2.5、6、10、16、25、40(MPa)属德国法兰体系；PN20、50、100、150、250、420(MPa)属于美国法兰体系。每一体系的压力－温度额定值标准，只适用于各自体系的法兰标准。

5.我国国家标准

国家标准 GB/T 9124-1996《钢制管法兰 技术条件》，参考了德国

DIN2401-1977 和美国 ASME B16.5-2003标准中压力－温度额定值的制订原则及方法，利用我国常用的法兰材料，参照国际标准 ISO 7005-1,分别制订了适用于两个公称压力系列（PN0.25～4.0MPa、PN2.0～42.0MPa)的法兰压力－温度额定值。标准中规定了13种法兰材料，在12个公称压力等级下，工作温度为20～530℃的最大允许工作压力。