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调节阀参数公称压力

发布时间:2020-10-20      点击次数:377

                                             

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)

 

DN15

DN100

DN350

DN1000

DN2000

DN3600

 

DN20

DN125

DN400

DN1100

DN2200

DN3800

 

DN25

DN150

DN450

DN1200

DN2400

DN4000

 

DN32

 

DN500

 

DN2600

 

 

DN40

DN200

DN600

DN1400

DN2800

 

DN6

DN50

 

DN700

DN1500

DN3000

 

DN8

DN65

DN250

DN800

DN1600

DN3200

 

DN10

DN80

DN300

DN900

DN1800

DN3400

 

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)

Class

150

300

400

600

800

900

1500

2500

3500

4500

公称压力PN/MPa

2.0

5.0

6.8

11.0

13.0

15.0

26.0

42.0

56.0

76.0

 

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)

Class

150

300

400

600

800

900

1500

2500

3500

4500

K级

10

20

30

45

65

110

140

180

250

320

 

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)

DIN系列

ANSI系列

PN2.5

PN20

PN6

PN50

PN10

PN110

PN16

PN150

PN25

PN260

PN40

PN420

PN63

 

PN100

 

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。

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