Номинальные значения давления и температуры промышленных клапанов, узнайте о классе, рейтинге и PN

При выборе подходящего клапана для промышленного применения решающее значение имеет понимание номинальных значений давления и температуры. 

Многие специалисты в этой области испытывают трудности с такими терминами, как «класс», «рейтинг» и «номер по каталогу», что может привести к дорогостоящим ошибкам, если их неправильно понимать.

Это руководство поможет вам понять эти концепции, чтобы вы могли с уверенностью выбирать клапаны.

Что означают единицы измерения давления?

Давайте начнем с основ и разберемся с распространенными единицами измерения давления, с которыми вы столкнетесь при работе с промышленными клапанами.

PSI: Американский стандарт

PSI означает фунты на квадратный дюйм, наиболее широко используемая единица измерения давления в англоговорящих странах. Это фундаментальная единица, которая измеряет силу, приложенную к квадратному дюйму площади.

Для справки, 3000 PSI примерно равны 206 бар, а 6000 PSI примерно 413 бар. Эти преобразования необходимы при работе с международными спецификациями.

PSIG: Понимание манометрического давления

PSIG означает фунт на квадратный дюйм манометрического давления, представляющий давление относительно атмосферного давления, считываемого манометром. «G» указывает на то, что мы измеряем разницу между внутренним давлением и атмосферным давлением окружающей среды.

Когда вы измеряете давление в шинах автомобиля, вы читаете PSIG — разницу между воздухом внутри шины и наружным воздухом. На уровне моря абсолютное давление воздуха составляет приблизительно 14,7 фунтов на квадратный дюйм, поэтому давление в шинах 30 фунтов на квадратный дюйм означает, что абсолютное давление внутри составляет 44,7 фунтов на квадратный дюйм (фунтов на квадратный дюйм, абсолютное).

BAR: Европейское предпочтение

В то время как Международная система (СИ) использует паскаль в качестве официальной единицы давления, в европейских промышленных условиях чаще используется бар. Один бар равен 100 000 паскалей или 100 килопаскалей.

Перевод между барами и фунтами на квадратный дюйм прост: 1 бар = 14,5 фунта на квадратный дюйм. Это преобразование имеет решающее значение при работе с оборудованием из разных регионов.

Понимание классификации давления клапанов

Давление, которое может выдержать клапан, зависит от множества факторов, включая материал конструкции и рабочую температуру. Существуют различные стандарты и номенклатуры для уточнения этих спецификаций.

ANSI CLASS (Американский стандарт)

Класс ANSI в основном используется для фланцевые клапаны, определяя максимальное давление, которое клапан может выдержать при различных температурах. Основные классы давления включают 125, 150, 250, 300, 400, 600, 900, 1500 и 2500.

Многие специалисты используют аббревиатуры LBS, LB, CL или # взаимозаменяемо при обозначении этих классов. Исторически в номенклатуре 1973 года использовались термины типа 150LBS, но современные стандарты предпочитают CL (например, CL 150).

Важно различать PSI (единица давления) и класс ANSI. Рабочее давление 150 PSI (10 бар) не то же самое, что CL 150 (который может выдерживать около 20 бар при температуре окружающей среды).

PN (Номинальное давление) (Европейская система)

Номинальное давление (PN) в основном используется в европейских стандартах, включая DIN, EN, BS и ISO. Эта классификация напрямую указывает рабочее давление клапана в барах.

Например, клапан PN250 работает при давлении 250 бар (примерно 3625 фунтов на кв. дюйм) и не соответствует классу ANSI 250. Это различие имеет решающее значение при поставках клапанов на международном уровне.

WOG (рейтинг воды, нефти и газа)

WOG означает Вода, Масло, Газ и представляет собой номинальное давление для клапанов при температуре окружающей среды (обычно от -29°C до 38°C). Согласно стандарту MSS-SP-25, WOG является синонимом CWP (Давление холодной работы).

Измерение простое: 600 WOG равно 600 psi при комнатной температуре. Помните, не путайте это с рейтингами класса. Например, 2000 WOG равно 2000 PSI, что приблизительно эквивалентно CL 800 или PN 140.

MAWP (Максимально допустимое рабочее давление)

MAWP относится к самому высокому давлению, при котором клапан может работать при определенной температуре. Выведено из ASME Pressure Vessel Code, это не разрывное давление, а скорее безопасный рабочий максимум.

МДРД всегда должно быть равно или превышать расчетное давление, а единицы измерения всегда указываются (например, МДРД 1500 фунтов на кв. дюйм).

Эквивалентности между PN и ANSI CLASS

Понимание того, как соотносятся европейские и американские стандарты, необходимо при работе с международным оборудованием. Стандарт API 6D обеспечивает эквивалентность между рейтингами PN и Class.

Таблица стандартных эквивалентностей

ПН (EN 1092-1/ISO-7268)	Класс (ASME B16.34)
ПН 20	КЛ 150
ПН 50	КЛ 300
ПН 64	КЛ 400
ПН 100	КЛ 600
ПН 150	КЛ 900
ПН 250	КЛ 1500
ПН 420	КЛ 2500

Нестандартные, но коммерчески используемые эквиваленты

За пределами стандарта API 6D существует несколько коммерческих эквивалентов:

ПН	Сорт
ПН 140	КЛ 800
ПН 690	КЛ 4000
ПН 750	КЛ 4500

Класс 800 указан в API 602 и эквивалентен давлению приблизительно 132,4 бар или 1920 фунтов на кв. дюйм. Он служит промежуточным классом между 600 и 900, часто округляемым до PN140 или 2000 фунтов на кв. дюйм.

Критическая связь между давлением и температурой

Важным моментом, который многие упускают из виду, является то, что номинальные давления клапана меняются в зависимости от температуры. Один и тот же клапан может выдерживать разное давление в зависимости от его рабочей температуры и материала конструкции.

Рейтинги, специфичные для материалов

Например, клапан класса 1500, изготовленный из нержавеющей стали 316, может выдерживать давление 248 бар при 25°C, но только 166 бар при 250°C. Клапан того же класса, изготовленный из углеродистой стали A105, может выдерживать давление 255 бар при 25°C и 209 бар при 250°C.

Вот почему вам необходимо свериться с таблицами давления и температуры для конкретных материалов, чтобы определить подходящий класс клапана для ваших условий применения.

Понимание терминологии давления

Несколько терминов описывают различные аспекты давления в клапанах, и понимание этих различий важно для правильного выбора.

Рабочее давление

Это давление, при котором оборудование работает в нормальных условиях. Оно представляет собой ежедневное давление, которое клапан будет испытывать в вашей системе.

Расчетное давление

Расчетное давление равно рабочему давлению плюс любое избыточное давление, которое может возникнуть во время работы. Это учитывает колебания давления и обеспечивает запас прочности.

MAWP (Максимально допустимое рабочее давление)

Как упоминалось ранее, это максимальное давление, при котором производитель указывает, что оборудование может безопасно работать. Его никогда не следует превышать при нормальной работе.

Испытательное давление

Это давление, при котором производители испытывают оборудование без утечки (или с согласованным коэффициентом утечки). Эти испытания обычно проводятся в течение коротких промежутков времени.

Давление разрыва

Давление, при котором оборудование получает необратимый ущерб. Это редко испытывается на реальный разрыв и представляет собой катастрофическую точку отказа, к которой никогда не следует приближаться на практике.

Заключение

Разница между значениями PSI, классами и PN может показаться мелочью инженерного характера, но эти различия определяют, будут ли ваши промышленные системы работать безопасно или выйдут из строя с катастрофическим исходом.

В Lianke Valve мы своими глазами увидели, как правильный выбор клапана на основе точного понимания давления и температуры предотвращает простои и продлевает срок службы оборудования. С 1982 года наш путь от небольшого машиностроительного завода до специалистов по пережимным клапанам и фторированным изделиям научил нас одной истине: в промышленных применениях клапанов точность имеет значение.

Ссылка

Словарь по напорной арматуре. Давайте сразу разберемся, в чем разница между классом, номиналом и PN.