1. 公称压力(nominal pressure,PN)
不锈钢管道组成件的公称压力一般表示管道组成件在规定温度下的最大许用压力。目前,国内外管道组成件的公称压力已经标准化,各国不锈钢管道元件公称压力虽然不同,但基本上可分为两个系列,即美洲系列和欧洲系列。PN与管道系统元件的力学性能和尺寸特性相关,用于参考的字母和数字组合的标识。它由字母PN和后跟无因次量纲的数字组成。公称压力标记示例:
PN 公称压力 、XX 公称压力代号
注1:字母PN后跟的无量纲数字不代表测量值,不应用于计算目的,除非在有关标准中另有规定。
注2:除与相关的不锈钢管道元件标准有关联外,术语PN不具有意义。
注3:不锈钢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。
注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。
PN、Class 与实际压力的关系详细讲述见本书第五章。
ISO 7268(管道元件 公称压力的定义)介绍了公称压力。国内标准GB/T 1048《管道元件公称压力》规定的公称压力系列见表3.1.1。
注:带括号的公称压力数值不推荐使用。
a 适用于灰铸铁法兰和法兰管件。
b 适用于铸铁法兰、法兰管件和螺纹管件。
c 适用于承插焊和螺纹连接的阀门。
d 适用于锻钢制的螺纹管件。
e 适用于锻钢制的承插焊和螺纹管件。
f 适用于对焊连接的阀门。
g 适用于锻钢制的承插焊管件。
2. 公称压力等级的确定
一条管道中如果同时含有两个或两个以上不同温度-压力表的不同标准,应逐一核对使它们均得到满足。管道系统在热态下工作时,各不锈钢管道元件会因热膨胀而发生变形和位移,当这个变形和位移受到阻碍时,会产生附加位移载荷。由于这个附加载荷与管系的空间走向和支架的设计有关,因此又叫管系力。当管道元件承受管系力后,应将它折算成当量设计压力来校核管道所需要的公称压力,因为一般的法兰标准给出的温度-压力等级对应值都是仅考虑内压作用时的对应值。当法兰同时承受内压和管系力作用时,其当量设计压力可按式(3.1.1)计算。附加荷载的计算详细讲述见《管道应力分析与工程应用》一书。
计算时只考虑使管道受拉伸的轴向力。当轴向力使管道受压缩时,取。垫片压紧力作用中心圆直径Dc按下列原则确定:①对于活套法兰,Dc应为法兰与翻边接触面的平均直径;②对于其他型式的法兰,当垫片基本密封宽度m时,Dc等于垫片与法兰接触密封面的平均直径;当垫片基本密封宽度m时,D6等于垫片与法兰接触密封面的外径减去垫片有效密封宽度b的2倍。
3. 管道的级别
管道的级别一般由最弱的受压单元的压力-温度等级来确定,不锈钢管道中最弱的单元可能是低材质或低等级的管件。表3.1.2是基于ASME B16.5和PN等级命名的标准管子的等级的划分。管道的等级也可由其他的ASME标准来划分,例如:ASME B16.1、B16.3、B16.24、B16.42。
注:①. 不同类别的压力-温度等级随温度和材料而变。
②. 压力-温度等级参见 ASME B16.5或ASME B16.34。
ASME系列的公称压力(PN)表示等级的命名,PN以bar为单位表示压力等级的近似值,114.5psi(100kPa)。不同公称压力值之间,PN等级数值不能反映其比例关系,不1bar=14.5psi(100kPa)过Class数值却将此关系反映了出来。因此,用Class数值来表示等级。