Номинальное давление/температура клапана является одним из наиболее важных, но часто неправильно понимаемых факторов при выборе промышленной арматуры. Многие покупатели ориентируются на класс давления, например, класс 150, класс 300, класс 600, PN16 или PN40, но сам по себе класс давления не определяет, подходит ли клапан для реальных рабочих условий.
Допустимое давление клапана меняется в зависимости от температуры. Клапан, который приемлем при комнатной температуре, может оказаться непригодным при высокой температуре, даже если класс номинального давления выглядит правильным. Материал корпуса, стандарт клапана, стандарт фланца, торцевое соединение, материал седла, прокладка, уплотнение, болтовые соединения и состояние жидкости — все это влияет на окончательный выбор.
В этом руководстве объясняется, как работают номинальные значения давления и температуры клапана, почему класс давления меняется в зависимости от температуры, как следует понимать номиналы класса и PN и что покупатели должны предоставить, прежде чем запрашивать ценовое предложение.
Базовую терминологию DN, NPS, PN и классов можно найти в нашей Объяснение значения DN и PN в клапанах. Для применения в тяжелых условиях температуры и давления прочтите нашу Руководство по высокотемпературным клапанам высокого давления.
Что такое номинальное давление-температура клапана?
Номинальное давление/температура клапана определяет допустимое давление клапана при данной температуре. Обычно он зависит от стандарта конструкции клапана, группы материала корпуса, класса давления, стандарта фланца и температурного режима.
Если говорить простым языком, то рейтинг отвечает на этот вопрос:
Какое давление может безопасно выдержать этот клапан при такой температуре в соответствии с его материалом и стандартом?
Вот почему в технических характеристиках клапана должен быть указан не только класс давления. Он также должен подтвердить расчетное давление, расчетную температуру, материал, стандарт и применимые номинальные значения давления и температуры.
На номинальное давление и температуру влияют:
- Класс давления клапана или номинал PN
- Материал корпуса
- Стандарт конструкции клапана
- Фланец стандартный
- Тип конечного соединения
- Расчетная температура
- Расчетное давление
- Материал седла и уплотнения
- Прокладка и упаковочный материал
- Материал болтов
- Тип жидкости и серьезность условий эксплуатации
Почему класс давления — это не то же самое, что рабочее давление
Класс давления — это рейтинговая система. Это не то же самое, что фактическое рабочее давление трубопровода.
Например, клапан класса 150 не просто означает, что клапан рассчитан только на рабочее давление 150 фунтов на квадратный дюйм. Клапан PN16 не означает автоматически, что он может безопасно работать при давлении 16 бар при любой температуре и состоянии материала. Эти маркировки являются частью системы номинального давления и должны интерпретироваться с учетом правильных стандартов и температурных условий.
Покупателям следует различать:
| Срок | Значение | Примечание покупателя |
|---|---|---|
| Класс давления | Номинальная рейтинговая система, такая как класс 150, 300, 600, 900, 1500, 2500. | Необходимо проверить температуру и материал. |
| Рейтинг PN | Номинальное давление, например, PN10, PN16, PN25, PN40. | Не универсальное рабочее давление при всех температурах. |
| Рабочее давление | Нормальное рабочее давление в системе | Используется для практического анализа условий эксплуатации. |
| Расчетное давление | Давление, используемое для инженерного проектирования | Обычно более важно для выбора клапана, чем нормальное рабочее давление. |
| Испытательное давление | Давление, используемое во время испытаний корпуса или седла | Не то же самое, что постоянное рабочее давление |
Почему допустимое давление меняется с температурой
По мере повышения температуры прочность и допустимое напряжение многих материалов клапанов изменяются. Это означает, что один и тот же материал корпуса клапана может выдерживать меньшее допустимое давление при более высокой температуре, чем при комнатной температуре.
Это особенно важно при работе с паром, термальным маслом, котлами, нефтеперерабатывающими заводами, нефтехимией и высокотемпературным газом. Клапан может иметь высокий класс давления, но если температура достаточно высокая, необходимо тщательно проверить допустимое давление.
Температура может влиять на:
- Прочность материала корпуса
- Нагрузка на капот и крышку
- Производительность болтового соединения
- Герметизирующая способность прокладки
- Риск утечки упаковки
- Стабильность материала сиденья
- Уплотнение штока и рабочий крутящий момент
- Характеристики утечки клапана
Вот почему при выборе высокотемпературного клапана необходимо учитывать материал корпуса, номинальное давление и температуру, материал седла, прокладку, уплотнение и болтовое соединение.
Рейтинг класса против рейтинга PN
Класс и PN — это две разные системы номинального давления. Номинальные классы обычно используются в системах клапанов и фланцев ASME/ANSI, тогда как рейтинги PN обычно используются в системах, связанных с EN/DIN.
| Система | Общие рейтинги | Общее использование | Важное примечание |
|---|---|---|---|
| Класс | Класс 150, 300, 600, 900, 1500, 2500 | Системы клапанов и фланцев ASME/ANSI | Допустимое давление зависит от материала и температуры. |
| ПН | Ру10, Ру16, Ру25, Ру40, Ру63, Ру100 | Системы клапанов и фланцев, соответствующие EN/DIN | Необходимо проверить стандарт, температуру и материал. |
PN и Class не должны конвертироваться только одним фиксированным числом. В повседневном общении используются некоторые приблизительные сравнения, но окончательный выбор должен соответствовать требуемому стандарту клапана, стандарту фланца, материалу и спецификациям проекта.
Класс 150 равен PN16?
Классы 150 и PN16 иногда рассматриваются как аналогичные при обсуждении основных вопросов закупок, но они не являются автоматически идентичными по всем стандартам, материалам, температурам и состояниям фланцев.
Это распространенная ошибка при покупке. Покупатель может сказать: «Класс 150 — это то же самое, что PN16», но инженерный подбор должен быть более тщательным. Правильный номинал клапана и фланца должен быть подтвержден в соответствии со стандартом проекта.
Прежде чем рассматривать класс 150 и PN16 как взаимозаменяемые, проверьте:
- Требуемый стандарт клапана
- Требуемый стандарт фланца
- Материал корпуса
- Расчетная температура
- Расчетное давление
- Лицевое измерение
- Фланцевое сверление
- Тип прокладки
- Техническое описание проекта
Общие классы давления клапанов
| Номинальное давление | Типичное направление применения | Напоминание покупателю |
|---|---|---|
| Класс 150/Ру10/Ру16 | Вода низкого и среднего давления, система отопления, вентиляции и кондиционирования, коммунальные услуги, общие технологические услуги | Проверьте материал, стандарт фланца и фактическое рабочее давление. |
| Класс 300/Ру25/Ру40 | Промышленные сервисные линии среднего давления, паровые, масляные, газовые и технологические линии. | Подтвердите номинальное давление-температуру и выбор прокладки. |
| Класс 600 | Обслуживание нефти, газа, пара, химической и технологической продукции высокого давления | Проверьте материал корпуса, материал седла и стандарты испытаний. |
| Класс 900 | Обслуживание процессов высокого давления, энергетики, нефтеперерабатывающих заводов и трубопроводов | Технический паспорт настоятельно рекомендуется |
| Класс 1500 / Класс 2500 | Тяжелая работа под высоким давлением | Требуется строгий контроль материалов, испытаний и документации. |
Это только общие указания по применению. Окончательный выбор клапана должен соответствовать стандарту проекта, фактической среде, температуре, материалу и техническим характеристикам.
Как материал корпуса влияет на номинальное давление и температуру
Один и тот же класс давления может иметь разные допустимые значения давления в зависимости от материала корпуса. Углеродистая сталь, нержавеющая сталь, легированная сталь, низкотемпературная сталь, дуплексная нержавеющая сталь и никелевые сплавы ведут себя по-разному при температуре.
Обычные материалы корпуса клапана включают:
- WCB литая углеродистая сталь
- A105 кованая углеродистая сталь
- LCB/LF2 низкотемпературная углеродистая сталь
- Жаропрочная легированная сталь WC6/WC9
- Кованая легированная сталь F11/F22
- нержавеющая сталь CF8/F304
- Нержавеющая сталь CF8M/F316
- Дуплексная и супердуплексная нержавеющая сталь F51/F53.
- Монель, Инконель, Хастеллой и другие специальные сплавы.
Для работы при высоких температурах можно рассмотреть материалы из легированной стали, такие как WC6, WC9, F11 и F22. Для защиты от коррозии может потребоваться нержавеющая сталь, дуплекс или специальные сплавы. Для работы при низких температурах может потребоваться LCB или LF2.
Для более широкого выбора материалов корпуса прочитайте нашу Руководство по выбору материала клапана. Для сравнения жаропрочных легированных сталей прочитайте нашу Руководство по материалам клапанов WC6 и WC9.
Как материал седла влияет на фактический выбор клапана
Номинальное давление-температура касается не только металлического корпуса. Материал седла также может ограничивать реальную полезную температуру и давление всего клапана.
Например, металлический корпус клапана может подходить для высоких температур, но стандартное мягкое седло может не подходить для той же температуры. Это часто встречается в шаровых кранах, дроссельных заслонках, пробковых клапанах и некоторых регулирующих клапанах.
| Материал сиденья | Типичное использование | Предупреждение о выборе |
|---|---|---|
| ПТФЭ | Чистые химические и коммунальные службы с умеренной температурой | Не подходит для многих высокотемпературных сервисов. |
| РПТФЭ | Более высокая прочность, чем у стандартного ПТФЭ при подходящей эксплуатации. | Температурный предел все еще необходимо проверить |
| PEEK | Обслуживание шаровых кранов при более высоком давлении или более высокой температуре | Стоимость и химическая совместимость должны быть проверены. |
| ЗГЗ | Некоторые области применения высокотемпературных шаровых кранов | Подтвердите среду, требования к утечке и рабочий крутящий момент. |
| Металлическое сиденье | Высокотемпературная, абразивная или суровая эксплуатация | Класс утечки и крутящий момент должны быть подтверждены. |
Подробности выбора места читайте в нашей Руководство по материалам седла клапана. Сравнение седла шарового крана см. Мягкое седло и шаровой клапан с металлическим седлом и Уплотнение шарового клапана из ПТФЭ и ПЭЭК.
Как прокладка, упаковка и болты влияют на рейтинг
При работе в условиях высокого давления и высоких температур решающее значение имеют прокладки, уплотнения и болтовые соединения. Даже если корпус клапана имеет правильные параметры, клапан все равно может протекать, если система уплотнений не подходит.
Покупатели должны проверить:
- Соответствует ли прокладка крышки расчетной температуре?
- Соответствует ли фланцевая прокладка данному классу давления?
- Требуется ли спирально-навитая прокладка или прокладка RTJ?
- Требуется ли графитовая набивка для эксплуатации при высоких температурах?
- Требуется ли упаковка с низким уровнем выбросов?
- Подходит ли материал болтов для температуры и давления?
- Влияет ли термоциклирование на сжатие прокладки?
Для паровых и высокотемпературных применений графитовая набивка и подходящие высокотемпературные прокладки часто рассматриваются вместе с материалами корпуса из легированной стали.
Номинальные значения давления и температуры для высокотемпературных клапанов
Высокотемпературные клапаны требуют специального рассмотрения, поскольку допустимое давление обычно снижается с увеличением температуры. Это важно для пара, котельных систем, термомасла, нефтеперерабатывающих установок, нефтехимических линий и электростанций.
Клапан, выбранный только по классу давления, может оказаться неправильным, если расчетная температура высока. Покупатели должны указать расчетное давление и расчетную температуру, а не только рабочее давление.
Для проверки характеристик высокотемпературного клапана подтвердите:
- Расчетное давление
- Расчетная температура
- Максимальная рабочая температура
- Нормальное рабочее давление
- Материал корпуса
- Стандарт клапана
- Фланец стандартный
- Материал прокладки и болтов
- Сиденье и упаковочный материал
- Таблица номинальных значений давления и температуры
Для применения в тяжелых условиях температуры и давления прочтите нашу Руководство по высокотемпературным клапанам высокого давления.
Номинальные значения давления и температуры для шаровых кранов высокого давления
Шаровые краны высокого давления обычно используются в нефтяных, газовых, гидравлических, паровых, термомасляных, химических и промышленных трубопроводах. Для шаровых кранов номинальное давление и температура должны учитываться вместе с нагрузкой на седло, рабочим крутящим моментом, уплотнением штока и сбросом давления в полости.
Для шаровых кранов высокого давления проверьте:
- Плавающая конструкция или конструкция на цапфе
- Материал корпуса
- Класс давления
- Расчетная температура
- Мягкое или металлическое сиденье.
- Требование к сбросу давления в полости
- Требование пожаробезопасности
- Антистатические требования
- Рабочий крутящий момент при температуре
- Запас размера привода
Для применения в изоляции под высоким давлением ознакомьтесь с нашим Шаровой кран высокого давления и Шаровой кран API 6D.
Номинальные значения давления и температуры для паровых клапанов
Работа с паром является одной из наиболее распространенных областей, где возникают ошибки в номинальных значениях давления и температуры. Паровые системы могут включать насыщенный пар, перегретый пар, основной пар, вспомогательный пар, питательную воду котла и конденсат.
При выборе парового клапана следует учитывать:
- Насыщенный пар или перегретый пар
- Давление пара
- Температура пара
- Основной пар или вспомогательный пар
- Требуется ли регулирование
- Термальный велоспорт
- Риск конденсата и гидроудара
- Обрезать эрозию
- Требования к графитовой упаковке
- Требование к металлическому седлу или седлу с твердым покрытием
Для применения на паровых и электростанциях ознакомьтесь с нашим Решения для энергетических и паровых клапанов и Паровой шаровой клапан.
Рабочее давление против расчетного давления против испытательного давления
Многие ошибки в котировках случаются из-за того, что покупатели предоставляют только одно значение давления, не объясняя, является ли это рабочим давлением, расчетным давлением или испытательным давлением.
| Срок давления | Значение | Как это влияет на выбор клапана |
|---|---|---|
| Рабочее давление | Нормальное рабочее давление во время эксплуатации | Помогает понять реальную повседневную работу |
| Расчетное давление | Инженерное давление, используемое для проектирования и запаса прочности | Обычно более важно для выбора номинального давления. |
| Максимальный перепад давления | Разница давлений на клапане | Важно для крутящего момента, размера привода, конструкции трима и седла. |
| Испытательное давление корпуса | Гидростатическое испытательное давление для определения прочности корпуса клапана | Условия испытаний, а не постоянное рабочее давление |
| Испытательное давление седла | Давление, используемое для проверки эффективности уплотнения | Используется для подтверждения характеристик утечки |
Для получения точного предложения покупатели должны указать расчетное давление, расчетную температуру и рабочие условия.
Как выбрать правильный номинал клапана
Правильный номинал давления и температуры клапана следует выбирать путем инженерной проверки, а не путем грубого преобразования.
Пошаговый процесс выбора:
- Подтвердите тип клапана: шаровой, затвор, проходной, обратный, дроссельный, пробковый или регулирующий клапан.
- Подтвердите размер: DN или NPS.
- Подтвердите требуемую систему давления: класс, PN, JIS или стандарт проекта.
- Подтвердите расчетное давление и расчетную температуру.
- Подтвердите материал корпуса.
- Проверьте соответствующую таблицу номинальных значений давления и температуры.
- Подтвердите стандарт фланца и торцевое соединение.
- Проверьте седло, прокладку, уплотнительные и крепежные материалы.
- Проверьте класс утечки и стандарт испытаний.
- Подтвердите требования MTC, PMI, протокола испытаний и документов проверки.
Распространенные ошибки покупателей
Ошибка 1: думать, что класс мышления 150 означает только 150 фунтов на квадратный дюйм
Класс 150 — это класс номинального давления, а не простое значение рабочего давления. Допустимое давление зависит от материала, температуры и стандарта.
Ошибка 2: Считать PN16 всегда 16 бар
PN16 — номинальное значение. Фактическое допустимое давление должно быть проверено с учетом материала, температуры, стандарта фланца и условий проекта.
Ошибка 3: игнорирование температуры
Более высокая температура может снизить допустимое давление. Это одна из наиболее частых ошибок при выборе паровых и термомасляных клапанов.
Ошибка 4: игнорирование материала сиденья
Корпус клапана может быть рассчитан на высокую температуру, но мягкое седло может не подходить для такой температуры.
Ошибка 5: смешивание стандартов фланцев
ASME, EN, DIN, JIS и другие стандарты фланцев могут иметь разные размеры, системы сверления и номинальные характеристики. Стандарт фланца должен быть подтвержден перед заказом.
Ошибка 6: использование рабочего давления вместо расчетного давления
Рабочее давление полезно, но для правильного выбора номинала обычно требуются расчетное давление и расчетная температура.
Ошибка 7: игнорирование прокладки и болтов
Работа при высоком давлении и высокой температуре требует подходящих материалов для прокладок и болтов. Эти детали могут ограничить полную сборку.
Контрольный список запросов предложений по номинальному давлению и температуре клапана
Чтобы избежать неправильного выбора, покупатели должны предоставить следующую информацию перед предложением:
| Необходимая информация | Пример/Примечания |
|---|---|
| Тип клапана | Шар, задвижка, шар, обратный клапан, бабочка, заглушка, регулирующий клапан |
| Размер клапана | ДН/НПС |
| Номинальное давление | Класс 150, 300, 600, 900, 1500, 2500 или PN10, PN16, PN25, PN40 |
| Расчетное давление | Требуется для проверки рейтинга |
| Расчетная температура | Требуется для проверки материалов и уплотнений. |
| Рабочее давление и температура | Нормальное рабочее состояние |
| Средний | Вода, пар, масло, газ, химикаты, шлам, термомасло и т. д. |
| Материал корпуса | WCB, A105, CF8M, F316, WC6, WC9, F51 или материал проекта |
| Материал сиденья | ПТФЭ, РПТФЭ, ПЭЭК, ППЛ, металлическое седло, седло с твердым покрытием |
| Прокладка и упаковка | ПТФЭ, графит, спирально-навитая прокладка, прокладка RTJ или требования проекта |
| Концевое соединение | Фланцевый, под приварку встык, под приварку в раструб, резьбовой, пластинчатый, с наконечником |
| Фланец стандартный | ASME, EN, DIN, JIS или стандарт проекта |
| Требования к тестированию | Испытание корпуса, испытание седла, класс утечки, пожаробезопасность, низкий уровень выбросов, проверка третьей стороной |
| Документы | MTC, PMI, протокол испытаний, чертеж, таблица данных, требования к сертификату |
Сопутствующие технические ресурсы
- Объяснение значения DN и PN в клапанах — базовое руководство по размерам клапанов и терминологии номинального давления.
- Объяснение единиц измерения давления в клапане - объясняет преобразование единиц измерения давления в бар, фунт на квадратный дюйм, МПа и общий клапан.
- Высокотемпературные клапаны высокого давления — руководство по выбору арматуры для паровых, термомасляных, нефтеперерабатывающих, нефтехимических и электростанций.
- Шаровой кран высокого давления — страница продукта для обслуживания нефти, газа, гидравлики, пара, термального масла и промышленных трубопроводов высокого давления.
- Шаровой кран API 6D — страница продукции для трубопроводных шаровых кранов для изоляции нефти, газа и высокого давления.
- Руководство по выбору материала клапана — главная направляющая для материалов корпуса клапана, трима, седла, уплотнения, прокладки и болтов.
- Сертификаты клапанов и документы о качестве — поясняет MTC, PMI, отчеты об испытаниях под давлением и проектную документацию.
Заключительные рекомендации для промышленных покупателей
Перед окончательным выбором клапана следует проверить номинальное давление и температуру клапана, особенно для паровых, высокотемпературных, высокого давления, нефтегазовых, нефтеперерабатывающих, нефтехимических, химических и энергетических установок.
Не выбирайте клапан только по маркировке класса или PN. Класс 150, класс 300, PN16 или PN40 необходимо рассматривать вместе с расчетным давлением, расчетной температурой, материалом корпуса, стандартом клапана, стандартом фланца, материалом седла, прокладкой, уплотнением и болтовыми соединениями.
Если вам нужна помощь в выборе правильного класса давления клапана, номинального давления PN, материала, седла, прокладки, требований к упаковке или испытаниям, Клапан Vcore может просмотреть ваши условия работы и порекомендовать подходящую конфигурацию клапана.
Часто задаваемые вопросы
1. Каково номинальное давление и температура клапана?
Номинальное давление/температура клапана определяет максимально допустимое давление клапана при определенной температуре в зависимости от его материала, класса давления, стандарта клапана и конструктивного состояния.
2. Означает ли класс 150 давление 150 фунтов на квадратный дюйм?
Нет. Класс 150 — это номинальный класс давления, а не простое значение рабочего давления 150 фунтов на квадратный дюйм. Допустимое давление зависит от материала, температуры и применимого стандарта.
3. Всегда ли PN16 равно 16 бар?
PN16 — номинальное давление. Фактическое допустимое давление должно быть проверено с учетом материала, температуры, стандартов и условий проекта.
4. Почему номинальное давление клапана снижается при высокой температуре?
При более высокой температуре прочность материала и допустимое напряжение могут снизиться. Материалы прокладок, уплотнений, болтов и седел также могут ограничивать работу всего узла клапана.
5. Какая информация необходима для выбора номинального давления клапана?
Покупатели должны указать тип, размер клапана, расчетное давление, расчетную температуру, рабочее давление, рабочую температуру, среду, материал корпуса, материал седла, торцевое соединение, стандарт фланца и требования к испытаниям.
6. Влияет ли материал седла на номинальное давление и температуру?
Да. Даже если металлический корпус клапана выдерживает высокие температуры, мягкое седло, прокладка или набивка могут оказаться непригодными. Необходимо просмотреть полную конфигурацию клапана.
7. Можно ли напрямую преобразовать PN и класс?
PN и класс можно грубо сравнить при некоторых обсуждениях закупок, но окончательное преобразование должно соответствовать требуемому стандарту, материалу, конструкции фланца, температуре и спецификациям проекта.
