阀门 > 资源 > 阀门知识 > 正文
资源

阀门压力-温度额定值

来源: 上海阀门 时间: 2012-02-21 点击: 4,691

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,也是工程建设和生产制造中的基本参数。

许多国家都制订了阀门、管件,法兰的压力-温度额定值标准。各种材料的压力-温度额定值数据见相应的标准

1、中国标准

在我国标准中,钢制阀门的压力-温度额定值按GB/T 9124-2000《钢制管法兰 技术条件》、GB/T 12224-2005《钢制阀门 一般要求》和JB/T 3595-2002《电站阀门 一般要求》的规定

(1)GB/T 9124-2000标准 规定了公称压力等级属于欧洲体系的法兰的压力-温度额定值。给出了PN2.5~PN160法兰的压力-温度额定值。这些数值仅适用于公称尺寸为DN1O~DN600的带颈对焊法兰、带颈平焊法兰、带颈螺纹法兰、整体法兰和法兰盖;还规定了公称压力等级属于美洲体系的法兰的压力-温度额定值,给出了PN20~PN420法兰的压力-温度额定值。

(2)GB/T 12224-2005标准 给出了1.0组~2.5组材料的标准压力级和特殊压力级的压力-温度额定值。并在该标准附录B中给出了标准压力级和特殊压力级额定值的确定方法。

1)标准压力级额定值的确定方法。公称压力PN50~PN760标准压力级阀门额定值由下式确定:

式中Pst——指定材料在温度t时的额定工作压力(MPa);

Pca——标准压力级在温度t时的最高允许压力(MPa);

PN——公称压力(MPa);

S1——指定材料在温度t时的选用应力(MPa)。

公称压力PNl6、PN20、PN25、PN40标准压力级阀门额定值按下式确定:

式中Pr——公称压力PN的计算压力(bar)。

2)特殊压力级额定值的确定方法。公称压力PN50~PN760特殊压力级阀门额定值按下式确定:

式中pst——指定材料在温度t时的额定工作压力(MPa);

Pca——特殊压力级在温度t时的最高允许压力(MPa);

PN——公称压力(MPa);

S1——指定材料在温度t时的选用应力(MPa)。

公称压力PNl6、PN20、PN25、PN40特殊压力级阀门额定值按下式确定:

式中Pr——公称压力PN的计算压力(bar)。

(3)JB/T 3595-2002给出了壳体材料为20、25、ZG200-400、ZG230-450、15CrMo、ZG20CrMo、12Cr1MoV、15Cr1MolV、ZG15CrlMolV、1Cr5Mo、ZG1Cr5Mo、1Crl8Ni9Ti、ZG1Crl8Ni9Ti的阀门,其公称压力分别为0.1 MPa、0.25 MPa、0.4MPa、0.6MPa、1.0MPa、1.6MPa、2.5MPa、、4.OMPa、6.3MPa、10.OMPa、16.0MPa、20.0MPa、25.OMPa、32.OMPa、42.0MPa、50.0MPa、63.OMPa时的压力一温度额定值。也分别给出了壳体材料为WCB、WC1、WC6、WC9的阀门,其压力级为CL150、CL300、CL600、CL900、CL1500、CL2000、CL2500、CL3500、CL4500的压力-温度额定值。同时推荐了壳体承压件材料的最高使用温度,见表1。

表1 壳体承压件材料的最高使用温度
壳体承压件使用材料 标准号 最高使用温度/℃ 壳体承压件使用材料 标准号 最高使用温度/℃
20、25 JB/T9626-1999 450 ZG20CrMoV JB/T9625-1999 540
ZG200-400、ZG230-450 JB/T9625-1999 450 ZG15Cr1Mo1V JB/T9625-1999 570
WCB JB/T5263-1991 527 WC9 JB/T5263-1991 593
WC1 JB/T5263-1991 470 1Cr5Mo JB/T9626-1999 550
15CrMo JB/T9626-1999 550 ZG1CrMo JB/T9625-1999 550
ZG20CrMo JB/T9625-1999 510 1Cr18Ni9Ti JB/T9626-1999 650
WC6 JB/T5263-1991 593 ZG1Cr18Ni9Ti GB/T12230-2005 650
12Cr1MoV、15Cr1Mo1V JB/T9626-1999 570      

2、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、ASME B16.34-2004的规定;铸铁阀门的压力。温度额定值按ASME B16.1-1998、ASME B16.42-1998的规定;青铜阀门的压力-温度额定值按ASME B16.5-2003和ASME B16.24-2001的规定。

(1)ASME B16.5-2003标准 规定了英制单位和米制单位两种法兰系列,同时给出了适用于两种单位制的法兰压力-温度额定值,及确定压力-温度额定的方法这些方法与ASME B16.34中规定的相类似。确定额定值首要考虑的就是零件的尺寸和材料承受压力和其他负荷的能力,其次是为保持垫片的密封性能而拧紧螺栓在法兰上所产生的应力和通过管道传递的负荷所造成的法兰及管件的变形。

CL300或更高压力级的压力-温度额定值的计算式:

式中Pt——指定材料在温度t时的额定工作压力(bar)(psi);

Pc——在温度为t时标准中规定的最大压力(bar)(psi);

Pr——压力等级额定数。对于所有等于大于CL300的,Pr等于压力级数(如对于CL300,Pr=300);

C1——当S1用MPa表示时为10;当S1用psi表示时为1;

S1——在温度为t时,指定材料的选用应力值(MPa)(psi)。

第1组材料额定值的确定:

1)当温度低于蠕变范围时,S1应等于或小于:①在38℃时最小规定屈服强度的60%;②在温度为t时屈服强度的60%;③在温度为t时,ASME第Ⅱ卷D篇或第Ⅰ卷、第Ⅷ卷第1册的材料抗拉强度的25%。

2)在蠕变温度范围内,S1应为在温度为t时的许用应力,对于ASME第1卷、第Ⅷ卷第1册所列材料及ASME第Ⅱ卷D篇所列材料不能超过屈服强度的60%。

3)在任何情况下选定的应力值都不会随温度的升高而增加。

4)对第1组材料温度超过370℃考虑为蠕变温度范围。

5)当ASME规范所列的许用应力出现较大值和较小值时,若较大值超过该温度下屈服强度的2/3时,选用较小值。若许用应力表中没有出现较小值而许用应力超过该温度下屈服强度的2/3时,则许用应力值考虑采用所列出的该温度下的屈服强度的2/3。

6)对于ASME第Ⅲ卷或第Ⅷ卷第2册屈服强度应按ASME第Ⅱ卷D篇所列。

7)对于第Ⅲ卷的1级和2级设备,ASME第Ⅱ卷D篇列出的许用应力值仅用于第Ⅰ卷和第Ⅲ卷第1册没有列出的材料。

第2组及第3组材料额定值的确定:对于第2组和第3组材料等于大于CL300的压力-温度额定值按第1组材料的公式确定。但规定最小屈服强度应为20%,对于第2组材料温度超过510℃时考虑为蠕变温度范围。对于第3组材料蠕变范围起始温度按各材料确定。

CL150额定值的确定:除下列情况外,CL150额定值的确定方法同CL300。即①公式中额定压力级数值Pr在CL150时为115;②在温度为t时特定材料的选定应力S1值要达到CL300第1组材料的要求;③对于CL150,额定工作压力Pt值不应超过下式给定在温度t下给出的值。

式中C2——21.41

C3——0.03724;

t——材料温度(℃);

Pt——指定材料在温度t时的额定工作压力(bar),(当t以℉为单位,P1以psi为单位时,C2=320、C3=O.3)。

上式中t值不允许超过538℃(1000℉),t值低于38℃(100℉)时,在公式中使用t等于38℃(100℉)。

美国石油学会,日本石油学会,法国石油学会,英国BSl560:3.1的法兰压力一温度额定值,均按照美国ASME B16.5中的压力-温度额定值制定。

(2)ASME B16.42-1998《球墨铸铁管法兰及法兰管件》标准 规定了CL150和CL300(2.OMPa和5.0MPa)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-温度额定值的制定方法,其基本原理、应力确定、限制条件与ASME B16.5基本一致。

(3)ASME B16.34-2004标准 纳入了ASME B16.5-2003中法兰连接阀门的压力-温度额定值数据。该标准中,法兰连接阀门的压力-温度额定值的确定基本与ASME B16.5-2003的方法相同,但又给出了特殊压力级的计算公式:

式中Ps——指定材料在温度t时特殊压力级的额定工作压力(bar)(psi);

Pcb——对于特殊压力级在本标准中所指定的温度t时的最大限制压力(bar)(psi);

Pr——压力等级额定数值,对于所有等于大于CL300的,Pr等于压力级数,如CL300、Pr=300,对于CL150,Pr=155,对于CL150~CL300之间的,需用CL150的Pr=115进行插补;

C2——当S2用MPa时为10,当S2用psi时C2=1;

S2——指定材料在温度t时的选用应力(MPa)。

该标准给出了标准压力级和特殊压力级阀门的压力-温度额定值数据,标准中共分为27组,材料有100多种。

3、国际标准化组织

国际标准ISO7005-1 《金属法兰-第1部分:钢制法兰》是将美国标准ASME B16.5和欧洲标准ENl092中的法兰标准合并在一起。因此,压力-温度额定值的制订也分别采用了美国ASTM标准和EN标准的材料。

ISO 7005-l中公称压力系列PN2.5、PN6、PNIO、PNl6、PN25、PN40属于欧洲法兰体系;而PN20、PN50、PNI00、PN150、PN250、PN420属于美国法兰体系,每一体系的压力-温度额定值只适用于各自材料体系的法兰标准。

相关产品

go top