Он представляет
В нефтегазовой, нефтехимической и обрабатывающей промышленности номинальное давление является основополагающим понятием при проектировании и выборе оборудования. При обсуждении фланцев, клапанов и сосудов высокого давления часто встречаются такие термины, как «класс 150», «класс 300» и «класс 600» . Многие начинающие инженеры и даже промышленные пользователи задаются вопросом,
что означает класс 150 и сколько раз он может выдерживать такое давление.
В этой статье мы проанализируем концепцию номинального давления, эквивалентную нагрузку (бар) для каждого номинала и связанные с этим конструктивные особенности.
Понятие уровня давления
Номинальное давление, или индекс давления, — это мера механической способности компонента противостоять внутреннему давлению жидкости. Это значение обычно определяется в соответствии со стандартом ASME B16.5 для фланцев и ASME B16.34 для клапанов.
Проще говоря, чем выше номинальное давление, тем большее давление и температуру, которые способен выдерживать фланец или клапан.
Что такое категория 150?
Класс 150 — это самый низкий стандартный класс давления в классификации ASME, обычно используемый для систем низкого давления и глубокого охлаждения.
При комнатной температуре (около 38°C или 100°F ) фланец класса 150 может выдерживать давление около 285 фунтов на квадратный дюйм , что эквивалентно примерно 19,6 бар .
Однако следует отметить, что допустимое давление уменьшается с ростом температуры. Например, при температуре около 200 °C допустимое давление для класса 150 составляет около 140 фунтов на кв. дюйм (примерно 9,6 бар ).
Сколько раз встречается уровень 150?
Для более точного ответа обратитесь к таблице ниже (на основе марок углеродистой стали ASTM A105 и стандартов ASME B16.5):
| Температура (°С) | Допустимое давление (фунт/дюйм²) | Эквивалентное давление (бар) |
|---|---|---|
| 38 градусов по Цельсию (100 градусов по Фаренгейту) | 285 фунтов на квадратный дюйм | ≈ 19,6 бар |
| 93 градуса по Цельсию (200 градусов по Фаренгейту) | 260 фунтов на квадратный дюйм | ≈ 17,9 бар |
| 150 градусов Цельсия | 235 фунтов на квадратный дюйм | ≈ 16,2 бар |
| 200 градусов Цельсия | 200 фунтов на квадратный дюйм | ≈ 13,8 бар |
| 300 градусов Цельсия | 170 фунтов на квадратный дюйм | ≈ 11,7 бар |
| 400 градусов Цельсия | 140 фунтов на квадратный дюйм | ≈ 9,6 бар |
Поэтому номинальное давление 150 обычно соответствует 19–20 бар при комнатной температуре.
Усовершенствованная система гидростатических испытаний компании MacArtney Pressure Vessels
Сравнение категории 150 с другими категориями
| уровень давления | Давление (фунт/дюйм²) при 38°C | Эквивалентное давление (бар) | общего назначения |
|---|---|---|---|
| Класс 150 | 285 фунтов на квадратный дюйм | ≈ 19,6 бар | Система низкого давления , вода, воздух, легкий пар |
| Модель 300 | 740 фунтов на квадратный дюйм | ≈ 51 бар | Трубы среднего давления, промышленный пар |
| Модель 600 | 1480 фунтов на квадратный дюйм | ≈ 102 бар | Газопроводы и системы высокого давления |
| Модель 900 | 2220 фунтов на квадратный дюйм | ≈ 153 бар | Нефтеперерабатывающие заводы и специальные операции |
| Модель 1500 | 3705 фунтов на квадратный дюйм | ≈ 255 бар | сосуд высокого давления |
| Модель 2500 | 6170 фунтов на квадратный дюйм | ≈ 425 бар | Специальные применения для высокого напряжения |
Соотношение между номинальным давлением, температурой и материалом
Ключевым моментом является то, что номинальное давление зависит не только от давления, но и от рабочей температуры и материала обода или резервуара .
Например:
-
Если обод изготовлен из нержавеющей стали , он может выдерживать более высокое давление при более высоких температурах, чем углеродистая сталь.
-
Чугун , напротив, имеет низкую прочность на сжатие и не подходит для выдерживания высоких давлений.
Поэтому при проектировании трубопроводов инженеры учитывают не только номинальное давление, но и материал жидкости, а также рабочую температуру.
Нанесение 150-градусного выступа
Кромки серии 150 наиболее часто используются в промышленности благодаря своей низкой стоимости и простоте установки . Области применения:
-
Системы водоснабжения и канализации
-
Трубка сжатого воздуха
-
Пар низкого давления
-
Пищевая и фармацевтическая промышленность
-
Трубы охлаждения электростанции
Напротив, для нефте- и газопроводов высокого давления обычно используют трубы класса 300 и выше.
Соответствующие стандарты
Основными критериями определения номинальных значений давления являются:
-
ASME B16.5 : Применяется к губам
-
ASME B16.34 : Клапаны применимы
-
ASME Том 8 : Проектирование сосудов высокого давления
Эти стандарты содержат подробные таблицы допустимых давлений для каждой температуры и материала.
Советы по дизайну и безопасности
При выборе фланцев или резервуаров следует учитывать следующие моменты:
-
Расчетное давление всегда должно быть выше рабочего давления системы.
-
Расчетная температура должна учитывать максимальную температуру окружающей среды или жидкости.
-
Использование некачественных фланцев в системах высокого давления может привести к протечкам или разрывам .
-
В паровых или масляных контурах при расчетах необходимо учитывать падение давления, вызванное высокой температурой.
-
Обязательно используйте сертификат материала и заводские сертификаты соответствия.
В заключение
Класс 150 — один из самых распространённых и экономичных классов давления в отрасли.
При комнатной температуре этот класс может выдерживать давление около 19–20 бар , но его стойкость к давлению снижается с повышением температуры.
Выбор правильного класса фланцев или сосуда напрямую влияет на безопасность, срок службы оборудования и расходы на техническое обслуживание. Для систем низкого давления и низких температур класс 150 является идеальным и экономичным выбором; однако в более сложных условиях следует использовать фланцы более высокого класса.