1. 一般不銹鋼管件等都可使用法蘭的壓力-溫度額定值表,它是指在不同工作溫度下所能承受的最大無沖擊工作壓力,特別是對高溫下使用的不銹鋼管件,壓力-溫度額定值表是設(shè)計中極重要的參數(shù)。壓力-溫度額定值也稱(法蘭或閥門)壓力-溫度等級(pressure-temperature rating)。它是不銹鋼管道壓力等級的內(nèi)容之一。實際上它是與公稱壓力對應(yīng)的許用工作壓力和工作溫度的額定值。對于壓力管道組成件,有管道、管件(不銹鋼彎頭、不銹鋼三通、不銹鋼異徑管、支管元件等)、不銹鋼法蘭、盲板、閥門、墊片、緊固件等。這里有兩種形式的管道壓力等級:
①. 對于管道、管件等以壁厚等級確定的壓力等級;
②. 對于法蘭、盲板、閥門、過濾器等規(guī)定的壓力-溫度等級。兩種形式的管道壓力等級的確定是壓力管道設(shè)計的基礎(chǔ)和設(shè)計的核心。它是管道布置、管道應(yīng)力校核的設(shè)計前提條件,也是影響管道經(jīng)濟性和可靠性的重要因素。
2. 不銹鋼管道組成件的公稱壓力及對應(yīng)的工作壓力-溫度額定值應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求。選用管道組成件時,該組成件標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的額定值,不應(yīng)低于管道的設(shè)計壓力和設(shè)計溫度。對于只標(biāo)明公稱壓力的組成件,除另有規(guī)定外,在設(shè)計溫度下的許用壓力可按式(3.1.1)計算:
在工程設(shè)計中編制“管道等級及材料選用”時,常把材料相同和設(shè)計參數(shù)相近的多條管道編在一個等級內(nèi)。因此,應(yīng)在各條管道的設(shè)計參數(shù)P/[σ]'中找出最大值,作為這個等級的設(shè)計壓力和設(shè)計溫度。
當(dāng)幾種標(biāo)準(zhǔn)的額定值有差異時,要注意選用安全的值。當(dāng)執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中沒有規(guī)定壓力-溫度額定值及公稱壓力的管道組成件時,可用設(shè)計溫度下材料的許用應(yīng)力及組成件的有效厚度(名義厚度減去所有厚度附加量)通過計算來確定組成件的壓力-溫度額定值。
兩種不同壓力-溫度參數(shù)的流體管道連接在一起時,分隔兩種流體的閥門參數(shù)應(yīng)按較嚴(yán)重的條件決定。位于閥門任一側(cè)的管道,應(yīng)按其輸送條件設(shè)計。
多條設(shè)計壓力和設(shè)計溫度不同的管道,用相同的管道組成件時,應(yīng)按壓力和溫度相耦合時最嚴(yán)重條件下的某一條管道的壓力和溫度條件進行設(shè)計。
由于各國標(biāo)準(zhǔn)對不同材料的基準(zhǔn)溫度不同,所以相同公稱壓力值的法蘭,在相同溫度下允許的工作壓力就有不同。同樣,使用溫度與基準(zhǔn)溫度不同時,允許的工作壓力也與公稱壓力不同。在編制管道材料等級表時,非金屬和襯里管道的壓力-溫度額定值,必須通過試驗和有使用經(jīng)驗才能使用。
3. 以壓力等級或公稱壓力表示,并規(guī)定了壓力-溫度參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)管道組成件其壓力-溫度參數(shù)應(yīng)按相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)確定。如國內(nèi)外法蘭、閥門的壓力-溫度等級。下列標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)壓力-溫度額定值數(shù)據(jù):ASME B16.5管法蘭和法蘭管道(NPS1/2至NPS24),ASME B16.47大直徑管法蘭(NPS26至NPS60),HG/T 20592~20635鋼制管法蘭、墊片、緊固件的歐洲體系和美洲體系,SH/T3406石油化工鋼制管法蘭,GB/T9124鋼制管法蘭技術(shù)條件(美洲體系和歐洲體系)。
4. 以不銹鋼管壁厚系列(包括壁厚、表號或重量級別等表示方法)和額定磅級表示,但未規(guī)定壓力-溫度參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)管道組成件,其壓力-溫度參數(shù),應(yīng)根據(jù)與其許用應(yīng)力相同的材料的無縫鋼管減去附加裕量后的壁厚確定。如對焊管件、國標(biāo)鍛鋼管件和ASMEB16.11鍛鋼管件。鍛鋼管件磅級額定值計算與管子表號(Sch.)或管子重量壁厚代號的相互關(guān)系見表3.1.6。
5. 壓力-溫度額定值的確定,在ASME規(guī)范中有定義并提供有計算公式,是依據(jù)實驗數(shù)據(jù)和安全系數(shù),根據(jù)不同材料的機械性能確定的一個“經(jīng)驗公式”。HG的歐洲體系和美洲體系中,對于溫度等級的下限分別是≤-20℃和≤38℃,并明確規(guī)定,當(dāng)應(yīng)用的溫度≤-20℃時其壓力值按-20℃取、≤38℃時按38℃時??;而ASME B16.5和B16.47的溫度等級下限是-29~38℃,也規(guī)定,當(dāng)應(yīng)用的溫度低于-29℃時其壓力額定值應(yīng)不大于-29℃時的額定值。二者有差異也有類似的地方。SH/T 3406也明確規(guī)定,低于20℃的壓力參數(shù)與20℃時相同;并明確規(guī)定,工作溫度指在壓力作用下法蘭材料的溫度,可按介質(zhì)溫度考慮(即并非指設(shè)計溫度)。SH標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定:PN≤2.0MPa的法蘭的工作溫度超過200℃和PN≥5.0MPa的法蘭工作溫度超過400℃時,應(yīng)避免法蘭承受溫度劇變和附加荷載,否則可能降低法蘭密封性能。
6. 在“管道材料選用及等級規(guī)定”文件內(nèi),一般需列出法蘭的壓力-溫度額定值,某碳鋼管道Class150時法蘭的壓力-溫度額定值見表3.1.7。
表中數(shù)值與ASME B16.5的1.1組材料壓力-溫度額定值一致。