Сравнительная таблица номинальных давлений: китайские и американские стандарты

Обозначения PN и Class, которые мы обычно используем, являются методами выражения давления; разница заключается в эталонных температурах, при которых применяются давления, которые они представляют. Европейская система PN относится к давлению при 120°C, тогда как американский стандарт класса относится к давлению при 425,5°C.
Следовательно, в инженерных приложениях невозможно просто выполнить преобразование давления. Например, клапан класса 300, преобразованный исключительно под давлением, будет соответствовать 2,1 МПа; однако, если принять во внимание рабочую температуру, эквивалентное давление увеличится. По данным испытаний материала на устойчивость к температуре и давлению, это эквивалентно 5,0 МПа.
Существует две системы классификации клапанов:
Одной из них является система ‘номинального давления’, представленная Германией (и Китаем), которая основана на допустимом рабочем давлении при температуре окружающей среды (100°C в Китае и 120°C в Германии).
Другая — это ‘система температура-давление’, типичная для США, которая основана на допустимом рабочем давлении при определенной температуре. В системе температуры и давления США, за исключением класса 150 фунтов, в котором в качестве эталона используется 260°C, все остальные классы используют в качестве эталона 454°C. Для клапана из углеродистой стали марки 25, рассчитанного на давление 150 фунтов на кв. дюйм (150 фунтов на кв. дюйм = 1 МПа), допустимое напряжение при температуре 260°C составляет 1 МПа, тогда как при комнатной температуре допустимое напряжение значительно выше и составляет приблизительно 2,0 МПа.
Поэтому обычно утверждается, что номинальное давление, соответствующее американскому стандарту 150 фунтов, составляет 2,0 МПа, для 300 фунтов — 5,0 МПа и т. д.
Следовательно, нельзя произвольно преобразовывать номинальные значения давления и температуры-давления с помощью формул преобразования давления. PN — это числовой код, относящийся к давлению; это удобная округленная цифра, приведенная в справочных целях. PN приблизительно соответствует сопротивлению давлению в МПа при комнатной температуре и является номинальным давлением, обычно используемым для клапанов в Китае. Для регулирующих клапанов с корпусами из углеродистой стали это относится к максимально допустимому рабочему давлению при использовании при температурах ниже 200°C; для чугунных корпусов это относится к максимально допустимому рабочему давлению при использовании при температурах ниже 120°C; для регулирующих клапанов с корпусами из нержавеющей стали это относится к максимально допустимому рабочему давлению при использовании при температурах ниже 250°C. По мере повышения рабочей температуры сопротивление давлению корпуса клапана уменьшается.
Клапаны American Standard выражают номинальное давление в фунтах. Рейтинг класса фунта является результатом расчета комбинации температуры и давления для конкретного металла на основе стандарта ANSI B16.34. Основная причина отсутствия однозначного соответствия между номинальными значениями класса фунта и номинальным давлением заключается в том, что они основаны на разных контрольных точках температуры.
Обычно мы используем программное обеспечение для расчетов, но также важно знать, как обращаться к таблицам, чтобы определить класс фунта. В Японии показатели давления в основном выражаются с использованием значения K. Для измерения давления газа в Китае мы обычно используем единицу массы ‘килограмм’ (а не ‘цзинь’), обозначаемую как кг. Соответствующая единица давления — ‘кг/см2²’, где один килограмм давления представляет собой силу в один килограмм, действующую на один квадратный сантиметр.
Аналогичным образом, в других странах обычно используемой единицей давления газов является ‘фунтов на квадратный дюйм’, что означает ‘фунтов на квадратный дюйм’ (1 фунт/дюйм²). Однако чаще всего речь идет непосредственно о единице массы, а именно о фунте (lb), что на практике соответствует фунту-силе, упомянутой ранее.
Перевод всех единиц в метрическую систему дает следующее: 1 фунт на квадратный дюйм = 1 фунт/дюйм² ≈ 0,068 бар; 1 бар ≈ 14,5 фунтов на квадратный дюйм ≈ 0,1 МПа. Страны Европы и Америки обычно используют в качестве единицы измерения фунт на квадратный дюйм. В классах 600 и 1500 существуют два различных значения, соответствующих европейским и американским стандартам: 11 МПа (соответствует классу 600 фунтов) указано европейской системой, как указано в стандарте ISO 7005-1-1992 «Стальные фланцы»; 10 МПа (соответствует классу 600 фунтов) указано американской системой, как указано в стандарте ASME B16.5. Таким образом, нельзя категорически утверждать, что класс 600 фунтов соответствует либо 11 МПа, либо 10 МПа, поскольку характеристики двух систем различаются.
Поскольку температурные базы для номинального давления и классов давления различаются, строгого соответствия между ними нет. Общее соответствие между ними см. в таблице ниже.

Сравнительная таблица классов фунтов и номинального давления