Инженер по техническому обслуживанию подписывает контракт на 6-дюймовый фланец из углеродистой стали класса 300 для эксплуатации при температуре 400 Ф, а затем наблюдает, как соединение плачет во время первого нагрева. Фланец в порядке. Прокладка, поступившая в той же коробке, была рассчитана только на условия окружающей среды, и никто не клал две цифры рядом.

Краткий ответ: номинальное расчетное давление — это максимальное давление, которое может выдержать компонент. при заданной температуре . Уберите температуру, и число ничего не будет значить, потому что рейтинги падают с повышением температуры, иногда более чем на 70 процентов.

Что на самом деле означает «номинальное расчетное давление»

В этой фразе заключены две идеи, и их разделение предотвращает большинство споров по проекту.

Расчетное давление — это входные данные, которые вы выбираете. ASME B31.3 требует, чтобы расчетное давление трубопроводной системы соответствовало наиболее суровым совпадающим давлениям и температурам, ожидаемым при нормальной эксплуатации. На практике инженеры обычно устанавливают его на уровне, превышающем 110 процентов от максимального рабочего давления или рабочего давления плюс 25 фунтов на квадратный дюйм, а затем округляют до приемлемого значения. Руководящий кодекс, спецификации клиента или давление срабатывания предохранительного клапана всегда превосходят эту привычку.

Номинальное расчетное давление — это результат, который вы ищете. Это давление, которое может выдержать приобретенный компонент при той температуре, которую он фактически будет видеть. Фланцы соответствуют стандарту ASME B16.5 или B16.47, клапаны — стандарту ASME B16.34, а прокладки — сертификату производителя в соответствии с классом фланца. Рейтинг принадлежит оборудованию, а не вашему процессу.

Два числа должны совпадать по всему рабочему диапазону, а не только в расчетной точке, указанной в таблице данных.

Рабочее, расчетное, максимальное давление и испытательное давление — это четыре разных числа.

Их постоянно путают, и в заказе на поставку, в котором указан не тот товар, обычно поставляется не тот продукт.

Ловушкой является испытательное давление. Соединение, которое выдерживает давление, в 1,5 раза превышающее расчетное, в течение десяти минут в условиях окружающей среды, ничего не доказало в своем поведении при температуре 750 F после пятидесяти термических циклов.

Как ASME превращает номер класса в номинальное давление

Сказать «Класс 300» не означает давления. В нем указана категория размеров и давления по ASME B16.5 для размеров до NPS 24. Допустимое давление этой категории зависит от двух дополнительных переменных: номера группы материала фланца и рабочей температуры.

Для наиболее широко используемой группы, углеродистой стали группы 1.1, номинальные значения при температуре 100 Ф выглядят следующим образом:

Значения взяты из таблиц номинальных значений давления и температуры ASME B16.5 для углеродистой стали группы 1.1. Измените группу материалов, и каждый из них изменится.

Температура — вторая половина рейтинга

Тот же фланец класса 150 группы 1.1, который допускает давление 285 фунтов на квадратный дюйм при температуре 100 F, допускает только 80 фунтов на квадратный дюйм при температуре 800 F. Это сокращение на 72 процента, и это происходит без каких-либо изменений размеров фланца, размера болта или номера детали.

Причина металлургическая. Предел текучести падает с повышением температуры, и при температуре примерно 600 F ползучесть и релаксация болта начинают поглощать нагрузку болта, которая удерживает соединение вместе. Таблица номинальных значений на самом деле представляет собой таблицу прочности материала, пониженной в зависимости от температуры, с запасом сверху.

Чтение таблицы давления и температуры без ожогов

Пять привычек отделяют рейтинговую проверку, которая выдерживает проверку, от той, которая не проходит проверку.

1. Сначала определите группу материалов, а не только название материала. A105, A350 LF2 и A182 F304 находятся в разных группах с разными рейтингами.
2. Используйте фактическую рабочую температуру и используйте интерполяцию. ASME B16.5 допускает линейную интерполяцию между указанными температурами; округление значения 780 F до 700 F является нарушением рейтинга, а не консервативным сокращением.
3. Возьмем лимитирующую комбинацию. Если на линии наблюдается давление 400 F при 200 фунтов на квадратный дюйм и 200 F при 500 фунтов на квадратный дюйм, номинал должен удовлетворять обоим пунктам, а не только более высокому давлению.
4. Проверьте болты и прокладку отдельно. Болты также ухудшают свои характеристики с температурой, а наполнители прокладок и облицовки имеют свои собственные потолки, которые могут находиться значительно ниже предела фланца.
5. Повторную проверку после любой замены материала. Поздний переход с углеродистой стали на нержавеющую может привести к аннулированию номинала, который был правильным в исходной таблице данных.

Прокладка находится внутри границы давления

Номинальное фланцевое соединение представляет собой систему, а прокладка — единственная деталь, способная деформироваться. Болты передают нагрузку, поверхности фланцев распределяют ее, а прокладка преобразует ее в уплотняющее напряжение.

Изометрический вид болтового фланцевого соединения в разобранном виде. Расчетное давление применимо ко всей сборке: обоим фланцам, болтовым соединениям и прокладке между ними. Если прокладка не может создавать напряжение посадки при расчетной температуре, класс фланца становится теоретическим.

Соответствие прокладки номинальному классу

Фланец класса 900 не обеспечивает производительность класса 900 тому, что закреплено болтами между его поверхностями. физические свойства прокладочных материалов Такие параметры, как твердость и прочность на разрыв, влияют на конструкцию в такой же степени, как и класс давления. Три конструкции охватывают большинство номинальных соединений.

Спирально-навитые прокладки: универсальная рабочая лошадка

Металлическая полоса, намотанная спиралью, с мягким наполнителем, обычно снабженная внутренним и наружным кольцами. Они охватывают примерно классы от 150 до 2500 в широком температурном диапазоне и допускают небольшие повороты фланцев, возникающие во время термоциклирования. Наполнитель устанавливает потолок: гибкий графит для высоких температур, ПТФЭ для агрессивных химикатов, слюда или керамика при температуре выше 850 F.

Спиральные прокладки для ран Спиральные прокладки с наполнителем из ПТФЭ Посмотреть продукт →

Кольцевые прокладки: для высших классов

Для классов выше 900 или при эксплуатации с высоким содержанием водорода и высокой цикличностью заклинивание кольцевой прокладки часто является единственным практическим решением. Герметизация достигается за счет посадки прокладки в канавку, поэтому размеры канавки, качество поверхности и твердость прокладки имеют такое же значение, как и сам класс давления.

Кольцевые прокладки Соединительные прокладки кольцевого типа разработаны для использования в нефтяной промышленности, а также в оборудовании для бурения и добычи нефти и газа. Эти прокладки подходят для высо... Посмотреть продукт →

Прокладки Kammprofile: высокие нагрузки, меньшая нагрузка на болты

Зубчатый металлический сердечник с мягким облицовочным слоем. Они выдерживают высокие нагрузки на посадку, как цельнометаллическая прокладка, но уплотняются с меньшей нагрузкой на болты, и их часто ремонтируют, а не заменяют. Они подходят для теплообменников и любых соединений, где доступ к болтам ограничен.

Каммпрофильные прокладки Прокладка Kammprofile со свободным наружным кольцом Посмотреть продукт →

Пять ошибок, которые обнаруживаются в обзорах расчетного давления

• Цитирую рейтинг без температуры. Класс 150 составляет 285 фунтов на квадратный дюйм при 100 F и 20 фунтов на квадратный дюйм при 1000 F в той же группе материалов.
• Считайте номинал фланца номиналом соединения. Болты, прокладки и облицовка находятся внутри границы давления.
• Предполагая, что более высокий класс устраняет утечку. Переход от класса 300 к классу 600 ничего не меняет, если прокладка никогда не достигает напряжения посадки.
• Игнорирование взаимодействия групп материалов и предельных температур прокладки. Фланец может пройти, а прокладка выйдет из строя точно при той же температуре.
• Рассматривать гидроиспытания как доказательство. Контрольное испытание при температуре окружающей среды подтверждает границу только один раз, а не ее долгосрочное поведение.

Часто задаваемые вопросы о номинальных расчетных давлениях

Правильное определение номинального расчетного давления — это, по большей части, умение сопоставлять каждое значение давления с его температурой и проверять всю сборку, а не только фланец. Уплотнительный материал Нинбо Рилсон производит спирально-навитые, кольцевые, кампрофильные, гофрированные металлические, неметаллические прокладки и прокладки для теплообменников и работает с учетом класса фланца, группы материалов и соответствующей рабочей температуры, а не одного номера заголовка. Отправьте эти три детали вместе с вашим запросом, и конструкция уплотнения будет подтверждена с учетом номинала, которому фактически должно соответствовать соединение.