Инструкция по переводу между американской единицей измерения давления в фунтах-форсах и китайской единицей номинального давления в МПа для клапанов

Thread Content

При покупке и использовании клапанов пользователи неизбежно сталкиваются с проблемой перевода единиц измерения давления: для американских клапанов это фунты на квадратный дюйм (Lb), а для китайских клапанов — мегапаскали (Mpa). Какова же на самом деле формула этого перевода? Обычно под понятиями PN и Class подразумеваются способы обозначения давления. Разница заключается в том, что давление, которое они обозначают, соответствует разным температурам. В европейской системе PN указывается давление при температуре 120°C, а в американской системе Class — давление при температуре 425,5°C. Поэтому при сопоставлении данных в инженерных целях нельзя просто переводить значения давления. Например, для класса Class300# значение давления по простому пересчету составляет 2,1 МПа. Однако с учетом температуры эксплуатации это значение увеличивается; согласно испытаниям на устойчивость материала к давлению при данной температуре, оно равно 5,0 МПа. Существует 2 системы клапанов: одна из них — это система «номинального давления», характерная для Германии (включая нашу страну), и основана на допустимом рабочем давлении при комнатной температуре (в нашей стране — 100 градусов, в Германии — 120 градусов) ； Один из таких подходов представлен Соединенными Штатами и заключается в использовании допустимого рабочего давления при определенной температуре — это так называемая «система температуры и давления». В этой системе, за исключением класса 150 LB, для которого базовой температурой является 260 градусов, для всех остальных классов базовой температурой служат 454 градуса. Для клапанов из углеродистой стали класса 150 (150 psi = 1 МПа) при температуре 260 градусов допустимое напряжение составляет 1 МПа. Однако при нормальной температуре допустимое напряжение значительно выше — примерно 2,0 МПа. Следовательно, в общем случае номинальный уровень давления для стандарта ASME 150LB составляет 2,0 МПа, а для 300LB — 5,0 МПа и так далее. Поэтому нельзя произвольно изменять номинальное давление и класс температуры и давления с помощью формулы преобразования давления. PN — это код, обозначающий давление в цифровом виде; это удобное целое число, используемое в качестве ориентира. PN представляет собой приблизительное значение давления в МПа при нормальной температуре и является номинальным давлением, обычно используемым для клапанов в нашей стране. Для клапанов из углеродистой стали максимальное рабочее давление, допускаемое при использовании при температуре ниже 200°C ； Для чугунных корпусов клапанов — максимальное рабочее давление, допускаемое при использовании при температуре ниже 120°C ； Для регулирующих клапанов с корпусом из нержавеющей стали указывается максимальное рабочее давление, допустимое при использовании при температуре ниже 250°C. При повышении рабочей температуры прочность клапана на давление снижается. Расчетное давление у американских клапанов указывается в фунтах на квадратный дюйм; это значение получается на основе температуры плавления и давления определенного металла, согласно стандарту ANSI B16.34. Классы по фунтам и номинальное давление не соответствуют друг другу однозначно, главная причина — это различие в температурных параметрах, учитываемых при определении классов по фунтам и номинального давления. Обычно мы используем программное обеспечение для расчетов, но также нужно уметь пользоваться таблицами для поиска весовых категорий. Что касается давления газа, в Китае обычно для его описания используется единица массы «килограмм» (а не «цзинь»), единица kg. Соответствующая единица давления — «кг/см²»; давление в один килограмм означает силу в один килограмм, действующую на площадь в один квадратный сантиметр. Аналогично, в зарубежных странах для измерения давления газов обычно используется единица измерения «psi», которая равна «1 фунт на квадратный дюйм», то есть «фунты на квадратный дюйм». Полное название этой единицы на английском — Pounds per square inch. Но чаще всего прямо используется единица измерения массы — фунт (LB). На самом деле LB — это та самая сила, о которой шла речь ранее. Если перевести все единицы в метрические, то можно получить следующие соотношения: 1 psi = 1 фунт/дюйм² ≈ 0,068 бар; 1 бар ≈ 14,5 psi ≈ 0,1 МПа. В странах Европы и Америки как правило используется единица psi. Для классов Class600 и Class1500 существуют два разных значения в соответствии с европейскими и американскими стандартами: 11 МПа (соответствует классу 600 фунтов) — это значение, установленное в европейской системе, и оно приведено в стандарте «ISO 7005-1-1992 Steel Flanges» ； 10 МПа (что соответствует классу 600 по фунтам) — это значение, установленное в американской системе стандартов; оно прописано в ASME B16.5. Поэтому нельзя утверждать с уверенностью, что класс 600 фунтов соответствует 11 МПа или 10 МПа — правила различаются в разных системах. Поскольку базовые значения температуры для номинального давления и класса давления различаются, между ними нет строгой взаимосвязи. Примерная связь между ними приведена в таблице ниже: Таблица соответствия классов и номинального давления (для справки). Класс (Class): 150, 300, 400, 600, 800, 900, 1500, 2500, 3500, 4500. Номинальное давление PN (МПа): 25, 6,3, 10,1, 31,5, 25,4, 25,6, 76