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-溫度額定值表是設計中極重要的參數。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容之一。實際上它是與公稱壓力對應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計的基礎和設計的核心。它是管道布置、管道應力校核的設計前提條件,也是影響管道經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的工作壓力-溫度額定值應符合標準規范要求。選用管道組成件時,該組成件標準中所規定的額定值,不應低于管道的設計壓力和設計溫度。對于只標明公稱壓力的組成件,除另有規定外,在設計溫度下的許用壓力可按式(3.1.1)計算:
在工程設計中編制“管道等級及材料選用”時,常把材料相同和設計參數相近的多條管道編在一個等級內。因此,應在各條管道的設計參數P/[σ]'中找出最大值,作為這個等級的設計壓力和設計溫度。
當幾種標準的額定值有差異時,要注意選用安全的值。當執行的標準規范中沒有規定壓力-溫度額定值及公稱壓力的管道組成件時,可用設計溫度下材料的許用應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-溫度參數的流體管道連接在一起時,分隔兩種流體的閥門參數應按較嚴重的條件決定。位于閥門任一側的管道,應按其輸送條件設計。
多條設計壓力和設計溫度不同的管道,用相同的管道組成件時,應按壓力和溫度相耦合時最嚴重條件下的某一條管道的壓力和溫度條件進行設計。
由于各國標準對不同材料的基準溫度不同,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驗才能使用。
3. 以壓力等級或公稱壓力表示,并規定了壓力-溫度參數的標準管道組成件其壓力-溫度參數應按相應標準確定。如國內外法蘭、閥門的壓力-溫度等級。下列標準有關壓力-溫度額定值數據: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,但未規定壓力-溫度參數的標準管道組成件,其壓力-溫度參數,應根據與其許用應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系見表3.1.6。
5. 壓力-溫度額定值的確定,在ASME規范中有定義并提供有計算公式,是依據實驗數據和安全系數,根據不同材料的機械性能確定的一個“經驗公式”。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℃,并明確規定,當應用的溫度≤-20℃時其壓力值按-20℃取、≤38℃時按38℃時取;而ASME B16.5和B16.47的溫度等級下限是-29~38℃,也規定,當應用的溫度低于-29℃時其壓力額定值應不大于-29℃時的額定值。二者有差異也有類似的地方。SH/T 3406也明確規定,低于20℃的壓力參數與20℃時相同;并明確規定,工作溫度指在壓力作用下法蘭材料的溫度,可按介質溫度考慮(即并非指設計溫度)。SH標準還規定: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定”文件內,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。
表中數值與ASME B16.5的1.1組材料壓力-溫度額定值一致。