Номер класу на фланці є однією з найбільш помилкових відомостей у трубопроводах. Клас 150 не означає 150 psi: для фланця з нержавіючої сталі 316/316L це означає 275 psi при температурі навколишнього середовища та менше, коли температура підвищується. Дизайнери, які вважають інакше, в кінцевому підсумку або занижують-оцінку, або платять за набагато більше фланців, ніж потрібно лінії. У цьому посібнику пояснюється, що насправді являє собою система класів, що вона змінює на кресленні та як вибрати 150, 300 або 600 без припущень.
Як працюють класи тиску фланців
Клас позначає криву тиску-температуриASME B16.5, не робочий тиск. Це число є історичним залишком - воно колись наближалося до тиску насиченої пари. Сьогодні допустимий тиск визначається трьома факторами, що розглядаються разом: класом, групою матеріалу та температурою. Для нержавіючих фланців відповідна група 2.2 (кований A182 F316/F316L, литий CF8M). Його оцінки навколишнього середовища:
Короткий огляд класу 150, 300 або 600
| Клас | F316 / F316L при 100 градусах F (38 градусів) | прибл. PN еквівалент |
| 150 клас | 275 psi (19,0 бар) | PN20 |
| 300 клас | 720 psi (49,6 бар) | PN50 |
| 400 клас | 960 psi (66,2 бар) | PN64 |
| 600 клас | 1440 psi (99,3 бар) | PN100 |
| 900 клас | 2160 psi (149 бар) | PN150 |
| 1500 клас | 3600 psi (248 бар) | PN250 |
| 2500 клас | 6000 psi (414 бар) | PN420 |
Ці значення для групи матеріалів 2.2. Вуглецева сталь (A105, група 1.1) має власну таблицю - при навколишньому середовищі, клас 150 становить 285 psi, а клас 300 – 740 psi. Ніколи не змішуйте групи матеріалів під час читання рейтингу.
Температура вдвічі нижча
Кожен клас знижується в міру підвищення температури. Два стовпці з таблиці B16.5 для групи 2.2 свідчать про те, що:
| температура | Клас 150 - F316 (psi) | Клас 300 - F316 (psi) |
| 100 градусів F (38 градусів) | 275 | 720 |
| 200 градусів F (93 градуси) | 235 | 620 |
| 300 градусів F (149 градусів) | 215 | 560 |
| 400 градусів F (204 градуси) | 195 | 515 |
| 500 градусів F (260 градусів) | 170 | 480 |
| 600 градусів F (316 градусів) | 140 | 450 |
| 800 градусів F (427 градусів) | 80 | 420 |
| 1000 градусів F (538 градусів) | 20 | 365 |
Фланець класу 150, який підходить для 275 фунтів на квадратний дюйм у холодній лінії, підходить лише для тиску 80 фунтів на квадратний дюйм при 800 градусів за Фаренгейтом. Лінія, розмір якої залежить лише від тиску навколишнього середовища, є класичною -специфікацією.
Нержавіюча сталь проти вуглецевої сталі в одному класі
При навколишньому середовищі A105 і F316 майже рівні. Різниця проявляється при температурі: вуглецева сталь втрачає міцність швидше, і дві криві перетинаються вище 750 градусів F.
| температура | Клас 300 - A105 (psi) | Клас 300 - F316 (psi) |
| 100 градусів F | 740 | 720 |
| 300 градусів F | 655 | 560 |
| 600 градусів F | 570 | 450 |
| 800 градусів F | 410 | 420 |
| 1000 градусів F | 85 | 365 |
Нижче 800 градусів F матеріали можна порівняти, і вуглецева сталь зазвичай є дешевшим вибором. При температурі вище 800 градусів за Фаренгейтом вуглецева сталь руйнується - при 1000 градусів за Фаренгейтом вона несе 85 фунтів на квадратний дюйм проти 365 фунтів на квадратний дюйм для нержавіючого фланця. Експлуатація при високих-температурах — це те, що нержавіючий фланець перестає бути першокласним і стає структурною вимогою.
Чотири{0}}схема вибору
- Отримайте дизайнерські номери. Максимальний робочий тиск і максимальна робоча температура в одній точці лінії.
- Прочитайте рейтинг за температури, а не за кімнатної. Використовуйте таблицю групи 2.2 (або групи 1.1) для вашого матеріалу при фактичній розрахунковій температурі.
- Застосовуйте емпіричне правило. Нижче 200 psi при температурі, клас 150 покриває це. Від 200 до 500 psi, клас 300 є безпечнішим кроком. Понад 500 psi, клас 600 і вище - ціна стає другорядною щодо безпеки.
- Перевірте систему. Стрибки тиску, циклічні навантаження, використання водню або майбутня зміна ставок — кожен аргумент на один клас вище. Пам’ятайте про фізичну вартість: при NPS 4 фланець зварної горловини класу 150 важить близько 7,7 кг, а класу 300 — близько 12,7 кг - вищий клас також означає більші болти, важчі опори та більше вантажу.
Три помилки, які коштують грошей
- Читання "150" як 150 psi. Для нержавіючої сталі це 275 фунтів на кв.
- Розміри за рейтингом навколишнього середовища. Рядок "300 psi при 150 градусах F" звучить безпечно для класу 150 - це не так; Клас 150 розрахований на 215 psi при цій температурі.
- Змішування класів на одному місці. Для одного і того ж NPS різні класи мають різні зовнішні діаметри, кола болтів і розміри болтів. У NPS 4 окружність болта зростає з 190,5 мм (Клас 150) до 200,2 мм (Клас 300) до 215,9 мм (Клас 600) - отвори не вирівнюються в класах. У межах одного класу всі типи фланців мають однакові болти та правильно сполучаються.
Що потрібно вказати в замовленні на купівлю
- Матеріал: ASTM A182 F316/F316L - ніколи не просто "нержавіюча сталь"
- Клас і облицювання: наприклад, Class 300 RF (підняте обличчя; RTJ для Class 600 і вище у вимогливих умовах)
- Тип: зварна горловина, з’єднання-на, з’єднання врозетку, різьбове, глухе або з’єднання внахлест
- Стандарт: ASME B16.5 (NPS 1/2"-24"; ASME B16.47 вище)
- Болти, гайки та прокладки відповідно до B16.5 / B16.20
- Документація: звіт MTC та PMI; NACE MR0175, де застосовується кисле обслуговування
Клас визначає схему болтів, прокладку, довжину шпильки та ціну, тому це найдешевше інженерне рішення в замовленні фланців. Якщо таблиця номінальних показників усе ще залишає сумніви, надішліть розрахунковий тиск, температуру та NPSmarket@htpipe.comдля рекомендації класу.
