-
ОНИКС
-
Статьи
- Номинальное, условное и рабочее давление в трубопроводе. Разница между PN и Ру
18 апреля 2022, 11:01
Давление входит в пятерку важных параметров при подборе фланцев, устанавливая границу для нормальной работы прибора. Поэтому, необходимо заранее знать, до какого предела рассчитан ваш проект и какое давление сможет выдержать соединение. Разобраться в видах номинального и рабочего давления, проследить зависимость между единицами измерения в МПа и кгс/см², а также разобраться в различиях Ру и PN поможет эта статья.
Давление напрямую зависит от температуры. Ее принято считать в Кельвинах, что сокращенно представляет из себя индекс “К” и градусах Цельсия – °С. При увеличении температуры, увеличивается сила давления внутренней среды на стенки трубопровода. Показатель давления может выражаться в разных единицах. Номинальное давление встречаются в кгс/см², Па, МПа, атм и бар. Представители фланцевой сферы договорились использовать в качестве единицы измерения давления кгс/см² или МПа.
Таблица 1. Перевод значений давления между разными единицами измерений
| кгс/см² | МПа | бар | Па | атм |
|---|---|---|---|---|
| 6 | 0,6 | 6 | 600000 | 5.92153962 |
| 10 | 1 | 10 | 1000000 | 9.8692327 |
| 16 | 1,6 | 16 | 1600000 | 15.79077232 |
| 25 | 2,5 | 25 | 2500000 | 24.67308175 |
| 40 | 4 | 40 | 4000000 | 39.4769308 |
| 63 | 6,3 | 63 | 6300000 | 62.17616601 |
| 100 | 10 | 100 | 10000000 | 98.692327 |
| 160 | 16 | 160 | 16000000 | 157.9077232 |
| 250 | 24,5 | 250 | 24500000 | 241.79620115 |
➤ Раньше было Ру, а сейчас PN. Почему?
Более 30 лет в сфере производства фланцев действовала группа ГОСТов 12820-12822, где номинальное давление указывалось с помощью сокращение Ру. На смену пришел новый ГОСТ 33259-15, где было пересмотрено обозначение давления на международный манер – PN (pressure nominal). Отрасль перестроилась не сразу, до сих пор нередко встречается устаревшее Ру.
➤ Что такое номинальное давление?
Устойчивое определение присутствует в двух нормативных документах: ГОСТ 26349 и отмененном ГОСТ Р 52720.
Наибольшим избыточным рабочим давлением принято считать температуру в 20 градусов. Номинальное давление имеет второе синонимичное выражение – условное давление, поэтому эти два термина являются единым целым. Если линия рассчитана на PN 25, это можно расшифровать, что предел давления рассчитан на эксплуатацию до 25 кгс/см² или 2,5 МПа. К примеру, если вы определили, что давление рабочего участка равно 13 кгс/см², то вам предстоит округлить в большую сторону и выбрать зафиксированное расчетное давление PN 16. Допустимые показатели PN зафиксированы в ГОСТ 26349.
Таблица 2. Значения и обозначения номинальных давлений согласно ГОСТ 26349.
| Обозначение номинального давления | Значение номинального давления, МПа (кгс/см²) |
|---|---|
| PN 0,1 | 0,01 (0,1) |
| PN 0,16 | 0,016 (0,16) |
| PN 0,25 | 0,025 (0,25) |
| PN 0,4 | 0,040 (0,40) |
| PN 0,63 | 0,063 (0,63) |
| PN 1 | 0,1 (1,0) |
| PN 1,6 | 0,16 (1,6) |
| PN 2,5 | 0,25 (2,5) |
| PN 4 | 0,4 (4,0) |
| PN 6,3 | 0,63 (6,3) |
| PN 10 | 1,0 (10,0) |
| PN 16 | 1,6 (16,0) |
| PN 25 | 2,5 (25,0) |
| PN 40 | 4,0 (40,0) |
| PN 63 | 6,3 (63,0) |
| PN 80 | 8,0 (80,0) |
| PN 100 | 10,0 (100,0) |
| PN 125 | 12,5 (125,0) |
| PN 160 | 16,0 (160,0) |
| PN 200 | 20,0 (200,0) |
| PN 250 | 25,0 (250,0) |
| PN 320 | 32,0 (320,0) |
| PN 400 | 40,0 (400,0) |
| PN 500 | 50,0 (500,0) |
| PN 630 | 63,0 (630,0) |
| PN 800 | 80,0 (800,0) |
| PN 1000 | 100,0 (1000,0) |
Выявленное числовое значение PN, принятое для характеристики труб, фланцев и присоединительных деталей трубопровода относительно внутреннего давления, может быть выдержано при отсутствии внешних нагрузок. На выносливость влияют температура окружающей среды, тип материала трубы и прогнозируемые сроки эксплуатации. Иными словами, PN – это давление, которое элемент способен выдержать в процессе эксплуатации без учета экстремальных внешних факторов и нагрузок.
➤ Что такое рабочее давление?
Важное значение. Рабочее давление фиксирует избыточное давление при котором возможна бесперебойная работа всей линии в условиях заданной температуры с учетом толщины стенки и выбранной маркой стали при условии стабильного протекания рабочего процесса. Рабочее давление отражает нормальные и безопасные условия эксплуатации системы. Максимально допустимое рабочее давление рассчитывается с некоторым превышением допуска, позволяя иметь запас прочности. Учитываются не только силы, вызванные внутренним давлением, но и многочисленные другие, иногда случайные нагрузки на трубопроводы во время монтажа и эксплуатации. Если труба оснащена двумя типами сборки, по одной на каждом конце (например КОФ и тройник), выберите самые низкие значения.
➤ Диапазон давлений для фланцев
Показатели по давлению зависят от геометрических размеров фланца и исполнения уплотнительной поверхности. Плоские приварные фланцы типа 01 и 02 выдерживают давление до 25 кгс/см², а предел воротниковых фланцев типов 11 и 21 рассчитаны до 200 кгс/см².
| Тип 01 | Тип 02 | Тип 03 | Тип 04 | Тип 11 | Тип 21 (сталь) | Тип 21 (из серого чугуна) | Тип 21 (из ковкого чугуна) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1-25 кгс/см² | 1-25 кгс/см² | 2,5-25 кгс/см² | 2,5-25 кгс/см² | 1-250 кгс/см² | 1-250 кгс/см² | 1-16 кгс/см² | 6-40 кгс/см² |
Технический сериал о деталях трубопровода
➤ Полезное чтение:
- Номинальный и условный диаметр, условный проход. Расшифровка понятий Ду и DN
- Типы фланцев: плоские, воротниковые, свободные
- Виды уплотнительных материалов (прокладок) для КОФ
- Соотношение давления и диаметра: мм и дюймы, МПа и классы
Чтобы заказать детали трубопровода или фланцы, направьте запрос по электронной почте или позвоните менеджерам отдела продаж.
➥ 8 (499) 673-38-38 Москва
➥ 8 (343) 384-38-38 Екатеринбург
➥ 8 (812) 328-38-38 Санкт-Петербург
➥ 8 (800) 555-38-83 Бесплатно по РФ
— Осколкова Анастасия, контент-менеджер «ОНИКС»
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ
Tube connections and fittings. Nominal pressures. Series
- Под номинальным давлением понимается наибольшее избыточное рабочее давление при температуре рабочей среды 20 °С, при котором обеспечивается заданный срок службы соединений трубопроводов и арматуры, имеющих определенные размеры, обоснованные расчетом на прочность при выбранных материалах и характеристиках прочности их при температуре 20 °С.
- В двух словах: PN (ранее в СССР и РФ – “Ру”) это не единица давления, а скорее “класс прочности по внутреннему давлению” трубопроводов и арматуры, кроме того ряды PN отличаются габаритными и присоединительными размерами при одинаковых DN (Ду).
- Справочно: Диаметры условные, номинальные, Ду, DN, NPS и NB. Условный проход. Метрические и дюймовые диаметры
Значения и обозначения номинальных давлений должны соответствовать указанным в таблице.
| Обозначение номинального давления |
Значение номинального давления, МПа (кгс/см2) |
Обозначение номинального давления |
Значение номинального давления, МПа (кгс/см2) |
| PN 0,1 | 0,01 (0,1) | PN 40 | 4,0 (40,0) |
| PN 0,16 | 0,016 (0,16) | PN 63 | 6,3 (63,0) |
| PN 0,25 | 0,025 (0,25) | PN 80 | 8,0 (80,0) |
| PN 0,4 | 0,040 (0,40) | PN 100 | 10,0 (100,0) |
| PN 0,63 | 0,063 (0,63) | PN 125 | 12,5 (125,0) |
| PN 1 | 0,1 (1,0) | PN 160 | 16,0 (160,0) |
| PN 1,6 | 0,16 (1,6) | PN 200 | 20,0 (200,0) |
| PN 2,5 | 0,25 (2,5) | PN 250 | 25,0 (250,0) |
| PN 4 | 0,4 (4,0) | PN 320 | 32,0 (320,0) |
| PN 6,3 (PN 6) | 0,63 (6,3) | PN 400 | 40,0 (400,0) |
| PN 10 | 1,0 (10,0) | PN 500 | 50,0 (500,0) |
| PN 16 | 1,6 (16,0) | PN 630 | 63,0 (630,0) |
| PN 25 | 2,5 (25,0) | PN 800 | 80,0 (800,0) |
| PN 1000 | 100,0 (1000,0) |
- Примечание. В резьбовых соединениях трубопроводов давление 8 МПа применять не допускается.
- Номинальные давления менее 0,01 МПа следует выбирать из ряда R5, а более 100 МПа – из ряда R20 по ГОСТ 8032
- При маркировке допускается применять обозначение PN 6 вместо PN 6,3.
Условные проходы и давления
Основной характеристикой трубопровода является диаметр и толщина стенки труб, из которых он изготовлен. Каждая труба имеет два диаметра: внутренний DBHи наружный DН. Между внутренним и наружным диаметрами труб имеется следующая зависимость:
DBH = DН-2S,
где S — толщина стенки трубы.
При изменении толщины стенки изменяется, внутренний диаметр трубы, при этом наружный диаметр трубы остается постоянным, так как его изменение неизбежно вызывает изменение размеров присоединяемых арматуры и фитингов.
Чтобы сохранить для всех элементов трубопровода (труб арматуры и соединительных частей) значение проходного сечения, обеспечивающее расчетные условия для прохода жидкости, пара или газа, введено понятие об условном (указательном) проходе. Под условным проходом труб, арматуры и соединительных деталей понимают средний внутренний диаметр труб (в свету), который соответствует одному или нескольким наружным диаметрам труб. Условный проход обозначают буквами DУс добавлением величины условного прохода в миллиметрах: например, условный проход 150 мм обозначают — DУ150 мм. Истинный внутренний диаметр труб обычно не равен и не соответствует (за редким совпадением) диаметру условного прохода. Так, например, у труб с наружным диаметром 159 мм при толщине стенки 8 мм истинный внутренний диаметр составляет 143 мм, а при толщине стенки 5 мм— 149 мм, однако, в обоих случаях условный проход принимается равным 150 мм.
Величины условных проходов труб, арматуры, соединительных частей, а также всех деталей технологического оборудования приборов, к которым присоединяют трубы или арматуру, установлены ГОСТом 355—52. Эти величины имеют следующий порядок: 1; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 6; 8; 10; 13; 15; 20; 25; 32; 40; 50; 60; 70; 80; 100; 125; 150; 175; 200; 225; 250; 275; 300; 325; 350; 375; 400; 450; 500; 600; 700; 800; 900; 1000 мм и т. д.
Толщину стенки труб и деталей трубопроводов выбирают в зависимости от наибольшего давления среды (газа или жидкости), транспортируемой по трубопроводу, от ее температуры и механических свойств металла труб.
Как известно, механическая прочность металла труб, соединительных частей и арматуры с повышением температуры изменяется. Для увязки давления и температуры среды, протекающих по трубопроводу, введено понятие «условное давление», которое обозначается буквами РУ.
Условным давлением РУназывается давление, на которое рассчитана труба, арматура или соединительная часть трубопровода при температуре рабочего продукта от 0° до 120 С°, условно принятое за основное при определении допустимых наибольших рабочих давлений.
Рабочим давлением Рраб называется номинальное (фактическое) давление транспортируемой среды в трубопроводе при его эксплуатации. Для труб, арматуры и соединительных деталей из стали при температуре продукта от 0° до 200° С, а также для труб, арматуры и соединительных частей из меди, бронзы и латуни при температуре продукта от 0° до 120° С условное давление равно рабочему (РУ= Рраб). При более высоких температурах рабочее давление менее условного (РУ > Рраб).
Пробным давлением Рпр, называется избыточное давление, под которым трубы, арматура и соединительные части трубопроводов должны быть испытаны на прочность и плотность.
Производство гидравлических испытаний пробным давлением необходимо для проверки надежности работы трубопровода в условиях эксплуатации, поэтому пробное давление всегда выше рабочего и условного давления в 1,25—1,5 раза. Для труб, арматуры и соединительных частей трубопроводов из стали, чугуна, бронзы и латуни в зависимости от температуры транспортируемого продукта установлен следующий ряд условных давлений в кгс/см2: 1; 2,5; 4; 6; 10; 16; 25; 40; 64; 100; 160; 200; 250; 320; 400; 500; 640; 800 и 1000.
1. Что такое условный проход трубопровода?
2. Что такое условное, рабочее и пробное давление и в чем их различие?
Все материалы раздела «Общие сведения» :
● Условия работы трубопроводов
● Условные проходы и давления
● Основы расчета трубопроводов
● Виды, группы и категории трубопроводов
