公称通径及压力等级.doc

压力容器、管道、阀门的
公称通径及压力等级
压力容器及管路的公称通径
一. 工程直径基本概念：
公称直径(nominal diameter)，又称平均外径(mean outside diameter)。 指标准化以后的标准直径，以DN表示，单位mm。
1. 压力容器的公称直径
用钢板卷焊制成的筒体，其公称直径指的是内径。若容器直径较小，筒体可直接采用无缝钢管制作。此时，公称直径指钢管外径。封头的公称直径与筒体一致。
2. 管子的公称直径
一般来说，管子的直径可分为外径、内径、公称直径。
u 水煤气输送钢管（镀锌或非镀锌）、铸铁管等管材，管径宜以公称直径DN表示；
u 无缝钢管、焊接钢管（直缝或螺旋缝）、铜管、不锈钢管等管材，管径宜以外径×壁厚表示；
u 钢筋混凝土（或混凝土）管、陶土管、耐酸陶瓷管、缸瓦管等管材，管径宜以内径d表示；
u 塑料管材，管径宜按产品标准的方法表示，按照行业习惯常用外径表示，如De63，我们简略称呼的20、25、32等管道均是指De（管道外径），而不是指DN；
u 当设计均用公称直径DN表示管径时，应有公称直径DN与相应产品规格对照表。
u 如果在设计图纸中采用外径表示，也应该作出管道规格对照表，标明某种管道的公称直径，壁厚。
1) 在设计图纸中一般采用公称直径来表示，公称直径是为了设计、制造和维修方便，人为地规定的一种标准，也叫公称通径，是管子（或者管件）的规格名称。目的是为了根据公称直径可以确定管子、管件、阀门、法兰、垫片等结构尺寸与连接尺寸，为了使管子、管件连接尺寸统一，采用DN表示其公称直径（也称公称口径、公称通径)。
2) 管子的公称直径和其内径、外径都不相等。例如：公称直径为100MM的无缝钢管有102*5、108*5等好几种，108为管子的外径，5表示管子的壁厚，因此，该钢管的内径为（108-5-5）=98MM，但是它不完全等于钢管外径减两倍壁厚之差，也可以说，公称直径是接近于内径，但是又不等于内径的一种管子直径的规格名称。
3) 每一公称直径，对应一个外径，其内径数值随厚度不同而不同。管子又分为英制管和公制管的。公称直径为DN100的管，如果该管为国际通用系列（俗称英制管），其外径是114.3mm；如果该管为国内沿用系列（俗称公制管），其外径是108mm。 这样就出现了两种直径了，不矛盾的。公称直径可用公制mm表示，也可用英制in表示。
4) 关于管道的公称通径还可参考国标，标准号 GB/T 1047-2005，中文标准名《管道元件DN(公称尺寸)的定义和选用》
二. 　DN 优选系列
优先选用的DN 数值如下：
DN6
DN100
DN700
DN2200
DN8
DN125
DN800
DN2400
DN10
DN150
DN900
DN2600
DN15
DN200
DN1000
DN2800
DN20
DN250
DN1100
DN3000
DN25
DN300
DN1200
DN3200
DN32
DN350
DN1400
DN3400
DN40
DN400
DN1500
DN3600
DN50
DN450
DN1600
DN3800
DN65
DN500
DN1800
DN4000
DN80
DN600
DN2000

三. DN尺寸公英制对照
Ø 1 英寸=25.4毫米 =8英分
Ø 1/2 俗称 四分(4英分)
Ø 3/4 俗称 六分(6英分)

公英制对照表

公称
通径
Size
英寸In.
1/8
1/4
3/8
1/2
3/4
1
1 1/4
1 1/2
2
2 1/2
3
3 1/2
4
5
6
8
10
12
14
16
毫米DN
4
6
10
15
20
25
32
40
50
65
80
90
100
125
150
200
250
300
350
400
英寸In.
18
20
24
26
28
30
32
34
36
42
48
54
60
64
72
80
84
88
96

毫米DN
450
500
600
650
700
750
800
850
900
1050
1200
1350
1500
1600
1800
2000
2100
2200
2400

四. 钢管壁厚表示方法 
钢管壁厚表示方法有管子表号、钢管壁厚尺寸和管子重量三种方法 
1. 以管子表号"Sch"表示壁厚
管子表号是管子设计压力与设计温度下材料许用应力的比值乘以1000,并经圆整后的数值。 
即：Sch＝P/[σ]t×1000 
ANSI B36.10壁厚等级：Sch10、Sch20、Sch30、Sch40、Sch60、Sch80、Sch100、Sch120、Sch140、Sch160十个等级；
ANSI B36.19壁厚等级：Sch5s、Sch10s、Sch40s、Sch80s四个等级；
2. 以钢管壁厚尺寸表示 中国、ISO、日本部分钢管标准采用
3. 是以管子重量表示管壁厚度,它将管子壁厚分为三种：
u 标准重量管,以STD表示 
u 加厚管，以XS表示 
u 特厚管，以XXS表示。 
对于DN≤250mn的管子，Sch40相当于STD，DN<200mm的管子,Sch80相当于XS。
压力等级划分知识
一. 压力等级划分基本概念：
我们通常所用的PN，CLass，都是压力的一种表示方法他们分别代表两种不同的“公称压力体系”。
Ø PN是德国（包括我国）为代表的欧洲体系，是以120℃的许用工作压力为基准的“公称压力”体系，是提供参考用的一个方便的圆整数，是近似于折合常温的耐压MPa数；
Ø CLass美标是一种美国为代表的以某个温度下的许用工作压力为代表的“温度压力体系” ，美国的温度压力体系中，除150LB以260度为基准外，其他各级均以454度为基准。
Ø 国内阀门也常使用PN表示公称压力。对碳钢阀体的控制阀，指在200℃以下应用时允许的最大工作压力；对铸铁阀体，指在120℃以下应用时允许的最大工作压力；对不锈钢阀体的控制阀，指在250℃以下应用时允许的最大工作压力。当工作温度升高时，阀体的耐压会降低。
Ø 日本主要用K值表示压力等级。
二. 压力等级换算：
1. 因两种体系中的基准温度不同，所以工程互换中不能只单纯的进行压力换算，也不能随便按照压力变换公式来变换公称压力和温压等级。
美标阀门以磅级为表示公称压力，他根据ANSI B16.34的标准来计算。我们通常用查表或计算软件来进行对应换算。
例如：150磅级（150psi=1MPa）的25号碳钢阀门在260度时候，许用应力为1MPa，而在常温下的许用应力要比1MPa大得多，大约是2.0MPa。所以，一般说美标150LB对应的公称压力等级为2.0MPa，300LB对应的公称压力等级为5.0MPa等等。
磅级与公称压力对照表
ASME磅级
ASME Class
150
300
400
600
800
900
1500
2500

公称压力
MPa

0.6 MPa
2.5 MPa
6.4 MPa
10.0 MPa
-
15.0 MPa
25.0 MPa
42.0 MPa
1.0 MPa
4.0 MPa
1.6 MPa
5.0 MPa
2.0 MPa

公称压力
PN

PN6
PN25
PN64
PN100
-
PN150
PN250
PN420
PN10
PN40
PN16
PN50

PN20

2. 压力等级换算的特殊情况
例如：在Class600和Class1500中对应欧标和美标有两个不同数值，
11MPa（对应600磅级）是欧洲体系规定，这是在《ISO7005-1-1992 Steel Flanges》里面的规定；
10MPa（对应600磅级）是美洲体系规定，这是在ASME B16.5里面的规定。
因此不能绝对地说600磅级对应的就是11MPa或者10MPa，不同体系的规定是不同的。
三. 压力单位
1. 在中国，我们一般更常用其质量单位“公斤”描述压力，单位kg。其对应的压强单位是“kg/cm2”，一公斤压力就是一公斤的力作用在一个平方厘米上
2. 同样，相对应于国外，常用的压强单位是“psi”，单位是“1 pound/inch2” 就是“磅/平方英寸”，英文全称为Pounds per square inch。但是更常用的是直接称呼其质量单位，即磅(LB.)，实际这LB.就是前面提到的磅力。
3. 换算对应值：
Ø 1 psi=1磅/inch2 ≈0.068bar，1 bar≈14.5psi≈0.1MPa，欧美等国家习惯使用psi作单位。
Ø 1Kg/cm2 = 14.21psi
Ø 1psi = 0.454Kg/(2.54cm)2 = 0.07037kg/cm2
Ø 1psi=6.894KPa=0.00689MPa
Ø 1MPa=145psi=10公斤/平方厘米