压力容器、管道元件的公称压力和公称直径（尺寸）术语解读

压力容器、管道元件的公称压力和公称直径（尺寸）术语解读 压力容器、管道元件的公称压力和公称直径 (尺寸)术语解读 第28卷第5期 20l1年5月 吉林化工学院学报 JOURNALOFJILININS11TUI’E0FCHEMICALTECHN0IDGY V01.28No.5 May.2011 文章编号:1007-2853(20I1)05-0001-04 压力容器,管道元件的公称压力 和公称直径(尺寸)术语解读 刘欣中,李建梅,黄建虾.,杨杰,胡忆沩4 (1.中国石油吉林石化公司建修公司,吉林吉林132021;2.中国石油吉林石化公司审计处,吉林 吉林132022;3.油田 建设建渤海装备技术服务分公司,天津300452;4.吉林化工学院,吉林吉林132022) 摘要:针对压力容器,压力管道设计制作,安装和验收工程中涉及的两个基本术语:公称压力 和公称直 径容易误解的现象,依据国家现行,分别对压力容器的公称压力,公称直径及管道元件的 公称压力, 公称尺寸进行较规范的解读. 关键词:压力容器;压力管道;公称压力;公称直径;公称尺寸;解读 中图分类号:T652.6文献标志码:A 在压力容器,压力管道设计,制作,安装和验 收工程中,涉及最多的两个术语就是公称压力和 公称直径.但常有人将公称压力理解为承压设备 所能承受的最大压力,而将公称直径(公称尺寸) 理解为承压设备的内径,外径,平均直径,平均外 径等.这些理解在有些情况下可能是准确的,而在 另一情况下则可能是错误的.本文结合相关国家 现行标准对这两个术语进行解读. 1公称压力 公称压力是为了设计,制造和使用方便,而人 为地的一种名义压力.这种名义上的压力的 单位实际是压强,压力则是中文的俗称,单位是 “Pa”而不是”N”.公称压力英文是nominalpres- surenomin~:innameorformbutnotinreality(名义 上的,有名无实的)…. 1.1压力容器的公称压力 压力容器的公称压力指的是压力容器法兰的 公称压力】.压力容器法兰的公称压力一般分成 7个等级,即0.25,0.60,1.00,1.60,2.50,4.00, 6.40MPa. 法兰公称压力的确定与法兰的最大操作压力, 操作温度以及法兰材料有关.因为在制定法兰尺寸 系列,计算法兰厚度时,是以Q345R-3在200?时 的机械性能为基准制定的.所以规定以此基准所 确定的法兰尺寸,在200oC时,它的最大允许操作 压力就认为是具有该尺寸法兰的公称压力.例如 公称压力PNO.6MPa的法兰,就是指具有这样一 种具体尺寸的法兰,该法兰是用Q345R制造的, 在200?时,它的最大允许操作压力是0.6MPa. 如果把这个PN0.6MPa的法兰用在高于200oC的 条件下,那么它的最大操作压力将低于它的公称 压力0.6MPa.反之,如果将它用于低于200oC的 条件下,仍按200?确定其最高工作压力.如果 如果把法兰的材料改为Q235A,那么Q235A钢的 机械性能比Q345要差许多,这个公称压力PN 0.6MPa的法兰,即使是在200oC时操作,它的最 大允许操作压力也将低于它的公称压力.反之,如 果把法兰的材料由Q345R改为14CrlMoR,那么, 由于14CrlMoR的机械性能优于Q345R,这个公 称压力PN0.6MPa的法兰,在200oC操作时,它的 最大允许操作压力将高于它的公称压力.总之法 兰允许的最大操作压力是多少,取决于法兰的操 作温度和用什么材料制造的.压力容器法兰标准 中规定的法兰材料是Q235R,Q245R,Q345R等, 收稿日期:2010-05-14 基金项目:中海油能发展股份有限公司科技攻关项目(YFl1ZF0326) 作者简介:刘欣中(1956一),男,吉林省吉林市人,中油吉林石化公司建修公司工程师,主要从 事管道检验方面的研究 通讯作者:胡忆沩,E—mail:huyiwei@sina.ebm. 2吉林化工学院学报2011拒 在不同温度下,它们的公称压力与最大允许工作 压力之间的换算关系,可以将设计条件中给出的 操作温度与设计压力换算成查取法兰标准所需要 的公称压力. 例如,一台操作温度为300oC,设计压力为 0.6MPa的容器选配法兰.如果法兰材料用 14CrlMoR,可按公称压力0.6MPa查取法兰的几 何尺寸.如果法兰材料用Q245R,则必须按公称 压力为1.0MPa的查取法兰的几何尺寸. 1.2管道元件的公称压力 管道元件公称压力在国家标准GB/Tl048— 2005(管道元件PN(公称压力)的定义和选用》 做出了准确的定义,该标准采用了IS07268:1996 《管道元件PN的定义和选用》的. 1.2.1管道元件公称压力术语定义 PN:与管道元件的力学性能和尺寸特性相 关,用于参考的字母和数字组合的标识.它由字母 PN的后跟无因次的数字组成. 由字母PN和无因次数字组合而成,示管 道元件名义压力等级的一种标记方法.英文名称: nominalpressureforpipeworkcomponents. 1)字母PN后跟的数字不代表测量值,不应 用于计算目的,除非在有关标准中另有规定. 2)除与相关的管道元件标准有关联外,术语 PN不具有意义. 3)管道元件允许压力取决于元件的PN数 值,材料和设计以及允许工作温度等,允许压力在 相应标准的压力一温度等级中给出. 4)具有同样PN数值的所有管道元件同与其 相配的法兰应具有相同的配合尺寸. 1.2.2标记方法 公称压力的标记由字母”PN”后跟一个数值 组成,如: 公称压力为1.6兆帕的管道元件,标记为: PN16. 1.2.3公称压力系列 公称压力PN的数值应从表1中选择.必要 时允许选用其他PN数值. GB/T1048--2005删去了原标准中的公称压 力的标记方法,删去了PN数值的单位(MPa),明确 了PN(公称压力)只是与”与管道元件的力学性能 和尺寸特性相关,用于参考的字母和数字组合的标 识”的基本概念,并在注解进一步说明了字母PN 后跟的数字不代表测量值,不应用于计算. 表1管道元件公称压力系列 DIN(德国)ANSI(美国) PN20 PN50 PNl10 PNl5O PN26o PN42O 目前国内许多标准还处于新旧交替阶段, GB/T1048--2005《管道元件PN(公称压力)的 定义和选用》已经与国标标准ISO7268:1996《管 道元件PN的定义和选用》接轨,一些与公称压力 相关的管道元件的国家现行标准将随之修订,应 当引起读者的高度关注. 在国家最新的标准GB/T1048中的公称压 力是由字母及后跟无因次的数字组成.这一点是 与被替代标准的本质区别. 2公称直径(尺寸) 公称直径与公称尺寸是同义术语.但在不同 的专业领域,公称尺寸与公称直径所表达的概念 并非完全一致. 公称直径的英文是nominaldiameter.公称尺 寸的英文是nominalsize.diameter:straightline connectingt}lecenterofacircleorsphere(经圆心 连接圆周对应点的直线的长度);在压力容器工 程中,公称直径是首选术语;而在管道工程中,公 称尺寸是首选术语. 2.1压力容器的公称直径 压力容器的公称直径在现行国家标准GB/T 9019-2001《压力容器公称直径》做出了准确的 定义.压力容器公称直径适用于圆筒形压力容器 及常压容器,但不适用于气瓶类压力容器. 按GB/T9019国家标准,压力容器公称直径 以容器圆筒直径表示,分两个系列. 2.1.1以内径为基准的压力容器公称直径 1)以内径为基准的压力容器公称直径系指 容器圆筒的内径.如表2所示. 一l兰一嗍一 第5期刘欣中,等:压力容器,管道元件的公称压力和公称直径(尺寸)术语解读 表2以内径为基准的压力容器公称直径系列 2)标记示例:圆筒内径1200mm的压力容 器公称直径: 公称直径DN1200GB/T9019—2001 3)本标准并不限制直径在6000ram以上的 圆筒的使用. 2.1.2以外径为基准的压力容器公称直径 1)以外径为基准的压力容器公称直径系指 容器圆筒的外径.如表3所示. 表3以外径为基准的压力容器公称直径系列 2)标记示例:外径159mm的管子做简体的 压力容器公称直径: 公称直径DN159GB/T9019--2001 2.2管道元件的公称尺寸 管道元件公称尺寸在现行国家标准 GB/T1047—2oo5《管道元件DN(公称尺寸)的 定义和选用》做出了准确的定义,该标准修改 采用了ISO6708:1995(管道元件DN(公称尺寸) 的定义和选用》的内容.管道元件公称尺寸术语 适用于输送流体用的各类管道元件. 2.2.1管道元件公称尺寸术语定义 DN:用于管道元件的字母和数字组合的尺寸 标识.它由字母DN和后跟无因次的整数数字组 成.这个数字与端部连接件的孔径或外径(用mm 表示)等特征尺寸直接相关. 应当注意的是并非所有的管道元件均须用公 称尺寸标记,例如钢管就可用外径和壁厚进行标 记. 2.2.2标记方法 公称尺寸的标记由字母”DN”后跟一个无因 次的整数数字组成,如: 外径为89mm的无缝钢管的公称尺寸标记 为:DN80. 2.2.3公称尺寸系列规定 公称尺寸的系列规定如表4所示.表中黑体 字为GB/T1047--2005优先选用的公称尺寸. 表4管道元件公称尺寸DN优先选用数值表 GB/T1047--2005对原标准名称,范围,定义 进行修改,对PN的数值进行了简化,删去了原标 准中的标记方法. 管道元件的公称尺寸在我国工程界也有称其 为公称通径或公称直径,但三者的含意完全相同. 与国际标准接轨后,将逐步采用”公称尺寸”这一 国际通用术语. ISO6708和GB/T1048也允许采用NPS,外 径等标识方法.NPS(NominalPipeSize)是公称尺 寸采用以英寸单位计量时的标识代号.无论是采 用DN或者NPS,管道元件标准应给出DN(或 NPS)与外径(如管子,管件),或DN(或NPS)与 内径或通径(如阀门)的关系. 美国的工程公司一般采用NPS表达,其PDS 数据库也是以NPS为基础建立的.日本标准采用 DN和NPS并列的办法.前者为A系列,后者为B 系列. 我国和欧洲各国一般采用DN.但与国外合 4吉林化工学院学报2011矩 作设计时也采用NPS.应当说明的是,采用英寸单 位仅限于公称直径(以及管螺).而其他尺寸计量 单位还是采用国际单位制.如以DN4OO为例,即 相当于美标的NPS16,日本的400A或16B. 一 般情况下公称尺寸的数值既不是管道元件 的内径,也不是管道元件的外径,更不是管道元件 的内外径的平均值,而是与管道元件的外径相接 近的一个整数值.而目前相当多国家现行标准中 还是使用”公称直径”这一术语.但应当指出的 是,不论英文还是汉语,”尺寸表示东西的长短或 大小,是一个模糊名词;而直径不论英文还是汉语 中表示通过圆心连接圆周上的两点或通过球心并 连接球面上两点的线段J,是一个确切的名词, 在实际的管道元件中根本就不存在”公称直径” 这一尺寸,在教学和实践中易产生歧义.况且国际 标准ISO6708:1995及现行国家标准《管道元件 DN(公称尺寸)的定义和选用》GB/T1047-2005 中均选用了”公称尺寸”.因此,”公称尺寸”比”公 称直径”更适宜,是首选术语.因此,具有确切含 义的可实测值的尺寸,称为公称直径,如压力容器 的公称直径;无具体可测值的尺寸,称为公称尺 寸,如管道元件的公称尺寸. 3结论 本文是在中海油能发展股份有限公司研究项 目——”中高压管道在线维修设备的研制”的研 发过程中涉及到的两个基本术语的学习体会.在 项目的研究初期,常有人将公称压力理解为真实 的压力等级,将管道元件的公称尺寸理解为内径 或通径,而没有理解公称(nomina1)这一形容词外 来语的真实含义.本文结合国家现行标准,给出了 公称压力和公称尺寸的研究体会,主要目的是与 读者交流和商榷. 参考文献: [1]DellaThompson.OxfordEnglish--Chinesedictionary [M].北京:外语教学与研究出版社,2003. [2]全国压力容器标准化委员会.GB150-98钢制压力 容器[s]. [3]GB/T713_2oo8,锅炉和压力容器用钢板[s]. 【4]GB/T1048--2005,管道元件PN(公称压力)的定义 和选用[s]. [5]GB/T9019-2001,压力容器公称直径[S]. [6]GB/T1047--2005,管道元件DN(公称尺寸)的定 义和选用[s]. [7]李行健.现代汉语规范词典[M].北京:外语教学与 研究出版社,2004. [8]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局. TSGR0004-2009,固定式压力容器安全技术监察规 程[s]. [9]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局. TSGD0001-2009,压力管道安全技术监察规程工业 管道[s]. SketchofNominalPressureNominalDiameter(size)terms inpressurevesselandpipeworkcomponents LIUXin.zhong,LIJian.mei,HUANGJian—xa,YANGJie., HUYi—wei (1.BuildingandRepairCompanyofJilinPetrochemicalCo.Ltd,Pe~oChina,Jilin132021,China;2.AuditingDivisionofJilin PetrochemicalCo.Ltd,PetroChina,Ji1in132021,China;3.OilfieldconstructionBohaiEquipment&TeehniqueServicesDivision Tianjin00452;4.JilinInstituteofChemicalTechnology,132022JilinCity,China) Abstract:Becausetherearesomeeasymisunderstandphenomenonaboutthetwobasicterms:nominalpres- sureandnominaldiameterindesign,production,installationandacceptanceengineeringofpressurevesseland pressurepipe.Basedonthenationalcurrentstandards,thispaperdiscussnormativelythenominalpressureand nominaldiameterofpressurevessel,thenominalpressureandnominalsizeofpipeworkcomponents. Keywords:pressurevessel;pressurepipe;nominalpressure;nominaldiameter:nominalsize;sketch