Cho dù mức áp suất van phù hợp với mức áp suất đường ống, cần phải xem xét toàn diện các yếu tố như tiêu chuẩn thiết kế, kịch bản sử dụng và yêu cầu an toàn. Chúng tôi tiến hành một phân tích chi tiết về hai từ các khía cạnh của định nghĩa, mối quan hệ, các yếu tố ảnh hưởng và các nguyên tắc ứng dụng thực tế:
Định nghĩa về mức áp suất van và đường ống
1. Mức áp suất van xác định áp suất làm việc tối đa mà van có thể chịu được ở nhiệt độ quy định, thường được biểu thị bằng áp suất danh nghĩa (PN) hoặc lớp pound (lớp), chẳng hạn như PN16, lớp 150, v.v.
Hệ thống số liệu hệ thống tiêu chuẩn (PN): phổ biến trong các tiêu chuẩn châu Âu và Trung Quốc, chẳng hạn như GB/T 1048, giá trị PN có liên quan đến nhiệt độ, ví dụ, PN16 có áp suất làm việc tối đa cho phép là 1,6MPa ở 200 độ. Hệ thống Imperial (lớp): phổ biến trong các tiêu chuẩn của Mỹ (ASME B16.34), chẳng hạn như lớp 150 tương ứng với 2.0MPa (nhiệt độ bình thường), lớp 300 tương ứng với 5.0MPa (nhiệt độ bình thường). Các tính năng chính: Xếp hạng áp suất van cần phù hợp với nhiệt độ trung bình, tính ăn mòn và các điều kiện làm việc khác. Ví dụ, cường độ vật liệu giảm ở nhiệt độ cao và áp suất cho phép thực tế của van có thể thấp hơn áp suất danh nghĩa.
2. Xếp hạng áp suất đường ống xác định áp suất làm việc tối đa mà hệ thống đường ống có thể chịu được ở nhiệt độ thiết kế. Nó được xác định bởi vật liệu ống, độ dày tường, phương pháp kết nối, v.v., và cũng được biểu thị bằng PN hoặc lớp.
Cơ sở thiết kế tuân theo các tiêu chuẩn quốc gia (như GB 50316) hoặc các tiêu chuẩn quốc tế (như ASME B31.3). Loại chất lỏng (như nước, hơi nước, dầu và khí), nhiệt độ, tốc độ dòng chảy và ứng suất đường ống (như giãn nở nhiệt và rung) cần được xem xét. Ví dụ: Đối với các đường ống thép liền mạch của DN100 và PN16, độ dày của tường cần được tính theo công thức (như công thức độ dày tường trong ASME B31.3) để đảm bảo hoạt động an toàn ở áp suất 1.6MPa.
Mối quan hệ giữa van và đánh giá áp suất đường ống
1. Lý tưởng nhất: Tính nhất quán cơ bản là cần thiết để đảm bảo rằng khả năng chịu áp suất tổng thể của hệ thống được khớp để tránh rò rỉ hoặc tai nạn do điểm yếu của một thành phần nhất định. Nguyên tắc phù hợp Van áp suất danh nghĩa lớn hơn hoặc bằng áp suất thiết kế đường ống (xem xét hệ số an toàn). Ví dụ: Nếu áp suất thiết kế đường ống là 1,2MPa (hệ thống PN16), van phải là PN16 hoặc cao hơn (chẳng hạn như PN25) để bao gồm các dao động áp suất có thể.
2. Các tiêu chuẩn mức áp suất có thể khác nhau trong các ứng dụng thực tế. Đường ống áp dụng tiêu chuẩn PN số liệu và van có thể áp dụng tiêu chuẩn lớp Anh, cần được chuyển đổi thông qua bảng so sánh (như PN16≈ class 150).
Nhiệt độ ảnh hưởng đến ứng suất cho phép của đường ống ở nhiệt độ cao và áp suất làm việc thực tế có thể cần phải giảm; Nếu van được làm bằng các vật liệu kháng nhiệt độ cao (như thép không gỉ), mức áp suất của nó vẫn có thể đáp ứng các yêu cầu ở nhiệt độ cao.
Điều kiện làm việc đặc biệt yêu cầu các đường ống áp suất cao như van 600 có thể được sử dụng cho các đường ống áp suất cao (áp suất thiết kế lớn hơn hoặc bằng 10MPa), nhưng cần phải đảm bảo rằng độ dày thành đường ống, mức độ mặt bích, v.v. Nếu áp suất thiết kế đường ống của đường ống áp suất thấp chỉ là 0,6MPa (PN10), van có thể được chọn là PN10 hoặc PN16 (tiết kiệm hơn và có biên độ an toàn).
Các yếu tố ảnh hưởng đến sự phù hợp của van và mức áp suất đường ống
1. Đặc điểm trung bình Môi trường ăn mòn: Các đường ống có thể cần sử dụng vật liệu chống ăn mòn (như thép không gỉ) và vật liệu van (như 316L) và mức áp suất cần được cải thiện đồng thời để tránh làm mỏng độ dày thành và giảm khả năng chịu áp suất do ăn mòn. Môi trường dễ cháy và nổ: Hệ thống yêu cầu mức độ an toàn cao hơn và mức áp suất van thường cao hơn một mức so với áp suất thiết kế đường ống (như PN16 đường ống, van PN25) để đối phó với các đỉnh áp suất đột ngột.
2. Phương pháp kết nối Kết nối mặt bích: Mức áp suất mặt bích của van và đường ống phải nhất quán (chẳng hạn như cả PN16), nếu không chúng không thể được cài đặt hoặc niêm phong chính xác. Kết nối/hàn luồng: Cần phải đảm bảo rằng cường độ giao diện khớp với nhau. Ví dụ, khi các đường ống áp suất cao (lớp 300) được kết nối bằng hàn mông, độ dày của mối hàn van phải phù hợp với độ dày thành của đường ống.
3. Thông số kỹ thuật an toàn và tiêu chuẩn Yêu cầu tiêu chuẩn quốc gia: Như được quy định trong GB 50184 "Tiêu chuẩn chấp nhận chất lượng xây dựng kỹ thuật đường ống kim loại công nghiệp", phải kiểm tra mức áp suất trước khi van được lắp đặt để phù hợp với các tài liệu thiết kế đường ống. Các tiêu chuẩn công nghiệp: Ngành công nghiệp hóa dầu (SH 3041) yêu cầu xếp hạng áp suất van không nên thấp hơn áp suất tối đa cho phép dưới sự kết hợp giữa áp suất thiết kế và nhiệt độ thiết kế của đường ống.
Các yếu tố chính ảnh hưởng đến mức áp suất phù hợp
| Nhân tố | Tác động đến phù hợp |
| Tiêu chuẩn thiết kế | Các tiêu chuẩn khác nhau (như ANSI, PN, JIS) có mức áp suất khác nhau, vì vậy cần phải đảm bảo rằng các van và đường ống áp dụng cùng một hệ thống tiêu chuẩn. |
| Nhiệt độ | Cường độ vật liệu giảm ở nhiệt độ cao và van cần được chọn theo xếp hạng áp suất nhiệt độ (ví dụ: áp suất cho phép thực tế của van PN16 ở 300 độ có thể thấp hơn 1,6 MPa). |
| Đặc điểm trung bình | Môi trường ăn mòn và dễ cháy đòi hỏi mức an toàn của van cao hơn (chẳng hạn như chọn mức áp suất cao + vật liệu chống ăn mòn). |
| Biến động áp lực | Trong các hệ thống có điểm dừng khởi động thường xuyên hoặc tải trọng va chạm, xếp hạng áp suất van phải cao hơn 10% ~ 20% so với áp suất thiết kế đường ống. |
Các biện pháp phòng ngừa trong ứng dụng thực tế
1. Quá trình xác minh mức áp lực
Xác định các thông số thiết kế đường ống: áp suất thiết kế, nhiệt độ, loại trung bình.
Chọn các thành phần đường ống: Chọn vật liệu ống (như Q235b, thép không gỉ 304) và độ dày tường theo các thông số và tính toán áp suất cho phép của đường ống.
Mức van khớp: Theo áp suất cho phép của đường ống, chọn áp suất danh nghĩa của van theo tiêu chuẩn (như PN16 tương ứng với 1.6MPa) và kiểm tra bảng so sánh áp suất nhiệt độ.
Hãy xem xét biên độ: Đối với các hệ thống thường được bắt đầu và dừng hoặc dễ bị búa nước, mức áp suất van có thể được tăng lên một mức (như đường ống PN16, van PN25).
2. Lỗi và rủi ro phổ biến
Hậu quả của mức độ không khớp: Mức áp suất van thấp hơn đường ống: nó có thể gây vỡ vỏ van, rò rỉ con dấu, rò rỉ trung bình hoặc thậm chí là nổ.
Mức áp suất van quá cao nhưng đường ống yếu: nó có thể làm tăng chi phí và không thể giải quyết các thiếu sót chịu áp lực của chính đường ống (như đường ống có thành mỏng vẫn có thể bị hỏng trước các van).
Trường hợp: Áp lực thiết kế của đường ống hơi là 1.0MPa (PN16). Nếu một van PN10 được sử dụng do nhầm lẫn, hơi nước có nhiệt độ cao có thể khiến miếng đệm mặt bích của van bị hỏng, dẫn đến rò rỉ hơi nước và tai nạn mở rộng.
Tóm tắt: Chúng có nhất quán không?
Nguyên tắc cốt lõi
Mức áp suất van không được thấp hơn áp suất thiết kế của đường ống và ảnh hưởng toàn diện của nhiệt độ, trung bình và các điều kiện làm việc khác phải được xem xét.
Xử lý linh hoạt
Trong trường hợp bình thường, mức áp suất van và đường ống phải được khớp trực tiếp (chẳng hạn như cả hai đều là PN16).
Trong các kịch bản đặc biệt (như áp suất cao, nhiệt độ cao, môi trường ăn mòn), mức van có thể cao hơn áp suất thiết kế đường ống, nhưng cần phải đảm bảo rằng các thành phần đường ống khác (như mặt bích, miếng đệm) được nâng cấp đồng thời.
Mục tiêu cuối cùng
Đảm bảo sự an toàn, độ tin cậy và nền kinh tế của toàn bộ hệ thống đường ống bằng cách phù hợp với mức độ áp lực một cách hợp lý.
