压力温度额定值

阀门的压力一温度额定值，是在指定温度下用表压表示的最大允许工作压力。当温度升高时，最大允许工作压力随之降低。压力一温度额定值数据是在不同工作温度和工作压力下正确选用法兰、阀门及管件的主要依据，也是工程设计和生产制造中的基本参数。

各种材料的压力一温度额定值、数据见第4章，许多国家都制订了阀门、管件、法兰的压力一温度额定值标准。

一、美国标准

在美国标准中，钢制阀门的压力一温度额定值按ASME/ANSI B16. 5a-1992,ASMEB 16. 34-1996的规定;铸铁阀门的压力一温度额定值按ANSI  816.1-1989 } B16. 4-1989 } ANSI B16. 42-1985的规定:青铜阀门的压力一温度额定值按ASME/ANSI B16.15a-1992,ASME B16.24-1991的规定。

1)美国ASME/ANSI B16. 5a-1992中规定了英制单位和米制单位两种法兰尺寸系列，同时分别列出了适用了两种单位制的法兰压力温度额定值。在该标准附录D中给出了确定英制单位压力一温度额定值的方法。

以米制单位为例，确定不同材料压力一温度额定值的公式为:

式中PT—指定温度下的最大允许工作压力 (MPa);

PN—公称压力(MPa ) ;

σ -—指定温度下材料的许用应力(MPa)。

式中，数值148是碳钢材料在常温下的许用应力值，称为基准应力系数。

公式中的σ受材料温度特性的变化、材料在不同温度下许用应力和屈服强度的变化及螺栓载荷变化等诸多因素的影响。σs的取值在ASME/ANSI B16. 5a-1992中有具体规定。标准中列入的法兰材料多达100种，按化学成分和力学性能相近的材料进行了分组。

美国石油学会、日本石油学会、法国石油学会以及BS1560第二部分的法兰压力一温度额定值均按照美国ASME/ANSI B16. 5a-1992中的压力一温度等级制订。

2)美国ANSI B16. 42-1985《球墨铸铁管法兰及法兰管件》标准中规定了CL150和CL300 ( PN2. 0和PN5 . 0MPa)球墨铸铁法兰压力一温度额定值在标准附录中又规定了压力一温度等级的制订方法，其基本原理、使用范围、限制条件及制订程序与ASME/ANSIB16.5a-1992基本一致。

3)美国ASME B16.34-1996纳入了ASME/ANSI B16. 5a-1992中法兰连接阀门的温度一压力额定值数据。该标准中法兰连接阀门的压力一温度额定值采用了ASME/ANSI B16.5a-1992的制订方法。该标准列出了法兰连接和对焊连接的标准级阀门及对焊连接特殊级阀门的压力一温度额定值数据表。标准中所列的阀门材料有100多种，共划分为27组。

二、德国标准

德国标准DIN2401-1977第二分册《管道压力级、钢和铸铁管道部件的允许工作压力》是一个比较综合的压力一温度额定值标准。其中，列出了无缝管、焊接管、法兰、阀门、管件及螺栓在不同材料，不同温度条件下的允许工作压力。该标准包括法兰材料6种、法兰连接铸铁阀门材料4种、铸钢5种、锻钢5种，这些均为原始材料。钢材均为碳钢和低合金钢，未包括不锈钢。

标准中明确规定，当选用与原始材料不同的其他材料时，其允许工作压力根据使用材料的强度特性值与标准中规定的原始材料在20℃时的强度值之间的比值进行计算。

对于不锈钢材料的压力一温度额定值，ISO/DIS70651《钢法兰》中进行了补充说明。确定不锈钢材料的压力一温度额定值公式为:

式中PT—新规定的材料在温度T下的允许工作压力(MPa ) ;

PN—公称压力(MPa ) ;

σs-—材料在温度T时的屈服强度，即

σ0.2、σ0.1(MPa)。

式中，数值205是Cr18Ni8Mo钢在20℃时的屈服强度值，称为基准应力系数。

三、原苏联标准

原苏联标准TOCT356-1980《阀门与管路附件的公称压力、试验压力和工作压力系列》，全部符合经互会标准RTaB253 -19760

工作压力与公称压力的关系用下式表示:

式中PT—所规定材料在温度T下的工作压力， (MPa);

PN—公称压力(MPa ) ;

σ20—温度200℃时材料的许用应力(MPa);

σs-—温度丁时材料的许用应力(MPa)

原苏联标准TOCT356-1980中，对材料进行了分组。在该标准中将200℃以下的最大允许工作压力值均视为常温下的工作压力，并等于公称压力。

四、国际标准

国际标准ISO/DIS7005-1-1992《普通管法兰》是将美国标ASME/ANSI B16.5a-1992和德国标准中公称压力级的法兰标准合并在一起。因此，压力一温度额定值标准也分别采用了美国和德国两个国家的法兰压力一温度额定值标准的制订方法及相应ISO/DIS7005-1-1992中的公称压力等PN0.25,0.6,1.0,1.6,2.5,4.0MPa属德国法兰体系;PN2,5,10,15,25,42MPa属于美国法兰体系。每一体系的压力一温度额定值标准只适用于各自体系的法兰标准。

五、我国国家标准

国家标准GB/T9124-2000(附录A)《钢制管法兰技术条件》参考了德国DIN2401-1977和美国ASME/ANSI B16.5a-1992标准中压力温度额定值的制订原则及方法，利用我国常用的法兰材料，参照国际标准ISO/DIS7005-1-1992，分别制订了适用于两个公称压力系列(PNO.25~4.0MPa, PN2.0 ~42.0MPa的法兰压力一温度额定值。

标准中规定了13种法兰材料在12个公称压力等级下，工作温度为20~530℃的最大允许工作压力。