法蘭的壓力等級

依據(jù)ASME B16.5， 鋼法蘭有7個壓力等級：Class150 - 300 - 400 - 600 - 900 - 1500 - 2500

法蘭的壓力等級很明確，Class300的法蘭能承受比Class150更大的壓力，因?yàn)镃lass300的法蘭需要由更多的材料來制造，從而可以抵擋更大的壓力。但是，法蘭的受壓能力受多種因素的影響。法蘭的壓力等級用磅來表示，一個壓力等級有不同的表示方法。比如：150Lb 、 150Lbs、150# 和Class150 的意思是一樣的。

壓力等級舉例

溫度不同，法蘭的承壓能力也不同。溫度上升，法蘭的承壓能力隨之下降。舉例來說，Class150的法蘭在常溫下承壓能力為270PSIG，在400℉的承壓能力為180 PSIG，在600℉的承壓能力為150 PSIG，在800℉的承壓能力為75 PSIG。

換句話說，當(dāng)壓力下降時，允許溫度上升，反之亦然。由于法蘭可由不同的材料制造，比如不銹鋼、鑄鐵、球墨鑄鐵，碳鋼等等，每一種材料都有不同的壓力等級。

下圖是一個NPS12的法蘭示例，大家可以看到，法蘭內(nèi)孔和突面的直徑都是相同的。但是，法蘭的外徑、螺栓孔中心圓直徑、螺栓孔直徑隨著壓力等級的增大而變大。

螺栓孔的數(shù)量和直徑分別是：

CL 150 - 12 x 25.4     CL 300 - 16 x 28.6     CL 400 - 16 x 34.9     CL 600 - 20 x 34.9     CL 900 - 20 x 38.1     CL 1500 - 16 x 54     CL 2500 - 12 x 73

壓力溫度額定值-舉例

壓力-溫度額定值是指材料和等級在額定溫度（攝氏度）下的最高允許工作表壓（壓力單位為Bar）。對于中間溫度，允許采用直線性插入法確定。但是法蘭級別之間不允許插入。

如果法蘭接頭的螺栓和墊片符合相關(guān)限定條件，而且法蘭接頭的找正和裝配符合優(yōu)良規(guī)程，則這樣的法蘭接頭可適用于壓力-溫度的額定值。如將后者用于不符合這些限定條件的法蘭接頭，則由用戶負(fù)責(zé)。

相應(yīng)于額定壓力的額定溫度是指法蘭和法蘭管件的承壓容器的殼體溫度。一般情況下，這個溫度與儲存流體的溫度相同。不按儲存流體溫度來選用壓力額定值的責(zé)任由用戶自負(fù)。當(dāng)溫度在-29℃（-20℉）以下時，額定值應(yīng)不大于-29℃（-20℉）時的額定值。

作為舉例，以下是按照ASTM劃分的兩組材料和他們按照ASME B16.5的壓力-溫度額定值。

2. 不得用于455℃以上。

3. 不得用于370℃以上。

4. 不得用于260℃以上。

5.不得用于425℃以上。

額定值

額定值一詞描述了壓力、溫度和閥體的結(jié)構(gòu)材料之間的直接關(guān)系。額定值表示根據(jù)流體的溫度以及閥體和閥蓋的結(jié)構(gòu)材料 (包括這些部分的壁厚)，閥體可以承受多少壓力。

工作壓力必須隨著工作溫度的升高而降低。同樣地，如果工作壓力提高，工作溫度也必須降低。這意味著，當(dāng)壓力和溫度按比例增加時，例如對于飽和蒸汽這樣的流體，閥門材料的機(jī)械阻力會按比例減少。因此，正是通過壓力和溫度等級來定義閥門的壓力等級。

閥座和其他部件采用非金屬材料 (例如，熱塑性塑料和彈性體)的閥門，其額定值將遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于ASME B 16.34中所列的碳鋼、合金鋼和不銹鋼閥體和閥蓋的數(shù)值。

對于按照ASME B16.34制造的閥門，發(fā)現(xiàn)壓力等級值為150、300、600、900、1500、2500和4500，溫度在-29C至270C之間的150級，在300級及以上的，最高454C，以ASTM A碳鋼216 Gr.WCB為例。

等級和壓力

為了確定壓力和溫度曲線，根據(jù)ISO15761第4.1.2段和AP1602第4.1.3段，800級閥門 (中間級)必須在600級和900級之間使用線性插值形式，即600級的1/3(ASME B16.34) +900級的2/3(ASME B16.34)。根據(jù)ASME B16.34標(biāo)準(zhǔn)，例如，600級閥門的最大工作壓力，在溫度為-29C至38C之間，為1480psig (102.1barg)，而900級的WCB鑄碳鋼的最大壓力為2220psig (153 barg)。通過插值的方式，按照ASTMA105標(biāo)準(zhǔn)鍛造的800級碳鋼應(yīng)采用493psig (600級的1/3) +1480psig (900級的2/3)，從而在溫度為-29·C至38·C之間的最大工作壓力為1973psig (磅/平方英寸表壓)。對于溫度高于38°C和/或合金鋼和不銹鋼等材料，應(yīng)使用同樣的方法

600級和900級的壓力和溫度值都必須符合ASMEB16.34標(biāo)準(zhǔn)中對該壓力等級規(guī)定的溫度，該溫度與流動流體的溫度相對應(yīng)。

對于使用不銹鋼閥座的閥門，無論其類型或壓力等級如何，其等級都受到閥體結(jié)構(gòu)或墊圈材料的限制，而對于那些使用彈性體或熱塑性塑料制成的閥座，其等級是由這些材料支持的壓力和溫度極限來確定的。那些帶有金屬閥座的閥門適用于各種壓力、溫度、腐蝕性和流體類型的工作條件，每一個閥門都必須根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行仔細(xì)分析。4500級只適用于由碳鋼、合金和不銹鋼建造的閥門，但有對焊連接。

對于那些按照DIN標(biāo)準(zhǔn)建造的閥門，考慮到流體溫度在-10°C到120°C之間，所給出的數(shù)值是：PN6、PN10、PN16、PN25、PN40、PN63、PN100、PN160、PN250、PN320和PN400。在這個標(biāo)準(zhǔn)中，壓力值的單位是巴，溫度的單位是℃。首字母PN代表 "公稱壓力"。

最大工作壓力

表1取自ASME B16.34（2020版），顯示了ASTM A216 Gr. WCB（鑄造碳鋼）和ASTM A 105 Gr. II（鍛造碳鋼）等材料根據(jù)溫度的最大工作壓力值。所有閥門的尺寸特征，主要是那些連接為法蘭的閥門，都是基于其壓力等級的數(shù)值。

安全閥和泄放閥

對于安全閥和/或泄放閥，進(jìn)口法蘭的壓力等級限制了其設(shè)定壓力。如果閥門是常規(guī)的，出口法蘭的壓力等級限制了背壓。對于波紋管平閥，除了噴嘴孔徑面積外，波紋管的材料也限制了背壓值，這是由API標(biāo)準(zhǔn)526確定的。在那些有彈性閥座(軟)的閥門中，限制進(jìn)口壓力的是其材料(可能是一些熱塑性塑料或彈性體)、噴嘴孔口的面積和其設(shè)定壓力。

為選擇閥門的壓力等級而考慮的壓力必須限制在標(biāo)準(zhǔn)B16.34的表格中找到的數(shù)值的75%，并根據(jù)閥體和閥蓋的結(jié)構(gòu)材料以及溫度來決定。要考慮的溫度始終是工藝流體的工作溫度。如果對于該壓力等級以及壓力和溫度的工作條件來說，必須超過這個百分比，并且根據(jù)閥門的結(jié)構(gòu)材料，用戶必須指定上面的下一個等級。這個百分比也必須限制閥門的設(shè)定壓力，以指定和確定尺寸。

表1以300級為基礎(chǔ)，適用于閥體和閥蓋為WCB碳鋼或ASTM A105Gr.ll鍛造的碳鋼的閥門。對于其他材料，請參考ASME B16.34。例如，在該表中，當(dāng)溫度為250C時，工作壓力必須限制在31.4kgf/cm2 (250C時為該表中41.9kgf/cm2的75%)。例如，如果在這個相同的溫度下，1作壓力必須是36 kgf/cm2，我們必須為閥門指定一個600級的法蘭。以此類推。

流體的溫度，如過熱蒸汽，是提高閥門或法蘭在特定應(yīng)用中的壓力等級值的主要原因。例如，對于兩個壓力相同的應(yīng)用，一個使用飽和蒸汽，另一個使用過熱蒸汽，使用飽和蒸汽的應(yīng)用的壓力等級將低于使用過熱蒸汽的應(yīng)用，因?yàn)樵谙嗤墓ぷ鲏毫ο?，過熱蒸汽的溫度會更高。