Классы давления трубопроводных фланцев и стали используемые в изготовлении фланцев по стандартам ASTM.

Трубопроводные фланцы являются важной частью систем трубопроводов, предоставляя надежное соединение между отдельными сегментами труб или оборудованием. Классы давления трубопроводных фланцев определяют их способность выдерживать определенное давление в трубопроводных системах. В этой статье мы обсудим основные аспекты классов давления фланцев, включая обозначение номинального давления, количество и диаметр отверстий под болты, номинальное давление-температуру, а также материалы групп ASTM.

Обозначение номинального давления

Номинальное давление (PN) или класс давления (Class) фланца обозначает максимальное давление, при котором фланец может быть использован при определенной температуре. Эти значения обычно выражаются в барах (для PN) или фунтах на квадратный дюйм (psi) для классов давления по системе ANSI/ASME (например, Class 150, Class 300). Выбор класса давления зависит от требований к прочности и долговечности соединения, а также от условий эксплуатации трубопровода.

Количество и диаметр (мм) отверстий под болты

Количество и диаметр отверстий под болты фланца зависят от его размера и класса давления. Эти параметры стандартизированы для обеспечения совместимости и облегчения монтажа трубопроводов. Например, для фланца класса 150 номинальным диаметром DN50 (2 дюйма) может быть предусмотрено 4 отверстия под болты диаметром 16 мм. С увеличением класса давления и размера фланца увеличивается и количество, и диаметр отверстий, чтобы обеспечить достаточную прочность соединения.

Номинальное давление-температура

Соотношение номинального давления к температуре является критически важным при выборе фланца, поскольку его способность выдерживать давление меняется в зависимости от рабочей температуры. Для каждого класса давления существует таблица номинальных давлений-температур, которая показывает максимально допустимое давление при различных температурах. Например, фланец класса 150 может выдерживать меньшее давление при повышении температуры.

Материалы групп ASTM

American Society for Testing and Materials (ASTM) классифицирует материалы, используемые для изготовления фланцев, на группы в зависимости от их химического состава и механических свойств. Эта классификация помогает в выборе материала фланца, подходящего для конкретных условий эксплуатации. Например, материалы группы ASTM A105 представляют собой углеродистую сталь, подходящую для умеренных и высоких температур, в то время как ASTM A182 F304 обозначает нержавеющую. 

Материалы, классифицированные по группам ASTM, используются в различных инженерных и строительных приложениях, включая изготовление фланцев, труб, фитингов и других компонентов трубопроводов. Группы ASTM разделяют материалы по их химическому составу и механическим свойствам, что обеспечивает их соответствие определенным требованиям применения. Ниже представлен общий обзор материалов ASTM групп 1, 2, 3, и 4.

Группа 1: Углеродистые стали

Группа 1.1

Включает углеродистые стали общего назначения, такие как ASTM A36, используемые в строительстве и для изготовления структурных элементов, требующих хорошей свариваемости и некоторой прочности.

Группа 1.2

Содержит углеродистые стали с повышенным содержанием марганца, например, ASTM A529, которые обеспечивают улучшенные механические свойства по сравнению с обычными углеродистыми сталями.

Группа 2: Низколегированные стали

Группа 2.1

Включает низколегированные стали, такие как ASTM A572, которые предлагают улучшенную прочность и свариваемость по сравнению с углеродистыми сталями, используются в строительных конструкциях, требующих высокой прочности.

Группа 2.2

Содержит стали с еще большим улучшением механических свойств и коррозионной стойкостью, например, ASTM A588, которые часто используются в мостостроении и других наружных конструкциях для повышения долговечности.

Группа 2.3

Включает высокопрочные низколегированные стали с особенно высокими требованиями к прочности и усталостной прочности, например, ASTM A514, используемые в критически важных приложениях, где требуются исключительные механические свойства.

Группа 3: Нержавеющие стали

- Охватывает широкий спектр нержавеющих сталей, включая аустенитные, ферритные и мартенситные сорта. Эти материалы, такие как ASTM A304 (аустенитная) и ASTM A410 (мартенситная), предлагают различные балансы между прочностью, коррозионной стойкостью и свариваемостью, идеально подходят для использования в агрессивных средах.

Группа 4: Инструментальные стали

- Включает специализированные стали, предназначенные для изготовления инструментов и пресс-форм. Примеры включают ASTM A2 (холодная работа) и ASTM A9 (горячая работа), которые обладают высокой износостойкостью и способностью выдерживать повышенные температуры без деформации.

Каждая из этих групп предназначена для обеспечения оптимальной производительности в специфических условиях эксплуатации, где требуются определенные характеристики, такие как прочность, коррозионная стойкость, термическая стабильность или износостойкость. Подбор соответствующего материала из этих групп обеспечивает долговечность и надежность конструкций и изделий, снижая при этом риск отказа и повышая общую эффективность проекта.

Применение материалов по группам

Группа 1 (Углеродистые стали)

Применяются в строительстве, производстве труб и фланцев, машиностроении и в качестве основы для более сложных легированных сталей. Они выбираются за их экономичность и хорошие механические свойства при низких и средних нагрузках.

Группа 2 (Низколегированные стали)

Используются в конструкциях, требующих повышенной прочности без значительного увеличения веса, таких как мосты, высокопрочные трубопроводы и строительные конструкции, подверженные воздействию атмосферных условий.

Группа 3 (Нержавеющие стали)

Незаменимы в химической промышленности, пищевой промышленности, медицинском оборудовании и там, где требуется высокая коррозионная стойкость и гигиеничность. Аустенитные нержавеющие стали особенно популярны благодаря своей превосходной коррозионной стойкости и свариваемости.

Группа 4 (Инструментальные стали)

Основной выбор для производства режущих инструментов, штампов, пресс-форм и других инструментов, подвергающихся высоким нагрузкам и износу. Эти стали разрабатываются так, чтобы выдерживать экстремальные условия, сохраняя при этом свои режущие или формообразующие свойства.

Заключение

Выбор материала из соответствующей группы ASTM критически важен для обеспечения надежности, долговечности и экономичности инженерных и строительных проектов. Каждая группа предлагает уникальный набор свойств, который делает материалы в ней идеально подходящими для определенных приложений и условий эксплуатации. Понимание и правильный выбор материалов ASTM помогает инженерам и конструкторам достигать требуемых характеристик и стандартов проекта, обеспечивая при этом безопасность и эффективность на протяжении всего срока службы изделий и конструкций.

Технические условия на материалы по ASTM

МАТЕРИАЛЫ ГРУППЫ 1

МАТЕРИАЛЫ ГРУППЫ 2

МАТЕРИАЛЫ ГРУППЫ 3