Давление

Любое изделие арматуры имеет конкретные размеры, обоснованные расчетами на прочность. Расчеты учитывают выбранные для изготовления материалы с характеристиками их прочности при 20 °С. Этим обеспечивается заданный срок службы арматуры при определенном рабочем давлении среды. Такое давление при температуре рабочей среды 20°С называют НОМИНАЛЬНЫМ (УСЛОВНЫМ) ДАВЛЕНИЕМ.

Понятие «номинальное (условное) давление» применяется согласно ГОСТ 26349-84 для арматуры и соединительных частей трубопроводов (фланцев, отводов, тройников и др.). Этим же стандартом установлены значения номинальных (условных) давлений. Из них наиболее часто встречаемые в практической работе приведены в таблице (для значений в МПа и кгс/см² принято соотношение: 1 кгс/см² = 0,1 МПа):

Номинальное (условное) давление должно указываться с помощью обозначения PN и выбранного из таблицы значения, численно равного Давлению в кгс/см². Так например, номинальное (условное) давление, равное 1,0 МПа или 10 кгс/см², должно обозначаться: PN 10.

Стандарт допускает применять обозначение Ру вместо PN. Это допущение связано с тем, что до введения в действие указанного ГОСТ (с 1986 года) существовало только понятие «условное давление» Ру, применявшееся в технической документации, технической литературе, стандартах, каталогах и т. п.

Обратим внимание на два момента, когда маркировка арматуры по номинальному (условному) давлению не совпадает со значениями, предусмотренными стандартом.

Во-первых, встречается арматура на давление PN 6,3, имеющая маркировку PN 6. Это не является небрежностью или ошибкой, т.к. упомянутый стандарт допускает именно такое упрощение при маркировке изделий.

И второе – иногда попадается арматура, имеющая маркировку условного давления Ру 64. Это верный признак солидного возраста такого изделия, т. к. Ру 64 существовало лишь в период до 1981 года, после чего было заменено на PN (Ру) 63. При этом прочностные характеристики арматуры не снизились, что делает такие изделия полностью взаимозаменяемыми.

Важное значение номинального (условного) давления как главного параметра арматуры очевидно. Им определяются прочностные характеристики арматуры, их сопряженность с соединительными частями трубопровода, возможность стандартизации требований к условиям испытаний арматуры на прочность и плотность материалов, а также на герметичность затворов и других соединений.

Стандарты употребляют наряду с «номинальными» проходами и давлениями понятия «условный проход» и «условное давление». И это понятно. Ведь первое, с чем соприкасались в своей профессии поколения арматурщиков-разработчиков, производственников, эксплуатационников были понятия «Условный диаметр Dу» и «Условное давление Ру». Долгие годы вся техническая документация, научно-техническая и каталожная литература использовали в качестве главных параметров арматуры именно эти понятия. Однако в практике специалистов арматуростроителей все больше утверждается тенденция применения терминов «номинальный» и «номинальное», отказываясь соответственно от терминов «условный» и «условное». Такая тенденция проявляется во всем большем использовании обозначений DN и PN в технической документации, заводских каталогах и в маркировке арматуры. В принципе, такую тенденцию следует считать правомерной, направленной на единое понимание главных параметров арматуры и способствующей выходу отечественной арматуры на мировой рынок.

ДАВЛЕНИЯ ПРОБНЫЕ И РАБОЧИЕ

Любая арматура при выпуске подвергается заводским испытаниям. на прочность и плотность материала и сварных швов. Эти испытания предшествуют испытаниям на герметичность, проводятся водой при температуре в пределах от 5 до 70 градусов по Цельсию. При этом давление воды, как общее правило, в полтора раза выше, чем давление PN (Рy).

 Давление, при котором должно производиться гидравлическое испытание на прочность и плотность, называется ПРОБНЫМ ДАВЛЕНИЕМ и обозначается Рпр. Конкретные значения Рпр для каждого из значений РN (Ру) указываются в ГОСТ 356-80 и в нормативно-технической документации на изделия арматуры.

В тесной связи с PN (Ру) находится понятие РАБОЧЕЕ ДАВЛЕНИЕ (обозначается Рр) – наибольшее избыточное давление, при котором, как определено ГОСТ 356-80, обеспечивается заданный режим эксплуатации арматуры.

Дело здесь в том, что увеличение температуры рабочей среды вызывает снижение прочностных характеристик материалов, из которых изготовлены корпусные детали арматуры. Для сохранения необходимой прочности арматуры при повышенных температурах стандарт устанавливает максимальные значения Рр в зависимости от температуры рабочей среды для различных групп материалов. Эти группы включают в себя латуни и бронзы, чугуны, титановые сплавы, стали различных марок.

При этом для каждой из групп материалов имеется так называемая первая ступень рабочего давления или первый температурный предел, для которого рабочее давление Рр совпадает с давлением PN (Ру). Значение температур рабочей среды для первой ступени рабочего давления показаны ниже:

Стандартом допускается изготовление арматуры и деталей трубопроводов на конкретное рабочее давление, не предусмотренное в ряду PN (Ру). При этом наряду с арматурой, работающей на давлениях, равных или больших 0,1 МПа (1 кгс/см²) выпускается арматура, обеспечивающая выполнение своих функций при рабочих давлениях менее 0,1 МПа, т. е. в условиях разрежения или вакуума. Такая арматура называется вакуумной.

Вакуум измеряется в миллиметрах ртутного столба (мм. рт. ст.). Атмосферное давление 0,1 МПа (1 кгс/см²) соответствует 760 мм рт. ст.

Рабочее давление для вакуумной арматуры может быть условно разделено на несколько групп:

Отметим, что нередко арматура выпускается не чисто «вакуумная», а для работы в определенном диапазоне давлений от положительных значений PN или Рр до вакуума различных степеней разрежения. Так, например, клапан мембранный с электромагнитным приводом 13нж828р предназначен для работы на давлениях среды от 5 мм. рт. ст. до 23 кгс/см². Другой пример: клапан АВ-013М – от 5-10^-3 мм. рт. ст. до 400 кгс/см² .

В тех случаях, когда арматура выпускается на определенное рабочее давление (в т. ч. и для вакуума), в технической документации и при маркировке арматуры указывается не PN (Ру), а Рр и соответствующая рабочая температура.