Áp suất làm việc 0,8 MPa, nhiệt độ 200℃, nên chọn cấp áp suất nào?

Kết luận cốt lõi: Ưu tiên lựa chọn Class 150 (PN16) Cấp độ

Khi áp lực công việc là0.8 MPa, nhiệt độ môi chất là200 ℃Trong điều kiện vận hành nhất định, các linh kiện đường ống bằng thép carbon thông thường hoặc thép không gỉ thường có thể được lựa chọnClass 150(Ứng với tiêu chuẩn quốc gia PN16 hoặc tiêu chuẩn châu Âu PN20) cấp áp suất. Cấp này có áp suất danh định ở nhiệt độ thường vào khoảng 1. 6~2.0 MPa Ngay cả trong môi trường nhiệt độ cao 200℃, cường độ vật liệu có thể suy giảm nhất định, nhưng áp suất làm việc cho phép vẫn đáp ứng đầy đủ yêu cầu thiết kế là 0,8 MPa.

Tại sao nhiệt độ lại ảnh hưởng đến cấp áp suất?

Khả năng chịu áp suất của mặt bích đường ống, van và các phụ kiện ống không phải là cố định mà tuân thủ nghiêm ngặt“Định mức áp suất – nhiệt độ”Đường cong. Khi nhiệt độ tăng, giới hạn chảy và độ bền kéo của vật liệu kim loại sẽ giảm dần. Các tiêu chuẩn quốc tế phổ biến cũng như tiêu chuẩn ngành hóa chất trong nước đều cung cấp các bảng tra cứu hệ số giảm tải chi tiết. Lấy thép carbon 20# hoặc WCB thường dùng làm ví dụ, khi nhiệt độ tăng từ nhiệt độ bình thường lên 200℃, áp suất cho phép của cấp Class 150 thường giảm khoảng 10%~ 15%, nhưng khả năng chịu áp suất còn lại vẫn cao hơn nhiều so với 0. 8 MPa.

Đề xuất đối chiếu các tiêu chí và lựa chọn vật liệu then chốt

• Phụ kiện ống thép cacbon và van: Nên lựa chọn cấp áp suất Class 150, vật liệu có thể là 20#, A105 hoặc WCB. Các loại vật liệu này có tổ chức kim tương ổn định ở 200℃, độ hoàn thiện gia công cao và tính kinh tế tổng thể tốt nhất.
• Hệ thống đường ống inoxNếu môi chất có tính ăn mòn hoặc yêu cầu độ sạch cao, có thể thay thế bằng vật liệu 304 hoặc 316L. Vật liệu này có cường độ chịu nhiệt ở nhiệt độ cao rất tốt, đáp ứng đầy đủ tiêu chuẩn Class 150 và có tuổi thọ chống ăn mòn dài hơn.
• Hợp kim đặc biệt hoặc kim loại không chứa sắtNếu liên quan đến gang xám, hợp kim đồng hoặc thép hai pha, cần tham khảo đường cong áp suất–nhiệt độ theo tiêu chuẩn tương ứng. Một số vật liệu có nhiệt độ nóng chảy thấp hoặc giòn có khả năng chịu áp suất giảm đáng kể ở 200℃; trong trường hợp này, có thể cần nâng cấp lên Class 300 để đảm bảo an toàn kết cấu.

Lưu ý khi ứng dụng thực tế

• Tính toán dự phòng thiết kế: Các quy chuẩn kỹ thuật thường yêu cầu áp suất thiết kế không được nhỏ hơn 1,1 lần áp suất làm việc, đồng thời phải tính đến đầy đủ các tác động tức thời như búa nước, quá trình khởi động/dừng bơm và dao động áp suất. Với áp suất làm việc 0,8 MPa, sau khi áp dụng hệ số an toàn thông thường, cấp Class 150 vẫn còn dư thừa đáng kể.
• Lựa chọn kiểu mặt làm kínTrong điều kiện làm việc ở nhiệt độ cao, nên ưu tiên sử dụng mặt bích có mặt phẳng nhô ra (RF) hoặc mặt nối dạng vòng (RTJ), đồng thời hạn chế tối đa việc sử dụng mặt bích mặt phẳng (FF). Hiện tượng giãn nở vì nhiệt và co ngót khi lạnh rất dễ làm mất lực siết ban đầu của bu lông trên mặt bích mặt phẳng, từ đó dẫn đến thất bại của mối ghép kín tĩnh.
• Xác nhận tuân thủViệc lựa chọn cuối cùng phải được tiến hành bằng cách đối chiếu từng hạng mục dựa trên các quy chuẩn bắt buộc của ngành mà dự án thuộc về (như GB, SH, HG, ASME, v.v.), đồng thời việc kiểm tra ứng suất và xác minh độ bền phải do kỹ sư chuyên môn có đủ năng lực thực hiện.