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壓力容器與管道選型基礎:Sch等級與B16法蘭Class等級解析
在工業管道與壓力容器設計中,正確理解管道的Sch(Schedule)等級和法蘭的Class等級對設備的安全性與經濟性至關重要。本文將對這兩項關鍵參數進行簡要說明,幫助工程師快速掌握選型依據。
一、管道Sch等級的含義與應用
Sch是“Schedule numbers for pipe size”的縮寫,其數值定義為管道設計壓力與材料在設計溫度下許用應力的比值乘以1000,并經圓整后得到。
例如,設計壓力為1MPa,材料許用應力為100MPa時,Sch值為1/100×1000=10,故應選用不低于Sch.10的管道。
為便于記憶,通常材料的許用應力約100MPa時,Sch.80管道可承受約8MPa壓力,Sch.160對應16MPa,以此類推。該方法可為初步選型提供參考。
二、B16系列法蘭的Class等級與螺栓設計
B16系列法蘭的Class等級以A105/WCB材料在454°C下許用應力60.3MPa(8750PSI)為基準,其壓力額定值計算公式為:
P? = (10S/8750) × Pr ≤ Pc
其中,S為法蘭材料許用應力(MPa),Pr為Class等級值。以Class 150法蘭為例,若材料許用應力為100MPa,其允許工作壓力約為(10×100/8750)×150=17Bar(1.7MPa),相當于材料許用應力的1.7%。
法蘭連接的螺栓面積需滿足:
Ab × 120MPa ≥ Ag × Pc,
其中Ab為螺栓截面積,Ag為墊片密封面內的承壓面積。
B16.5標準法蘭的螺栓配置通常具有較高安全余量(如A193-B7螺栓安全系數≥6),因此按標準選型的法蘭無需額外校核計算。
結語
掌握Sch與Class等級的核心邏輯,可有效提升管道與法蘭選型的準確性與效率。在實際工程中,建議結合具體材料參數和規范要求進行驗證。
無錫益騰壓力容器有限公司
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