关于燃气钢制管道阀门压力等级的探讨

王伟

摘 要：近几年我国天然气行业发展迅速，消费量爆发式增长，各地燃气管道大力铺设，特别是大量钢制管道的铺设，建设费用也随之大幅度增加，其中阀门采购成本较高。特查阅相关设计规范、资料，并借鉴众多设计院的成熟经验，针对钢制管道压力等级进行深入的探讨。

关键词：阀门;压力等级;材质;温度

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.05.075

1 阀门压力与阀门材质和温度之间的关系

1.1 阀门压力与材质的关系

阀门的使用压力是由制造阀门的材料所确定的，阀门材质使用最大公称压力对照如下：灰铸铁阀门、1MPa，可锻铸铁阀门、2.5MPa，

球墨铸铁阀门、4.0MPa（鉴于目前国内工艺水平，各厂参差不齐，用户又往往不易检验。根据经验，建议PN≤2.5MPa），铜合金阀门、2.5MPa，钛合金阀门、2.5MPa，碳素钢阀门、32MPa，合金钢阀门、200MPa，不锈钢阀门、32MPa，塑料阀门、0.6MPa。

制造阀门零件材料很多，包括各种不同牌号的黑色金属和有色金属及其合金、各种非金属材料等。制造阀门零件的材料要根据下列因素来选择：

（1）工作介质的压力、温度和特性。

（2）该零件的受力情况以及在阀门结构中所起作用。

（3）有较好的公益性。

（4）在满足以上条件情况下，要有较低的成本。

1.2 閥门使用温度与压力的关系

阀门使用温度与压力存在内在的联系，并互相影响。其中，温度是影响的主导因素，一定压力的阀门仅适应于一定温度范围，阀门温度的变化能影响阀门使用压力。

图1所示为屋脊氏隔膜阀典型的压力与温度曲线图，曲线图会有很多条线，每条线代表了在该压力等级下不同的使用温度时对应的极限压力。

2 压力等级的定义

压力等级是专业组织根据工业实践对管道系统的设计压力进行的分级，并由各国的管道设计标准所采用。在美国的ASME/ANSI管道标准中，采用的是磅级（CLASS）的概念，国际标准包括中国标准采用的是公称压力等级（PN）的概念。 各管道设计标准给出了各压力等级下，不同管道材料的压力-温度额定值，从而为管道系统的设计提供依据。 管道的公称压力等级（PN）值近似等于管道的冷态设计压力值（单位为BAR）。

3 钢制管道阀门压力等级与设计压力的关系

通过分析阀门与材质、阀门与温度的关系之后，结合相关设计规范、资料，并借鉴众多设计院的成熟经验，我们可以从以下3个方面对钢制管道阀门压力等级进行探讨。

3.1 钢制管道阀门压力等级不低于管道设计压力

（1）《工业金属管道设计规范》GB50316-2000第3.2.1.1条规定：在国家现行标准中，对管道组成件的公称压力及对应的工作压力----温度参数值（等级）已作出规定者，均可作为本规范的设计基准。组成件标准所规定的基准参数值不应低于管道的设计压力和设计温度。

（2）《城镇燃气设计规范》GB50028-2006第6.5.13条规定：门站和储配站阀门等管道附件的压力级别不应小于管道设计压力。

3.2 钢制管道阀门压力等级等于管道设计压力

同压力等级管道相连时，相连切断管件必须选高等级的;管道和管件压力等级不一样的话，对两者进行连接的时候就会有很大的错边量的;从经济性角度出发，选取一个压力等级理论上是可以的，因为管道和管件都是为了某个压力制定的，选高了会浪费。

3.3 钢制管道阀门压力等级比管道设计压力高一个等级

（1）《城镇燃气设计规范》GB50028-2006第8.8.3 规定：液态液化石油气输送管道和站内液化石油气储罐、容器、设备、管道上配置的阀门及附件的公称压力（等级）应高于其设计压力。依据经验，钢制管道阀门压力等级比管道设计压力高一个等级，在高温或输送的介质压力有起伏的情况下，为确保安全起见，阀门的公称压力应该比设计的大一等级。

（2）如果阀门公称压力选的和管道一样，施工过程中用水试压时，要耐压1.5倍公称压力，经常遇到的情况是设计压力可能较低，因设计温度较高，这样的话如果阀门的公称压力与管道设计压力相同的话，自然就不行。

4 阀门压力等级的选取

4.1 阀门的压力等级的选取是根据管道参数选取的

其实阀门的压力等级选取的时候主要是依据管道的参数，这个参数可以是管道的压力等级，最好是两个的参数选取一致，没有必要的一个比一个高一等级，这样将会造成很多的麻烦。例如：管道的设计压力1.3MPa，设计温度90度;工作压力1.1MPa，工作温度60度，那么阀门的压力等级为PN1.6就可以满足要求，此时阀门的设计压力为：1.6MPa，设计温度为200度。

举个浅显的例子： 正常来说，设计院设计的管道中的法兰全部按照管道的设计参数进行了选取，为PN1.6，那么选取PN2.5，PN6.4的阀门就有可能会与管道无法实现对接。如果说哪一个设计图纸中的管道参数为PN1.6，而选取的阀门压力等级要求为PN6.4的话，我认为这个设计至少是没有弄明白这中间的关系。

综上所述，通常阀门的压力是大于设计压力的，而且不是简单大于，还要查温度压力变化的情况。

参考文献：

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