Resumen de los sistemas de clases de presión de las conexiones de proceso de instrumentación
La clase de presión de la conexión de proceso de los instrumentos determina directamente la capacidad de resistencia a la presión y la fiabilidad de sellado de bridas, roscas y otras interfaces.Los estándares principales mundiales se dividen en tres sistemas: clase libras ASME/ANSI (Class), presión nominal PN europea e internacional, y clase K japonesa. Los diferentes sistemas no son directamente intercambiables; al seleccionar, se debe prestar atención tanto a la clase de presión como al estándar de brida.
I. Estándar estadounidense (sistema ASME/ANSI, clase libras "Class")
Utiliza libras fuerza por pulgada cuadrada (psi) como unidad, y el estándar de brida es ASME B16.5, ampliamente utilizado en América del Norte. Las clases de presión de tuberías, válvulas e interfaces de instrumentos deben coincidir.
Clases comunes Class y parámetros
| Clase | Presión nominal (aproximada) | Escenarios de aplicación típicos |
|---|---|---|
| Class 150 | ≈1.03 MPa (150 psi) | Sistemas de baja presión, como tuberías de agua y aire |
| Class 300 | ≈2.07 MPa (300 psi) | Sistemas de presión media, como química y petróleo |
| Class 400 | ≈2.76 MPa (400 psi) | Menos utilizado, condiciones especiales |
| Class 600 | ≈4.14 MPa (600 psi) | Sistemas de media-alta presión, como vapor y aceite |
| Class 900 | ≈6.21 MPa (900 psi) | Sistemas de alta presión, como tuberías de gas a alta presión |
| Class 1500 | ≈10.35 MPa (1500 psi) | Sistemas de ultra alta presión, como refinerías y gas natural |
| Class 2500 | ≈17.25 MPa (2500 psi) | Sistemas de presión extremadamente alta, como equipos de cabeza de pozo |
Nota: El valor de la clase Class no es directamente igual a la presión de trabajo; la presión permitida real disminuye al aumentar la temperatura, por lo que se debe consultar la tabla de valores nominales presión-temperatura de ASME B16.5.
II. Estándar europeo e internacional (sistema PN, presión nominal "PN")
Utiliza megapascales (MPa) como unidad, y los estándares de brida incluyen EN 1092-1, GB/T 9113, HG/T 20592 (sistema europeo), etc., adoptados por Europa, China y la mayoría de los países del mundo.
Clases comunes PN y parámetros
| Clase PN | Presión nominal | Escenarios de aplicación típicos |
|---|---|---|
| PN 2.5 | 0.25 MPa | Baja presión, como suministro y drenaje de agua, gas a baja presión |
| PN 6 | 0.6 MPa | Baja presión, como vapor a baja presión, aire comprimido |
| PN 10 | 1.0 MPa | Media-baja presión, tuberías industriales generales |
| PN 16 | 1.6 MPa | Presión media, común en química y electricidad |
| PN 25 | 2.5 MPa | Presión media, como vapor a presión media |
| PN 40 | 4.0 MPa | Media-alta presión, como tuberías de líquidos a alta presión |
| PN 63 | 6.3 MPa | Alta presión, como gases a alta presión y sistemas hidráulicos |
| PN 100 | 10.0 MPa | Ultra alta presión, como conexión de reactores de alta presión |
| PN 160 | 16.0 MPa | Presión extremadamente alta, escenarios industriales especiales |
| PN 250 | 25.0 MPa | Presión extremadamente alta, como unidades de hidrogenación a alta presión |
| PN 320 | 32.0 MPa | Presión extremadamente alta, muy pocas condiciones especiales |
| PN 400 | 40.0 MPa | Presión extremadamente alta, ámbito militar o aeroespacial |
El valor PN generalmente se refiere a la presión máxima de trabajo permitida a 20 °C; a alta temperatura, el valor nominal debe reducirse según el material.
III. Estándar japonés (sistema clase K)
Derivado del estándar japonés JIS B2220, utiliza "K" para indicar la clase de presión, con unidad aproximada en MPa, principalmente utilizado en proyectos locales de Japón.
Clases comunes K y parámetros
| Clase K | Presión nominal (MPa) | Escenarios de aplicación típicos |
|---|---|---|
| 5K | ≈0.5 MPa | Baja presión, como tuberías de agua comunes |
| 10K | ≈1.0 MPa | Media-baja presión, industria general |
| 20K | ≈2.0 MPa | Presión media, como química y naval |
| 40K | ≈4.0 MPa | Alta presión, como tuberías de gas a alta presión |
| 63K | ≈6.3 MPa | Alta presión, similar a PN 63 |
| 100K | ≈10.0 MPa | Ultra alta presión, condiciones especiales |
Nota: Las dimensiones de las bridas clase K difieren ligeramente de los sistemas ASME/PN; al conectar entre sistemas, se debe confirmar la compatibilidad y, si es necesario, utilizar adaptadores de conversión.
IV. Estándares de otras regiones y escenarios especiales de alta presión
1. Estándar nacional de China (GB) y estándar químico (HG)
- GB/T 9113: básicamente consistente con el sistema europeo PN, como PN6, PN10, PN16, etc., ampliamente utilizado en proyectos industriales nacionales.
- HG/T 20615 (sistema americano): cubre clases ASME Class 150/300, etc., adaptado a equipos importados de América del Norte.
- HG/T 20592 (sistema europeo): corresponde a la serie PN, de uso común en la industria química.
2. Escenarios de alta y ultra alta presión
Para clases de presión superiores a PN400 (40 MPa) o Class 2500 (17.25 MPa), generalmente se utilizan conexiones especiales personalizadas, como conectores de alta presión con bloqueo por rosca o soldados.
- API 6A: estándar para equipos de cabeza de pozo, hasta 15000 psi (≈103.5 MPa).
- Unidades de hidrogenación a alta presión: comúnmente PN250~PN320, requieren sellos especiales de lente o anillo metálico.
V. Recomendaciones de selección y compra
- Confirmar el sistema estándar del proyecto: para proyectos de América del Norte, priorizar ASME Class; para proyectos de Europa/China, priorizar PN; para proyectos de Japón, priorizar clase K.
- Verificar el estándar y las dimensiones de la brida: incluso si las clases de presión son similares, la distancia entre agujeros de pernos y las superficies de sellado de bridas de diferentes sistemas pueden ser incompatibles.
- Considerar la reducción por temperatura: tanto Class como PN se basan en temperatura ambiente; en condiciones de alta temperatura, se debe consultar la tabla de valores nominales presión-temperatura.
- Igualar tuberías y válvulas: la clase de presión de la conexión de proceso del instrumento debe ser consistente con las tuberías y válvulas adyacentes para evitar puntos débiles.
Resumen: Comprender correctamente los tres sistemas principales de clases de presión ASME Class, PN y clase K es la base para la selección, compra e instalación de instrumentos, y puede evitar eficazmente riesgos de fugas e incompatibilidad de bridas.