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플랜지의 압력-온도 등급은 여러 요소를 종합적으로 고려하여 결정되며, 주로 관련 표준 및 규범을 기반으로 하고, 최종적으로 재료 성능 평가, 시험 검증 등을 통해 명확히 합니다. 다음과 같습니다:
표준 및 규범 기반
다양한 국가 및 지역은 플랜지에 대한 자체 표준을 가지고 있습니다. 예를 들어, 미국의 ASME B16.5, 유럽의 EN 1092-1, 중국의 HG/T 20592 등이 있습니다. 이러한 표준에는 플랜지에 대한 명확한 규정과 분류가 있습니다. 플랜지의 압력 및 온도 수준은 이러한 표준에서 명확하게 정의되고 분류됩니다. 다양한 재료, 공칭 압력 및 온도 범위를 기준으로, 해당 압력-온도 등급 표가 표준에 따라 작성되어 플랜지 선택 및 설계의 기반을 제공합니다.
고려 사항
재료 특성: 플랜지 재료의 기계적 특성은 압력-온도 등급을 결정하는 핵심 요소입니다. 다양한 재료는 서로 다른 온도에서 서로 다른 강도, 인성 및 크리프 특성을 가집니다. 예를 들어, 탄소강은 저온에서 취성 현상이 나타날 수 있으며, 고온에서는 강도가 현저히 감소합니다. 반면, 스테인리스강은 고온에서도 우수한 강도와 내식성을 유지할 수 있습니다. 재료의 허용 응력은 온도 변화에 따라 변경되며, 표준은 재료의 특성에 따라 다양한 온도에서의 허용 응력 값을 제공하여 해당 온도에서의 플랜지 내압성을 결정합니다.
공칭 압력: 공칭 압력은 기준 온도에서 플랜지의 최대 허용 작동 압력입니다. 이는 플랜지의 구조 크기 및 지지 능력을 반영합니다. 일반적으로 공칭 압력이 높을수록 플랜지의 내압 능력이 높아지지만, 다양한 온도에서 실제 내압 능력은 재료 및 온도 변화에 따라 조정됩니다. 예를 들어, PN16 공칭 압력의 플랜지는 실온에서 1.6MPa의 압력을 견딜 수 있지만, 고온에서는 허용 작동 압력이 1.6MPa 미만으로 낮아집니다.
결정 방법
이론적 계산: 재료의 기계적 특성 데이터, 플랜지의 구조 치수 및 관련 기계적 모델을 기반으로, 다양한 온도 및 압력 조합 하에서 플랜지의 응력 및 변형 분포를 계산을 통해 평가합니다. 예를 들어, 유한 요소 분석 및 기타 방법을 사용하여 다양한 작동 조건에서 플랜지의 응력 집중 영역 및 변형을 정확하게 계산하여 특정 온도에서의 최대 허용 압력을 결정할 수 있습니다.
시험 검증: 다양한 온도 및 압력 조건에서 플랜지의 성능을 검증하기 위해 일련의 시험을 수행합니다. 압력 시험(예: 수압 시험, 공압 시험), 고온 크리프 시험, 피로 시험 등이 포함됩니다. 압력 시험은 지정된 압력 하에서 플랜지의 밀봉 및 강도를 확인하는 데 사용됩니다. 고온 크리프 시험은 장기간의 고온 및 특정 압력 하에서 재료의 변형을 검사하여 장기 작동 조건에서의 신뢰성을 결정합니다. 피로 시험은 사이클 부하 하에서 플랜지의 성능을 평가하고 실제 사용 시 압력 변동을 시뮬레이션하는 데 사용됩니다. 이러한 시험을 통해 다양한 온도에서 플랜지의 실제 내압성에 대한 데이터를 얻어 압력-온도 수준 결정에 대한 실험적 근거를 제공할 수 있습니다.