Der Nenndruck (PN) bzw. die amerikanische Standard-Pfund-Einheit (lb) dient zur Druckangabe. Der Unterschied liegt in der Bezugstemperatur: Das europäische PN-System bezieht sich auf den Druck bei 120 °C, während die amerikanische Standard-Klasse den Druck bei 425,5 °C angibt. Daher ist eine einfache Druckumrechnung im technischen Austausch nicht möglich. Beispielsweise entspräche Klasse 300 nach einer einfachen Umrechnung 2,1 MPa. Berücksichtigt man jedoch die Betriebstemperatur, erhöht sich der entsprechende Druck. Gemäß der Temperatur- und Druckbeständigkeitsprüfung des Materials entspricht die Messung 5,0 MPa.
Es gibt zwei Arten von Ventilsystemen: Das eine ist das „Nenndrucksystem“, das in Deutschland (einschließlich China) verwendet wird und auf dem zulässigen Betriebsdruck bei Raumtemperatur (100 °C in Deutschland und 120 °C in China) basiert. Das andere ist das „Temperatur- und Drucksystem“, das in den USA verwendet wird und den zulässigen Betriebsdruck bei einer bestimmten Temperatur angibt. Im US-amerikanischen Temperatur- und Drucksystem basieren alle Ventile außer der Klasse 150 psi (150 psi), die auf 260 °C basiert, auf 454 °C. Die zulässige Spannung eines Ventils aus Kohlenstoffstahl Nr. 25 der Klasse 150 psi (150 psi = 1 MPa) beträgt 1 MPa bei 260 °C. Die zulässige Spannung bei Raumtemperatur ist deutlich höher als 1 MPa und liegt bei etwa 2,0 MPa. Daher entspricht der Nenndruck nach amerikanischem Standard 150 lb im Allgemeinen 2,0 MPa, der Nenndruck nach amerikanischem Standard 300 lb 5,0 MPa usw. Aus diesem Grund lassen sich Nenndruck, Temperatur und Druckklassen nicht einfach anhand der Druckumrechnungsformel umrechnen.
PN ist ein Code, der sich auf Druck bezieht und durch Zahlen dargestellt wird. Es handelt sich um eine praktische, gerundete ganze Zahl als Referenzwert. PN ist die druckbeständige MPa-Zahl, die annähernd der Normaltemperatur entspricht. Dies ist der üblicherweise verwendete Nenndruck.Chinesische VentileFür Regelventile mitVentil aus KohlenstoffstahlBei Ventilkörpern bezieht sich die Angabe auf den maximal zulässigen Betriebsdruck bei Temperaturen unter 200 °C; bei Gusseisen-Ventilkörpern auf den maximal zulässigen Betriebsdruck bei Temperaturen unter 120 °C; der maximal zulässige Betriebsdruck für Anwendungen unter 250 °C. Mit steigender Betriebstemperatur sinkt die Druckbeständigkeit des Ventilkörpers. Amerikanische Standardventile geben den Nenndruck in Pfund an. Dieser Wert ergibt sich aus der Kombination von Temperatur und Druck des jeweiligen Metalls und wird gemäß der Norm ANSI B16.34 berechnet. Der Hauptgrund für die nicht eindeutige Entsprechung zwischen der Pfund-Klasse und dem Nenndruck liegt in den unterschiedlichen Temperaturgrundlagen. Die Berechnung erfolgt üblicherweise mithilfe von Software, jedoch ist es auch wichtig, Tabellen zur Überprüfung der Skalen zu verwenden. In Japan wird der Druck hauptsächlich mit dem K-Wert angegeben. In China wird der Gasdruck üblicherweise in Kilogramm (kg) anstatt in Jin angegeben. Die entsprechende Druckeinheit ist „kg/cm²“, wobei ein Kilogramm Druck bedeutet, dass eine Kraft von einem Kilogramm auf einen Quadratzentimeter wirkt. Im Ausland wird für den Gasdruck üblicherweise „psi“ verwendet, was „1 Pfund/Zoll²“ oder „Pfund pro Quadratzoll“ entspricht. Der vollständige englische Name lautet Pounds per square inch. Gebräuchlicher ist jedoch die Angabe der Masseneinheit, Pfund (lb.), was wörtlich „Pfund“ bedeutet. Dies entspricht der bereits erwähnten Pfundkraft. Sie lässt sich umrechnen, indem man alle Einheiten in metrische Einheiten umrechnet: 1 psi = 1 Pfund/Zoll² ≈ 0,068 bar, 1 bar ≈ 14,5 psi ≈ 0,1 MPa. Länder wie Europa und die Vereinigten Staaten verwenden üblicherweise psi als Einheit. In den Klassen 600 und 1500 gibt es zwei unterschiedliche Werte, die dem europäischen bzw. dem amerikanischen Standard entsprechen. 11 MPa (entsprechend der 600-Pfund-Klasse) ist die europäische Norm, die in „ISO 7005-1-1992 Stahlflansche“ festgelegt ist; 10 MPa (entsprechend der 600-Pfund-Klasse) ist die amerikanische Norm, die in ASME B16.5 definiert ist. Daher lässt sich nicht pauschal sagen, dass die 600-Pfund-Klasse 11 MPa oder 10 MPa entspricht, da die Normen der verschiedenen Systeme unterschiedlich sind.
Es gibt im Wesentlichen zwei Arten von Ventilsystemen: Das eine ist das „Nenndrucksystem“, das in Deutschland (und auch in meinem Heimatland) verwendet wird und auf dem zulässigen Betriebsdruck bei Raumtemperatur (100 °C in meinem Heimatland und 120 °C in Deutschland) basiert. Das andere ist das „Temperatur- und Drucksystem“, das in den Vereinigten Staaten verwendet wird und den zulässigen Betriebsdruck bei einer bestimmten Temperatur angibt. Im US-amerikanischen Temperatur- und Drucksystem basieren alle Ventile außer dem 150-lb-Ventil, das auf 260 °C basiert, auf einem Referenzwert von 454 °C. Beispielsweise beträgt die zulässige Spannung eines 150-lb-Ventils aus Kohlenstoffstahl 25 bei 260 °C 1 MPa, während die zulässige Spannung bei Raumtemperatur deutlich höher ist und etwa 2,0 MPa beträgt. Daher entspricht der Nenndruck nach amerikanischem Standard 150 lb im Allgemeinen 2,0 MPa, der Nenndruck nach amerikanischem Standard 300 lb 5,0 MPa usw. Aus diesem Grund lassen sich Nenndruck, Temperatur und Druckklassen nicht einfach anhand der Druckumrechnungsformel umrechnen.
Da die Temperaturgrundlagen für Nenndruck und Druckfestigkeit unterschiedlich sind, besteht keine exakte Entsprechung zwischen beiden. Die ungefähre Entsprechung ist in der Tabelle dargestellt.
Veröffentlichungsdatum: 31. August 2023