摘要:千牛(kN/㎡)和兆帕(MPa)分别是环刚度和公称压力的常用单位,大多数朋友都比较熟悉,但是很多新手朋友还是分不清这两个指标究竟有何区别、分别用于哪些管道,下面帮各位具体介绍一下。
千牛(kN/㎡)和兆帕(MPa)分别是环刚度和公称压力的常用单位,大多数朋友都比较熟悉,但是很多新手朋友还是分不清这两个指标究竟有何区别、分别用于哪些管道,下面帮各位具体介绍一下。
一、环刚度(单位:kN/m²):抗外压的硬实力
(1)定义:
环刚度(Ring Stiffness,简称SN)是管道抵抗外部载荷(如土壤、车辆压力)变形的能力,单位为千牛每平方米(kN/m²),主要用于埋地塑料管道。
它的计算公式为:SN=EI/D³
注:E 为管材的弹性模量(单位MPa),I 为截面惯性矩(单位m⁴),D 为管道的平均直径(单位m)。
(2)特点与应用:
—— 适用于埋地管道:
特别是塑料排水管,如HDPE双壁波纹管、HDPE钢带增强螺旋波纹管、PVC埋地无压排污排水管等。
—— 不同等级:
常见的环刚度等级有SN2、SN4、SN8、SN12.5、SN16等,数值越大,管道抗外压能力越强。
—— 受埋深影响:
管道埋得越深,承受的外部压力越大,需要选择更高环刚度的管材。
二、公称压力(单位:MPa):抗内压的硬指标
(1)定义:
公称压力(Nominal Pressure,简称PN)是用于标识管道及其配件的压力等级,单位为MPa。对于金属管道,PN值通常基于20℃时的最大允许工作压力,但对于塑料管道,需结合长期静液压强度和温度修正系数来确定实际工作压力。
(2)特点与应用:
—— 适用于压力管道:
如HDPE给水管、燃气管、PVC给水管、化工管、PP-R管等。
—— 不同等级:
常见的公称压力等级有PN0.6、PN0.8、PN1.0、PN1.25、PN1.6等,数值越大,管道耐压能力越强。
—— 与壁厚相关:
相同材质、同一外径的管道,壁厚越厚,耐压压力越高。
三、如何对二者进行区分?
● 都与强度有关,但侧重点不同
—— 环刚度衡量的是抗外部压力,适用于埋地非承压管道。
—— 公称压力衡量的是抗内部压力,适用于输送流体的压力管道。
● 单位不同,避免误读
—— kN/㎡ 主要用于环刚度;MPa 主要用于公称压力。
—— 看到“SN”标识时,代表的是环刚度;看到“PN”标识时,代表的是公称压力。
● 部分管材既有环刚度又有公称压力
例如HDPE钢丝网骨架复合管、PVC-M管等,既需要考虑公称压力(PN)以承受内部压力,又需要考虑环刚度(SN)以应对埋地外压。
四、如何选择?
● 如果是埋地排水管,如雨水、污水管,应根据埋深选择合适的环刚度等级,如SN4、SN8等。
● 如果是压力输送管,如给水、燃气管、化工管等,应根据工作压力选择合适的公称压力,如PN1.6、PN2.5等。
● 如果是特殊环境(如深埋、高水位、交通荷载较大等),需同时考虑环刚度和公称压力。
最后总结一下,环刚度(kN/m²)和公称压力(MPa)是管道设计的两大支柱。一个防外压塌陷,一个抗内压爆管。埋地管道靠环刚度,输送管道靠公称压力,具体还是要根据实际工况来选择。
对了,还有个问题,遇到过客户要HDPE实壁管,但是也对环刚度有要求,PE实壁管的环刚度应该怎么计算?套公式那个太复杂了,有没有大佬告知一下
来源:七彩机电知识分享