Номинальное давление (обозначается как PN — от немецкого Pressure Nominal) — это расчетная величина, которая указывает максимально допустимое давление внутри трубопровода при температуре воды +20 °C, при котором трубопроводная система может безопасно работать в течение длительного времени. PN применяется для унификации элементов трубопроводных систем — труб, фитингов, арматуры и фланцев.
Обозначение PN берет начало из немецких и европейских стандартов DIN, которые позже были гармонизированы с международными нормами ISO и EN. В СССР и России применялся аналогичный термин «условное давление», но со временем перешли на международную маркировку PN, особенно в связи с глобализацией и унификацией инженерных систем.
Обозначения и значения условного давления должны соответствовать номиналам, указанным:
- Российские нормы: ГОСТ 26349-84, ГОСТ 356-80, ГОСТ Р 54432-2011
- Европейские нормы: DIN EN 1092-1-2008
- Американские нормы: ANSI/ASME B16.5-2009, ANSI/ASME B16.47-2006
Что означает обозначение PN?
Обозначение PN сопровождается числом, которое показывает номинальное давление в барах (1 бар ≈ 0,1 МПа ≈ 1 кгс/см²). Например, PN10 означает, что труба или арматура рассчитана на рабочее давление до 10 бар при +20 °C.
| Обозначение номинального (условного) давления | Значение номинального (условного) давления, МПа (кгс/см³) | Обозначение номинального (условного) давления | Значение номинального (условного) давления, МПа (кгс/см³) | ||
|---|---|---|---|---|---|
| PN 0,1 | 0,01 (0,1) | PN 63 | 6,3 (63,0) | ||
| PN 0,16 | 0,016 (0,16) | PN 80 | 8,0 (80,0) | ||
| PN 0,25 | 0,025 (0,25) | PN 100 | 10,0 (100,0) | ||
| PN 0,4 | 0,040 (0,40) | PN 125 | 12,5 (125,0) | ||
| PN 0,63 | 0,063 (0,63) | PN 160 | 16,0 (160,0) | ||
| PN 1 | 0,1 (1,0) | PN 200 | 20,0 (200,0) | ||
| PN 1,6 | 0,16 (1,6) | PN 250 | 25,0 (250,0) | ||
| PN 2,5 | 0,25 (2,5) | PN 320 | 32,0 (320,0) | ||
| PN 4 | 0,4 (4,0) | PN 400 | 40,0 (400,0) | ||
| PN 6,3 | 0,63 (6,3) | PN 500 | 50,0 (500,0) | ||
| PN 10 | 1,0 (10,0) | PN 630 | 63,0 (630,0) | ||
| PN 16 | 1,6 (16,0) | PN 800 | 80,0 (800,0) | ||
| PN 25 | 2,5 (25,0) | PN 1000 | 100,0 (1000,0) | ||
| PN 40 | 4,0 (40,0) |
Зачем нужен показатель PN?
PN применяется для стандартизации компонентов трубопровода и обеспечения их совместимости. Он позволяет быстро подобрать арматуру, трубы и соединительные элементы с учетом необходимой прочности, безопасности и условий эксплуатации.
Важно отметить, что PN — это не фактическое рабочее давление. Реальное давление в системе может быть ниже или выше, но оно должно укладываться в пределы, заданные производителем для конкретной температуры и среды.
Зависимость PN от температуры и материала
Номинальное давление PN рассчитывается для воды при температуре +20 °C. При повышении температуры допустимое рабочее давление снижается, особенно для пластиковых труб, таких как полипропилен (PP), полиэтилен (PE), поливинилхлорид (PVC) и др.
Для металлических труб (например, из стали, меди) уменьшение давления с повышением температуры выражено слабее, однако учитывается при проектировании высокотемпературных систем (например, отопления, пара).
Примеры значений PN
На практике применяются следующие стандартные значения PN для трубопроводной продукции:
- PN 6 — до 6 бар;
- PN 10 — до 10 бар;
- PN 16 — до 16 бар;
- PN 25 — до 25 бар;
- PN 40 — до 40 бар и выше (применяется в системах высокого давления);
PN может достигать и значений 63, 100 и выше в промышленных системах высокого давления.
Связь PN с другими параметрами
PN тесно связан с номинальным диаметром DN (условный проход) и толщиной стенки трубы. При одинаковом DN трубы с большим PN будут иметь более толстую стенку и, соответственно, больший внешний диаметр или массу.
Например, трубы из полипропилена PN20 предназначены для систем с давлением до 20 бар, и имеют более толстые стенки, чем PN10 того же диаметра. Это позволяет использовать PN как ориентир для выбора материала в зависимости от давления и температуры.
Обозначение PN на изделиях
На трубах, фитингах, арматуре и фланцах PN указывается в маркировке, например:
PN16 DN50
Это означает, что изделие рассчитано на номинальное давление 16 бар и имеет условный проход 50 мм.
PN и классы прочности
Для металлических труб и арматуры, особенно фланцевых соединений, PN также соответствует определенному классу прочности материала. В таких случаях применяются международные стандарты, например, EN 1092-1 (фланцы), ISO, DIN и ГОСТ.
Пример: фланцы PN40 изготавливаются из более прочной стали и рассчитаны на значительно большие нагрузки, чем фланцы PN10.
PN и пластиковые трубы
В пластиковых трубах номинальное давление указывается по аналогии с металлическими. Однако важно учитывать, что при повышенной температуре (например, при транспортировке горячей воды) допускаемое давление резко уменьшается.
Так, полипропиленовая труба PN20 может работать при температуре 20 °C под давлением 20 бар, но при температуре 70 °C ее допустимое давление может снижаться до 6–8 бар. Это необходимо учитывать при проектировании систем отопления и горячего водоснабжения.
Интересные факты:
- Хотя PN указывается в барах, в некоторых странах все ещё используются фунты на квадратный дюйм (psi), особенно в США.
- PN не определяет реальную прочность изделия, а только устанавливает ориентир для проектирования. Фактическая разрушающая нагрузка может быть в 2–4 раза выше.
- PN применяется не только к трубам, но и ко всей трубопроводной арматуре, включая вентили, задвижки, клапаны и фланцы.
Заключение
Номинальное давление PN — это ключевой параметр при выборе компонентов трубопроводной системы. Оно позволяет гарантировать безопасную и долговечную эксплуатацию труб и арматуры, обеспечивает совместимость элементов между собой и соответствует современным международным стандартам. При проектировании инженерных сетей следует учитывать не только PN, но и влияние температуры, материала труб и рабочей среды на допустимые параметры эксплуатации.
