Tabla comparativa de presiones nominales: estándares chinos y estadounidenses

Las designaciones PN y Clase que utilizamos comúnmente son métodos para expresar presión; la diferencia radica en las temperaturas de referencia a las que se aplican las presiones que representan. El sistema PN europeo se refiere a la presión a 120°C, mientras que el estándar de clase americano se refiere a la presión a 425,5°C.
En consecuencia, en aplicaciones de ingeniería no se puede simplemente realizar una conversión de presión. Por ejemplo, una válvula Clase 300, cuando se convierte puramente por presión, correspondería a 2,1 MPa; sin embargo, cuando se tiene en cuenta la temperatura de funcionamiento, la presión equivalente aumenta. Según las pruebas de resistencia temperatura-presión realizadas en el material, esto equivale a 5,0 MPa.
Existen dos sistemas de clasificación de válvulas:
Uno de ellos es el sistema ‘presión nominal’, representado por Alemania (y China), que se basa en la presión de trabajo permitida a temperatura ambiente (100°C en China y 120°C en Alemania).
El otro es el ‘sistema temperatura-presión’, tipificado por Estados Unidos, que se basa en la presión de trabajo permitida a una temperatura específica. En el sistema de temperatura-presión de EE. UU., con la excepción de la clase de 150 lb, que utiliza 260°C como referencia, todas las demás clases utilizan 454°C como referencia. Para una válvula de acero al carbono de grado 25 con una potencia nominal de 150 psi (150 psi = 1 MPa), la tensión permitida a 260°C es 1 MPa, mientras que a temperatura ambiente la tensión permitida es significativamente mayor, aproximadamente 2,0 MPa.
Por lo tanto, generalmente se afirma que la presión nominal correspondiente al estándar americano de 150 lb es 2,0 MPa, la de 300 lb es 5,0 MPa, y así sucesivamente.
En consecuencia, no se deben convertir arbitrariamente las clasificaciones de presión nominal y temperatura-presión utilizando fórmulas de conversión de presión. PN es un código numérico relacionado con la presión; es una cifra conveniente y redondeada proporcionada con fines de referencia. PN se aproxima a la resistencia a la presión en MPa a temperatura ambiente y es la presión nominal comúnmente utilizada para válvulas en China. Para válvulas de control con cuerpos de acero al carbono, esto se refiere a la presión de trabajo máxima permitida cuando se usa a temperaturas inferiores a 200°C; para cuerpos de hierro fundido, se refiere a la presión de trabajo máxima permitida cuando se usa a temperaturas inferiores a 120°C; para válvulas de control con cuerpos de acero inoxidable, se refiere a la presión de trabajo máxima permitida cuando se usa a temperaturas inferiores a 250°C. A medida que aumenta la temperatura de trabajo, la resistencia a la presión del cuerpo de la válvula disminuye.
Las válvulas American Standard expresan presión nominal en clasificaciones de clase libra. La clasificación por clase de libra es el resultado del cálculo de la combinación de temperatura y presión para un metal específico, según el estándar ANSI B16.34. La razón principal de la falta de una correspondencia uno a uno entre las clasificaciones de clase libra y la presión nominal es que se basan en diferentes puntos de referencia de temperatura.
Normalmente utilizamos software para los cálculos, pero también es importante saber consultar tablas para determinar la clase de libra. En Japón, los índices de presión se expresan principalmente utilizando el valor K. Para las presiones de gas en China, generalmente utilizamos la unidad de masa ‘kilogramo’ (en lugar de ‘jin’), denotada como kg. La unidad de presión correspondiente es ‘kg/cm²’, donde un kilogramo de presión representa una fuerza de un kilogramo que actúa sobre un centímetro cuadrado.
De manera similar, en otros países, la unidad de presión comúnmente utilizada para los gases es ‘psi’, que significa ‘libras por pulgada cuadrada’ (1 libra/pulgada²). Sin embargo, es más común referirse directamente a la unidad de masa, es decir, la libra (lb), que en la práctica corresponde a la fuerza-libra mencionada anteriormente.
Al convertir todas las unidades al sistema métrico se obtiene lo siguiente: 1 psi = 1 lb/in² ≈ 0,068 bar; 1 bar ≈ 14,5 psi ≈ 0,1 MPa. Los países de Europa y América suelen utilizar psi como unidad. En las clases 600 y 1500, hay dos valores diferentes correspondientes a las normas europeas y americanas: 11 MPa (correspondiente a la clase de 600 libras) es especificado por el sistema europeo, como se establece en la norma ISO 7005-1-1992 Bridas de acero; 10 MPa (correspondiente a la clase de 600 libras) es especificado por el sistema americano, como se establece en ASME B16.5. Por lo tanto, no se puede afirmar categóricamente que la clase de 600 libras corresponda a 11 MPa o 10 MPa, ya que las especificaciones difieren entre los dos sistemas.
Como las bases de temperatura para la presión nominal y las clases de presión difieren, no existe una correspondencia estricta entre ambas. Consulte la siguiente tabla para obtener una correspondencia general entre ambos.

Tabla comparativa de clase de libra y presión nominal