公称压力、工作压力、设计压力，以及管道压力分级

一、公称压力

公称压力是指管材在二级温度（20℃）时输水的工作压力，若水温在25℃-45℃之间，应按不同的温度下降系数，修正工作压力。

公称压力是为了设计、制造和使用方便，而人为地规定的一种名义压力。这种名义上的压力的单位实际是压强，压力则是中文的俗称，单位是“Pa”而不是“N”。在管道上用“PN”表示，如PN20就是水管在20℃水温下运行50年，可承受的工作压力为20bar（20bar=2Mpa）。

二、工作压力

工作压力是指给水管道正常工作状态下作用在管内壁的最大持续运行压力，不包括水的波动压力。

三、设计压力

设计压力是指给水管道系统作用在管内壁上的最大瞬时压力，一般采用工作压力及残余水锤压力之和。

影响设计压力最重要的影响因素是水管的壁厚，管壁越厚，能承受的最大瞬时压力也就越大。此外，原材料本身的力学性能、不同厂家不同的生产工艺，也会在一定程度上影响水管的承压能力，如果在生产中存在混料不均匀的现象，水管在力学性能上就会存在短板。

备注：水锤压力是指管道系统工作中，由于水的流速突然发生变化，而产生的瞬间波动压力。

四、管道压力分级？

通常情况下，我们的管道系统划分为下面四种等级：低压、中压、高压、超高压。

低压管道：

公称压力不超过2.5MPa，如供水、供气等工业和民用低压液体和气体输送；

中压管道：

公称压力4-6.4MPa，如石油和天然气输送、化工厂流程管道、制冷系统等；

高压管道：

公称压力10-100MPa，如高压石油、天然气输送、高温高压蒸汽管道、化工管道等；

超高压管道：

公称压力超过100MPa，如核电站冷却循环管道、高压试验设备、航天器推进系统等。

由此可知，我们通常讨论的输水管道一般属于低压管道系统，所以一般公称压力不会超过2.5MPa。

小贴士：常用的压力（准确的说是压强）单位有：bar（巴）、Mpa（兆帕）、kgf/cm²（公斤力/厘米²）。

bar（巴）是工程领域的常用单位；Mpa（兆帕）是国际单位；kgf/cm2（公斤力/厘米²）是中国常用来表示压强的单位。三者之间的换算关系是：1 bar = 0.1 Mpa = 1.01971621 kgf/cm²

六、如何选择管材压力等级？

了解了管材的压力概念之后，如何选择管材压力等级呢？除了参考压力概念之外，也要结合实际的情况，具体可以参考以下公式：

选择管材的压力等级=

管线工作压力+约0.3MPa的水锤压力+0.1-0.2MPa的安全余量。

举个例子：某自来水管线工作压力为0.4MPa，应该选择何种压力等级之管材？

a.使用压力=0.4MPa

b.水锤压力=0.3MPa

c.安全系数=0.1-0.2MPa

d.压力等级=0.4+0.3+0.1=0.8MPa

结论：应选择公称压力0.8MPa以上的管材。