Els recipients a pressió tenen un ampli ventall d'ús, un gran nombre i unes condicions de treball complexes, i el grau de dany causat pels accidents varia.El grau de perill està relacionat amb molts factors, com ara la pressió de disseny, la temperatura de disseny, el perill mitjà, les propietats mecàniques dels materials, les ocasions d'ús i els mètodes d'instal·lació.Com més gran sigui el perill, més alts són els requisits per als materials dels recipients a pressió, el disseny, la fabricació, la inspecció, l'ús i la gestió.Per tant, cal una classificació raonable dels recipients a pressió.
1. Risc mediàtic
La perillositat del medi fa referència a la toxicitat, inflamabilitat, corrosivitat, oxidació, etc. del medi, entre els quals la toxicitat i la inflamabilitat són els principals factors que afecten la classificació dels recipients a pressió.
(1) Toxicitat
La toxicitat es refereix a la capacitat d'un verí químic per causar danys al cos, i s'utilitza per expressar la relació entre la dosi del verí i la resposta tòxica.La mida de la toxicitat s'expressa generalment en termes de la dosi necessària perquè una substància química provoqui una determinada reacció tòxica en animals d'experimentació.Verí gasós, expressat com la concentració de la substància a l'aire.Com més baixa sigui la concentració de la dosi requerida, més gran serà la toxicitat.
Quan es dissenyen recipients a pressió, segons la concentració màxima permesa de mitjans químics, la Xina classifica els mitjans químics com a extremadament perillosos (Ⅰ
Hi ha quatre nivells: risc alt (nivellⅡ), risc moderat (nivellⅢ), i perill lleu (nivellⅣ).L'anomenada concentració màxima permesa fa referència a la concentració més alta que es considera no perjudicial per al cos humà des del nivell mèdic, expressada en mil·ligrams de substàncies tòxiques per metre cúbic d'aire, i la unitat és mg/m3.Els criteris generals de classificació són:
Extremadament perillós (Classe I) concentració de massa màxima permesa <0,1 mg/m3;
Concentració màxima de massa permesa altament perillosa (Classe II) 0,1 ~ <1,0 mg/m3;
Perill moderat (grau III) concentració de massa màxima permesa 1,0 ~ <10 mg/m3;
Risc lleu (grau IV) La concentració de massa màxima permesa és≥10 mg/m3.
Com més gran sigui la toxicitat del medi, més greu serà el dany causat per l'explosió o la fuita del recipient a pressió, i més alts són els requisits per a la selecció, fabricació, inspecció i gestió del material.Per exemple, les plaques d'acer Q235-B no s'han d'utilitzar per fabricar recipients a pressió amb mitjans extremadament o molt perillosos;Quan es fabriquen contenidors que contenen mitjans extremadament o altament perillosos, les plaques d'acer al carboni i d'acer de baix aliatge s'han de sotmetre a proves d'ultrasons una per una i s'ha de dur a terme el tractament tèrmic general posterior a la soldadura i les juntes soldades de classe A i B l'envàs també s'ha de sotmetre a proves de raigs o d'ultrasons al 100%, i la prova d'estanquitat a l'aire s'ha de dur a terme un cop qualificada la prova hidràulica.
Els requisits per a la fabricació d'envasos amb toxicitat moderada o lleu són molt inferiors.El grau de toxicitat té una gran influència en la selecció de brides, que es reflecteix principalment en el nivell de pressió nominal de la brida.Si el medi intern és moderadament tòxic, la pressió nominal de la brida de la canonada seleccionada no ha de ser inferior a 1,0 MPa;el medi intern és alt o perills de toxicitat extrems, la pressió nominal de la brida de la canonada seleccionada no ha de ser inferior a 1,6 MPa i també s'ha d'utilitzar la brida de soldadura a tope amb coll tant com sigui possible.
(2) Inflamabilitat
La barreja de gas o vapor combustible i aire no és combustible ni explosiva en cap proporció, però té una proporció quantitativa estricta i canvia a causa dels canvis de condicions.La investigació mostra que quan el contingut de gas combustible de la mescla compleix les condicions de combustió completa, la reacció de combustió és la més violenta.Si el seu contingut disminueix o augmenta, la velocitat de combustió de la flama disminuirà, i quan la concentració sigui inferior o superior a un determinat valor límit, ja no es cremarà ni explotarà.El rang de concentració en què una barreja de gas o vapor combustible i aire explotarà immediatament en trobar-se amb una font d'incendi o una determinada energia de detonació s'anomena límit de concentració d'explosió, la concentració més baixa en el moment de l'explosió s'anomena límit d'explosió inferior i la concentració més alta s'anomena límit superior d'explosió.
El límit d'explosió s'expressa generalment per la fracció de volum de gas o vapor inflamable a la mescla.El medi amb el límit d'explosió inferior inferior al 10%, o la diferència entre el límit superior d'explosió i el límit inferior és superior o igual al 20%, generalment conegut com a mitjans inflamables, com metà, etan, etilè, hidrogen, propà, butà, etc. Els mitjans inflamables inclouen gasos, líquids i sòlids inflamables.El medi inflamable contingut en el recipient a pressió es refereix principalment a gas inflamable i gas liquat.
Els mitjans inflamables presenten requisits més alts en la selecció, disseny, fabricació i gestió dels recipients a pressió.Totes les soldadures (incloses les soldadures de filet) dels recipients de pressió mitjana inflamables han d'adoptar una estructura de penetració completa, etc.
2. Classificació dels recipients a pressió
Els diferents països del món tenen diferents mètodes de classificació per als recipients a pressió.Aquesta secció se centra en els mètodes de classificació de les "Normes de supervisió tècnica de seguretat de recipients a pressió estacionaris" de la Xina.
(1) Classificació per nivell de pressió
Segons el tipus de pressió, els recipients a pressió es poden dividir en recipients a pressió interns i recipients a pressió externs.El recipient de pressió intern es pot dividir en quatre nivells de pressió segons la pressió de disseny (p), que es divideixen de la següent manera:
Contenidor de baixa pressió (codi L) 0,1 MPa≤p<1,6MPa;
Envàs de mitjana pressió (codi M) 1,6 MPa≤p<10.0MPa;
Contenidor d'alta pressió (codi H) 10MPa≤p<100MPa;
Contenidor d'ultra alta pressió (codi U) pàg≥100MPa.
Al recipient de pressió externa, quan la pressió interna del recipient és inferior a la pressió atmosfèrica absoluta (uns 0,1 MPa), també s'anomena recipient al buit.
(2) Classificació segons el paper dels envasos en la producció
Segons la funció del recipient a pressió en el procés de producció, es pot dividir en quatre tipus: recipient a pressió de reacció, recipient a pressió d'intercanvi de calor, recipient a pressió de separació i recipient a pressió d'emmagatzematge.La divisió específica és la següent.
①El recipient a pressió de reacció (codi R) s'utilitza principalment per completar la reacció física i química del medi, com ara el reactor, la bullidora de reacció, la bullidora de polimerització, l'autoclau, la torre de síntesi, l'autoclau, el generador de gas, etc.
②El recipient de pressió d'intercanvi de calor (codi E) s'utilitza principalment per completar el recipient de pressió d'intercanvi de calor mitjà.Com ara calderes de calor residual de closca i tub, intercanviadors de calor, refrigeradors, condensadors, evaporadors, escalfadors, etc.
③El recipient a pressió de separació (codi S) s'utilitza principalment per completar el tampó d'equilibri de pressió de la purificació i separació de fluids i gasos mitjans.Com ara separadors, filtres, col·lectors d'oli, amortidors, torres d'assecat, etc.
④El recipient a pressió d'emmagatzematge (codi C, en el qual el codi del tanc esfèric B) s'utilitza principalment per emmagatzemar i contenir gas, líquid, líquid
Recipients a pressió per a gas i altres mitjans.Com ara dipòsits d'emmagatzematge d'amoníac líquid, dipòsits d'emmagatzematge de gas de petroli liquat, etc.
En un recipient a pressió, si hi ha dos o més principis de procés al mateix temps, les varietats s'han de dividir segons el paper principal en el procés.
(3) Classificació per mètode d'instal·lació
Segons el mètode d'instal·lació, es pot dividir en recipients a pressió fixos i recipients a pressió mòbils.
①El recipient a pressió fix es refereix al recipient a pressió amb un lloc d'instal·lació i ús fix i condicions de procés i operadors relativament fixos.Com ara dipòsits d'emmagatzematge horitzontals, dipòsits esfèrics, torres, reactors, etc. al taller de producció.
②El recipient a pressió mòbil es refereix a l'equip de transport format per dipòsits o cilindres de gas de gran volum i equips de viatge o marcs connectats de manera permanent, inclosos els vagons cisterna de ferrocarril, els vagons cisterna d'automòbils, els remolcs de tubs llargs, els contenidors cisterna i els contenidors de tubs.Els recipients a pressió mòbils han de tenir en compte la força inercial i el llamp de líquids durant el transport, de manera que tenen requisits especials en termes d'estructura, ús i seguretat.
Un recipient a pressió que té la funció de càrrega i descàrrega de medi, només s'utilitza en el dispositiu o camp, i no participa en el transport ferroviari, per carretera o per aigua no és un recipient a pressió mòbil.
(4) Classificació per gestió de tecnologia de seguretat
Els diversos mètodes de classificació esmentats anteriorment només tenen en compte un determinat paràmetre de disseny o una condició d'ús del recipient a pressió i no poden reflectir de manera exhaustiva el nivell de perill global al qual s'enfronta el recipient a pressió.Per exemple, un recipient a pressió que emmagatzema mitjans inflamables o moderadament tòxics o més perillosos és molt més perillós que un recipient a pressió de la mateixa mida geomètrica que emmagatzema mitjans lleugerament tòxics o no inflamables.
El perill del recipient a pressió també està relacionat amb el producte de la seva pressió de disseny p i el volum complet V. Com més gran sigui el valor pV, més gran serà l'energia d'explosió i més gran serà el perill quan el recipient es trenca.El disseny, la fabricació, la inspecció, l'ús i la gestió de l'embarcació de requisits superiors.
Per aquest motiu, tenint en compte factors com la pressió de disseny, el volum, el perill mitjà, el paper del recipient en la producció, la resistència del material, l'estructura del recipient i altres factors, el "Reglament de supervisió tècnica de seguretat dels recipients a pressió" divideix els recipients a pressió dins de l'àmbit aplicable en tres categories.És a dir, el primer tipus de recipient a pressió, el segon tipus de recipient a pressió i el tercer tipus de recipient a pressió.
En el procés d'ús, es troba que el focus d'aquest mètode de classificació no és destacat.Per als recipients a pressió multifuncionals, és difícil definir quina funció té un paper important en la producció, cosa que condueix fàcilment a opinions inconsistents a l'hora de classificar.Al mateix temps, amb l'avenç de la ciència dels materials i la tecnologia de fabricació, la resistència del material, l'estructura del contenidor, etc., ja no són els principals factors que afecten el nivell de risc dels contenidors.
Tenint en compte els problemes anteriors, per tal de fer la classificació senzilla i única, la "Normativa de supervisió de tecnologia de seguretat de recipients a pressió estacionari" de la Xina classifica els recipients a pressió segons tres factors, com ara el mitjà, la pressió de disseny i el volum, i classifica els recipients a pressió dins del abast aplicable a la Categoria I. Per als recipients a pressió, els recipients a pressió de classe II i els recipients a pressió de classe III, ara s'introdueixen els mètodes de classificació.
①Agrupació del medi El medi del recipient a pressió és el gas, el gas liquat i el líquid la temperatura màxima de treball del qual és superior o igual al seu punt d'ebullició estàndard, i es divideix en dos grups segons el grau de toxicitat i el risc d'explosió.
ⅰ.El primer grup de mitjans: medis químics, medis explosius i gasos liquats el grau de toxicitat dels quals és extremadament perillós i altament perillós.
ii.El segon conjunt de suports: mitjans diferents del primer conjunt de mitjans.
El grau de perill de toxicitat i el grau de perill d'explosió del medi es determinen segons els dos estàndards de GBZ230 "Classificació del grau de perill d'exposició laboral als verins" i HG20660 "Classificació del risc de toxicitat i grau d'explosió del medi químic en recipients a pressió". ”.Quan els dos siguin inconsistents, prevaldrà el que tingui el major grau de perillositat (perillosa).
②Classificació dels recipients a pressió La classificació dels recipients a pressió ha de seleccionar primer el diagrama de classificació corresponent segons les característiques del medi i després
Mesureu la pressió p (unitat MPa) i el volum V (unitat m3), marqueu els punts de coordenades i determineu la categoria del recipient.
i.Per al primer grup de mitjans, la classificació dels recipients a pressió es mostra a la figura 1-2.
Quan el punt de coordenades es troba a la línia de classificació de la figura 1-2 o de la figura 1-3, es classifica segons la categoria superior;el volum és inferior a 25L o el diàmetre interior (per a seccions no circulars, es refereix a l'amplada, l'alçada o la línia diagonal, com ara el rectangle és recipients a pressió de petit volum amb una línia diagonal i una el·lipse com a eix principal) inferiors a 150 mm es classifiquen com a recipients a pressió de classe I;Els mitjans no especificats a les dues normes GBZ230 i HG20660 s'han de considerar exhaustivament segons les seves propietats químiques, grau de perill i contingut, el grup mitjà està determinat per la unitat de disseny del recipient a pressió.
A causa de les diferències de polítiques econòmiques, polítiques tècniques, bases industrials i sistemes de gestió de diversos països, els mètodes de classificació dels recipients a pressió també són diferents entre si.Quan es dissenyen recipients a pressió amb estàndards internacionals o estàndards estrangers avançats, s'han d'adoptar els mètodes de classificació corresponents.
Per exemple, la "Directiva d'equips a pressió" de la UE 97/23/CE determina exhaustivament els perills dels equips a pressió segons factors com ara la pressió de treball admissible, la pressió de vapor a la temperatura de treball màxima permesa, el risc mitjà, el volum geomètric o la mida nominal, i utilitzar.Els equips de pressió es divideixen en quatre categories: I, II, III i IV, i es donen els requisits de material, disseny, fabricació i inspecció corresponents.
Un altre exemple és el "Recipient a pressió (estàndard bàsic)" del Japó JISB8270, promulgat el 1993, que divideix els recipients a pressió en tres graus segons la pressió de disseny i el perill del medi: el tercer tipus de recipient a pressió té el grau més baix i l'abast. L'aplicació és que la temperatura de disseny no sigui inferior a 0℃, la pressió de disseny és inferior a 1MPa;la pressió de disseny del segon tipus de recipient a pressió és inferior a 30 MPa;i la pressió de disseny del primer tipus de recipient a pressió generalment hauria de ser inferior a 100 MPa.Tanmateix, si hi ha requisits especials per a materials, fabricació, inspecció, etc., els recipients a pressió amb una pressió de disseny superior a 100 MPa també es poden classificar en la primera categoria de recipients.
Hora de publicació: 19-set-2022