Tlakové nádoby mají široký rozsah použití, velký počet a složité pracovní podmínky a míra poškození způsobená nehodami se liší.Stupeň nebezpečí souvisí s mnoha faktory, jako je návrhový tlak, návrhová teplota, střední nebezpečí, mechanické vlastnosti materiálů, příležitosti použití a způsoby instalace.Čím vyšší je nebezpečí, tím vyšší jsou požadavky na materiály tlakových nádob, konstrukci, výrobu, kontrolu, použití a řízení.Proto je vyžadována rozumná klasifikace tlakových nádob.
1. Mediální nebezpečí
Nebezpečnost média se týká toxicity, hořlavosti, žíravosti, oxidace atd. média, mezi nimiž jsou toxicita a hořlavost hlavními faktory, které ovlivňují klasifikaci tlakových nádob.
(1) Toxicita
Toxicita označuje schopnost chemického jedu způsobit poškození těla a používá se k vyjádření vztahu mezi dávkou jedu a toxickou reakcí.Velikost toxicity se obecně vyjadřuje jako dávka potřebná k tomu, aby chemická látka vyvolala u pokusných zvířat určitou toxickou reakci.Plynný jed, vyjádřený jako koncentrace látky ve vzduchu.Čím nižší je koncentrace požadované dávky, tím větší je toxicita.
Při navrhování tlakových nádob podle maximální povolené koncentrace chemických médií Čína klasifikuje chemická média jako extrémně nebezpečná (Ⅰ
Existují čtyři úrovně: vysoké nebezpečí (úroveňⅡ), střední nebezpečí (úroveňⅢ) a mírné nebezpečí (úroveňⅣ).Takzvaná maximální přípustná koncentrace označuje nejvyšší koncentraci, která je z lékařské úrovně považována za nezávadnou pro lidský organismus, vyjádřená v miligramech toxických látek na metr krychlový vzduchu a jednotkou je mg/m3.Obecná klasifikační kritéria jsou:
Extrémně nebezpečné (třída I) maximální přípustná hmotnostní koncentrace <0,1 mg/m3;
Vysoce nebezpečné (třída II) maximální přípustná hmotnostní koncentrace 0,1~<1,0mg/m3;
Střední nebezpečí (stupeň III) maximální přípustná hmotnostní koncentrace 1,0~<10mg/m3;
Mírné nebezpečí (stupeň IV) Maximální přípustná hmotnostní koncentrace je≥10 mg/m3.
Čím vyšší je toxicita média, tím závažnější je poškození způsobené výbuchem nebo netěsností tlakové nádoby a tím vyšší jsou požadavky na výběr materiálu, výrobu, kontrolu a řízení.Například ocelové desky Q235-B se nesmějí používat k výrobě tlakových nádob s extrémně nebo vysoce nebezpečnými médii;při výrobě nádob obsahujících extrémně nebo vysoce nebezpečná média se desky z uhlíkové oceli a nízkolegované oceli podrobují jeden po druhém ultrazvukovému testování a musí být provedeno celkové tepelné zpracování po svařování a svarové spoje třídy A a B na kontejner by měl být také podroben 100% paprskovému nebo ultrazvukovému testu a test vzduchotěsnosti musí být proveden po kvalifikaci hydraulického testu.
Požadavky na výrobu nádob se střední nebo mírnou toxicitou jsou mnohem nižší.Stupeň toxicity má velký vliv na výběr přírub, což se projevuje především v nominální úrovni tlaku příruby.Pokud je vnitřní médium středně toxické, jmenovitý tlak zvolené příruby potrubí by neměl být menší než 1,0 MPa;vnitřní médium je vysoké nebo extrémní nebezpečí toxicity, jmenovitý tlak zvolené příruby potrubí by neměl být nižší než 1,6 MPa a co nejvíce by měla být použita také příruba pro svařování na tupo s hrdlem.
(2) Hořlavost
Směs hořlavého plynu nebo par a vzduchu není hořlavá ani výbušná v žádném poměru, ale má striktní kvantitativní podíl a mění se v důsledku změn podmínek.Výzkum ukazuje, že pokud obsah hořlavého plynu ve směsi splňuje podmínky úplného spalování, je spalovací reakce nejbouřlivější.Pokud se jeho obsah sníží nebo zvýší, rychlost hoření plamene se sníží, a když je koncentrace nižší nebo vyšší než určitá mezní hodnota, již nebude hořet a explodovat.Koncentrační rozsah, při kterém směs hořlavého plynu nebo par a vzduchu exploduje bezprostředně po střetu se zdrojem ohně nebo určitou detonační energií, se nazývá mez koncentrace výbuchu, nejnižší koncentrace v době výbuchu se nazývá dolní mez výbušnosti a nejvyšší koncentrace se nazývá horní mez výbušnosti.
Mez výbušnosti se obecně vyjadřuje objemovým podílem hořlavého plynu nebo páry ve směsi.Médium se spodní mezí výbušnosti menší než 10 %, nebo rozdíl mezi horní mezí výbušnosti a dolní mezí je větší nebo roven 20 %, obecně označovaná jako hořlavá média, jako je metan, etan, etylen, vodík, propan, butan atd. Mezi hořlavé látky patří hořlavé plyny, kapaliny a pevné látky.Hořlavým médiem obsaženým v tlakové nádobě se rozumí především hořlavý plyn a zkapalněný plyn.
Hořlavá média kladou vyšší požadavky na výběr, konstrukci, výrobu a řízení tlakových nádob.Všechny svary (včetně koutových svarů) hořlavých středotlakých nádob musí mít strukturu plného průniku atd.
2. Klasifikace tlakových nádob
Různé země na světě mají různé metody klasifikace tlakových nádob.Tato část se zaměřuje na klasifikační metody v čínských „Předpisech pro technický dozor nad bezpečností stacionárních tlakových nádob“.
(1) Klasifikace podle úrovně tlaku
Podle druhu tlaku lze tlakové nádoby rozdělit na vnitřní tlakové nádoby a vnější tlakové nádoby.Vnitřní tlakovou nádobu lze podle konstrukčního tlaku (p) rozdělit do čtyř tlakových úrovní, které se dělí takto:
Nízkotlaká (kód L) nádoba 0,1MPa≤p<1,6MPa;
Středotlaká (kód M) nádoba 1,6MPa≤p<10,0 MPa;
Vysokotlaká (kód H) nádoba 10MPa≤p<100 MPa;
Ultravysokotlaká nádoba (kód U) str≥100 MPa.
Ve vnější tlakové nádobě, když je vnitřní tlak nádoby menší než absolutní atmosférický tlak (asi 0,1 MPa), se také nazývá vakuová nádoba.
(2) Klasifikace podle úlohy kontejnerů ve výrobě
Podle funkce tlakové nádoby ve výrobním procesu ji lze rozdělit do čtyř typů: reakční tlaková nádoba, teplosměnná tlaková nádoba, separační tlaková nádoba a skladovací tlaková nádoba.Konkrétní rozdělení je následující.
①Reakční tlaková nádoba (kód R) se používá hlavně k dokončení fyzikální a chemické reakce média, jako je reaktor, reakční kotel, polymerační kotel, autokláv, syntézní věž, autokláv, generátor plynu atd.
②Teplosměnná tlaková nádoba (kód E) se používá především pro kompletaci středotlaké teplosměnné nádoby.Jako jsou plášťové a trubkové kotle na odpadní teplo, výměníky tepla, chladiče, kondenzátory, výparníky, ohřívače atd.
③Separační tlaková nádoba (kód S) se používá hlavně k dokončení tlakové vyrovnávací paměti čištění a separace středních kapalin a plynů.Jako jsou separátory, filtry, sběrače oleje, pufry, sušící věže atd.
④Zásobní tlaková nádoba (kód C, ve které kulový zásobník kód B) se používá hlavně pro skladování a skladování plynu, kapaliny, kapaliny
Tlakové nádoby na plyn a jiná média.Jako jsou zásobníky na kapalný amoniak, zásobníky na zkapalněný ropný plyn atd.
V tlakové nádobě, pokud existují dva nebo více principů procesu současně, by se odrůdy měly rozdělit podle hlavní role v procesu.
(3) Klasifikace podle způsobu instalace
Podle způsobu instalace jej lze rozdělit na pevné tlakové nádoby a mobilní tlakové nádoby.
①Pevná tlaková nádoba označuje tlakovou nádobu s pevným místem instalace a použití a relativně pevnými podmínkami procesu a operátory.Jako jsou horizontální skladovací nádrže, kulové nádrže, věže, reaktory atd. ve výrobní dílně.
②Mobilní tlakovou nádobou se rozumí přepravní zařízení složené z cisteren nebo velkoobjemových plynových lahví a pojezdů nebo rámů, které jsou trvale připojeny, včetně železničních cisteren, automobilových cisteren, dlouhotrubných přívěsů, cisternových kontejnerů a kontejnerů se svazky trubek.Mobilní tlakové nádoby musí brát v úvahu setrvačné síly a stříkání kapaliny během přepravy, takže mají zvláštní požadavky na konstrukci, použití a bezpečnost.
Tlaková nádoba, která má funkci nakládání a vykládání média, je používána pouze v zařízení nebo na poli a neúčastní se železniční, silniční nebo vodní dopravy, není mobilní tlakovou nádobou.
(4) Klasifikace řízením bezpečnostní technologie
Několik výše uvedených klasifikačních metod bere v úvahu pouze určitý konstrukční parametr nebo podmínky použití tlakové nádoby a nemůže komplexně odrážet celkovou úroveň nebezpečí, kterému tlaková nádoba čelí.Například tlaková nádoba, která skladuje hořlavá nebo středně toxická nebo nebezpečnější média, je mnohem nebezpečnější než tlaková nádoba stejné geometrické velikosti, která skladuje mírně toxická nebo nehořlavá média.
Nebezpečnost tlakové nádoby souvisí také se součinem jejího návrhového tlaku p a plného objemu V. Čím větší je hodnota pV, tím větší je energie výbuchu a tím větší je nebezpečí při prasknutí nádoby.Konstrukce, výroba, kontrola, použití a řízení nádoby vyšší požadavky.
Z tohoto důvodu, s ohledem na faktory, jako je konstrukční tlak, objem, střední nebezpečí, úloha nádoby ve výrobě, pevnost materiálu, struktura nádoby a další faktory, rozděluje „Předpisy technického dozoru nad bezpečností tlakových nádob“ tlakové nádoby v příslušném rozsahu na tři kategorie.Tedy první typ tlakové nádoby, druhý typ tlakové nádoby a třetí typ tlakové nádoby.
V procesu používání se zjišťuje, že zaměření této klasifikační metody není výrazné.U multifunkčních tlakových nádob je obtížné definovat, která funkce hraje hlavní roli při výrobě, což snadno vede k nejednotným názorům při zařazování.Současně s pokrokem materiálové vědy a výrobní technologie již nejsou pevnost materiálu, struktura kontejneru atd. hlavními faktory ovlivňujícími úroveň rizika kontejnerů.
S ohledem na výše uvedené problémy, aby byla klasifikace jednoduchá a jedinečná, čínská „Předpisy pro dozor nad bezpečnostní technologií stacionárních tlakových nádob“ klasifikuje tlakové nádoby podle tří faktorů, jako je médium, návrhový tlak a objem, a klasifikuje tlakové nádoby v rámci použitelného rozsahu do kategorie I. Pro tlakové nádoby, tlakové nádoby třídy II a tlakové nádoby třídy III jsou nyní zavedeny klasifikační metody.
①Seskupení média Médium tlakové nádoby je plyn, zkapalněný plyn a kapalina, jejichž maximální pracovní teplota je vyšší nebo rovna jeho standardnímu bodu varu a dělí se do dvou skupin podle stupně toxicity a nebezpečí výbuchu.
ⅰ.První skupina médií: chemická média, výbušná média a zkapalněné plyny, jejichž stupeň nebezpečnosti toxicity je extrémně nebezpečný a vysoce nebezpečný.
ii.Druhá sada médií: média jiná než první sada médií.
Stupeň nebezpečí toxicity a stupeň nebezpečí výbuchu média jsou stanoveny podle dvou norem GBZ230 „Klasifikace stupně nebezpečí expozice jedům při práci“ a HG20660 „Klasifikace nebezpečí toxicity a stupně nebezpečí výbuchu chemického média v tlakových nádobách “.Pokud se tyto dva neshodují, má přednost ten s nejvyšším stupněm nebezpečí (nebezpečný).
②Klasifikace tlakových nádob Klasifikace tlakových nádob by měla nejprve vybrat odpovídající klasifikační diagram podle charakteristik média a poté
Změřte tlak p (jednotka MPa) a objem V (jednotka m3), označte souřadnicové body a určete kategorii nádoby.
i.Pro první skupinu médií je klasifikace tlakových nádob znázorněna na obrázku 1-2.
Když se souřadnicový bod nachází na klasifikační čáře na obrázku 1-2 nebo obrázku 1-3, je klasifikován podle vyšší kategorie;objem je menší než 25 l nebo vnitřní průměr (u nekruhových úseků se jedná o šířku, výšku nebo diagonální čáru, jako je obdélník je maloobjemové tlakové nádoby s diagonální čarou a elipsou jako hlavní osou) menší než 150 mm jsou klasifikovány jako tlakové nádoby třídy I;média neuvedená ve dvou normách GBZ230 a HG20660 se musí komplexně posuzovat podle jejich chemických vlastností, stupně nebezpečnosti a obsahu , Skupina médií je určena konstrukční jednotkou tlakové nádoby.
Vzhledem k rozdílům v hospodářské politice, technické politice, průmyslových základnách a systémech řízení různých zemí se také metody klasifikace tlakových nádob navzájem liší.Při navrhování tlakových nádob pomocí mezinárodních norem nebo pokročilých zahraničních norem by měly být přijaty odpovídající klasifikační metody.
Například směrnice EU 97/23/EC „Směrnice o tlakových zařízeních“ komplexně určuje nebezpečí tlakových zařízení podle faktorů, jako je přípustný pracovní tlak, tlak par při maximální dovolené pracovní teplotě, střední nebezpečí, geometrický objem nebo jmenovitá velikost a použití.Tlaková zařízení se dělí do čtyř kategorií: I, II, III a IV a jsou uvedeny odpovídající materiálové, konstrukční, výrobní a kontrolní požadavky.
Dalším příkladem je japonský JISB8270 „Pressure Vessel (Basic Standard)“ vydaný v roce 1993, který rozděluje tlakové nádoby do tří tříd podle konstrukčního tlaku a nebezpečnosti média: třetí typ tlakové nádoby má nejnižší třídu a rozsah použití je, že návrhová teplota není nižší než 0℃, návrhový tlak je menší než 1 MPa;návrhový tlak druhého typu tlakové nádoby je menší než 30 MPa;a návrhový tlak prvního typu tlakové nádoby by měl být obecně menší než 100 MPa.Pokud však existují speciální požadavky na materiály, výrobu, kontrolu apod., lze do první kategorie nádob zařadit i tlakové nádoby s konstrukčním tlakem vyšším než 100MPa.
Čas odeslání: 19. září 2022