Trykbeholdere har et bredt anvendelsesområde, et stort antal og komplekse arbejdsforhold, og graden af skader forårsaget af ulykker varierer.Graden af fare er relateret til mange faktorer, såsom designtryk, designtemperatur, medium fare, materialers mekaniske egenskaber, anvendelsesmuligheder og installationsmetoder.Jo højere fare, jo højere krav stilles til trykbeholdermaterialer, design, fremstilling, inspektion, brug og styring.Derfor kræves en rimelig klassificering af trykbeholdere.
1. Mediefare
Mediets fare refererer til mediets toksicitet, brandbarhed, ætsningsevne, oxidation osv., blandt hvilke toksicitet og brandbarhed er de vigtigste faktorer, der påvirker klassificeringen af trykbeholdere.
(1) Toksicitet
Toksicitet refererer til en kemisk gifts evne til at forårsage skade på kroppen og bruges til at udtrykke forholdet mellem giftens dosis og den toksiske reaktion.Størrelsen af toksicitet udtrykkes generelt i form af den dosis, der kræves for, at et kemisk stof kan forårsage en vis toksisk reaktion hos forsøgsdyr.Gasformig gift, udtrykt som koncentrationen af stoffet i luften.Jo lavere koncentrationen af den nødvendige dosis er, jo større toksicitet.
Ved design af trykbeholdere klassificerer Kina kemiske medier i henhold til den maksimalt tilladte koncentration af kemiske medier som ekstremt farlige (Ⅰ
Der er fire niveauer: høj fare (niveauⅡ), moderat fare (niveauⅢ), og mild fare (niveauⅣ).Den såkaldte maksimalt tilladte koncentration refererer til den højeste koncentration, der anses for ikke at være skadelig for den menneskelige krop fra det medicinske niveau, udtrykt i milligram giftige stoffer per kubikmeter luft, og enheden er mg/m3.De generelle klassificeringskriterier er:
Ekstremt farlig (Klasse I) maksimal tilladt massekoncentration <0,1mg/m3;
Meget farlig (Klasse II) maksimal tilladt massekoncentration 0,1~<1,0mg/m3;
Moderat fare (grad III) maksimal tilladt massekoncentration 1,0~<10mg/m3;
Mild fare (grad IV) Den maksimalt tilladte massekoncentration er≥10mg/m3.
Jo højere mediets toksicitet er, jo mere alvorlig er skaden forårsaget af eksplosion eller lækage af trykbeholderen, og jo højere krav stilles til materialevalg, fremstilling, inspektion og styring.For eksempel må Q235-B stålplader ikke anvendes til fremstilling af trykbeholdere med ekstremt eller meget farlige medier;ved fremstilling af beholdere, der indeholder ekstremt eller meget farlige medier, skal kulstofstål og lavlegerede stålplader underkastes ultralydsprøver én efter én, og den samlede varmebehandling efter svejsning skal udføres, og klasse A og B svejsede samlinger på beholderen skal også underkastes 100 % stråle- eller ultralydstest, og lufttæthedstesten skal udføres efter den hydrauliske test er kvalificeret.
Kravene til fremstilling af beholdere med moderat eller mild toksicitet er meget lavere.Graden af toksicitet har stor indflydelse på valget af flanger, hvilket hovedsageligt afspejles i flangens nominelle trykniveau.Hvis det indre medium er moderat giftigt, bør det nominelle tryk af den valgte rørflange ikke være mindre end 1,0 MPa;det indre medium er højt eller ekstrem toksicitetsfare, det nominelle tryk af den valgte rørflange bør ikke være mindre end 1,6 MPa, og stødsvejseflangen med hals bør også bruges så meget som muligt.
(2) Antændelighed
Blandingen af brændbar gas eller damp og luft er ikke brændbar eller eksplosiv i nogen forhold, men har et strengt kvantitativt forhold og ændrer sig på grund af ændringer i forhold.Forskningen viser, at når indholdet af brændbar gas i blandingen opfylder betingelserne for fuldstændig forbrænding, er forbrændingsreaktionen den voldsomste.Hvis indholdet falder eller stiger, vil flammens brændhastighed falde, og når koncentrationen er lavere eller højere end en vis grænseværdi, vil den ikke længere brænde og eksplodere.Koncentrationsområdet, hvor en blanding af brændbar gas eller damp og luft vil eksplodere umiddelbart efter at den støder på en brandkilde eller en vis detonationsenergi kaldes eksplosionskoncentrationsgrænsen, den laveste koncentration på eksplosionstidspunktet kaldes den nedre eksplosionsgrænse, og den højeste koncentration kaldes den øvre eksplosionsgrænse.
Eksplosionsgrænsen er generelt udtrykt ved volumenfraktionen af brændbar gas eller damp i blandingen.Mediet med den nedre eksplosionsgrænse på mindre end 10 %, eller forskellen mellem den øvre eksplosionsgrænse og den nedre grænse er større end eller lig med 20 %, generelt benævnt brændbare medier, såsom metan, ethan, ethylen, brint, propan, butan osv. Brandfarlige medier omfatter brandfarlige gasser, væsker og faste stoffer.Det brændbare medium indeholdt i trykbeholderen refererer hovedsageligt til brændbar gas og flydende gas.
Brandfarlige medier stiller højere krav til valg, design, fremstilling og styring af trykbeholdere.Alle svejsninger (inklusive filetsvejsninger) af brændbare mediumtrykbeholdere skal have en fuld penetrationsstruktur osv.
2. Klassificering af trykbeholdere
Forskellige lande i verden har forskellige klassificeringsmetoder for trykbeholdere.Dette afsnit fokuserer på klassificeringsmetoderne i Kinas "Stationary Pressure Vessel Safety Technical Supervision Regulations".
(1) Klassificering efter trykniveau
Afhængigt af typen af tryk kan trykbeholdere opdeles i interne trykbeholdere og eksterne trykbeholdere.Den interne trykbeholder kan opdeles i fire trykniveauer i henhold til designtrykket (p), som er opdelt som følger:
Lavtryks (kode L) beholder 0,1MPa≤p<1,6 MPa;
Medium tryk (kode M) beholder 1,6 MPa≤p<10,0 MPa;
Højtryks (kode H) beholder 10MPa≤p<100 MPa;
Ultrahøjtryksbeholder (kode U) s≥100 MPa.
I den ydre trykbeholder, når beholderens indre tryk er mindre end et absolut atmosfærisk tryk (ca. 0,1 MPa), kaldes det også en vakuumbeholder.
(2) Klassificering efter containernes rolle i produktionen
I henhold til trykbeholderens funktion i produktionsprocessen kan den opdeles i fire typer: reaktionstrykbeholder, varmevekslingstrykbeholder, separationstrykbeholder og lagertrykbeholder.Den specifikke opdeling er som følger.
①Reaktionstrykbeholder (kode R) bruges hovedsageligt til at fuldføre den fysiske og kemiske reaktion af mediet, såsom reaktor, reaktionskedel, polymerisationskedel, autoklave, syntesetårn, autoklave, gasgenerator osv.
②Varmevekslertrykbeholder (kode E) bruges hovedsageligt til at færdiggøre den medium varmevekslertrykbeholder.Såsom skal- og røraffaldsvarmekedler, varmevekslere, kølere, kondensatorer, fordampere, varmelegemer mv.
③Separationstrykbeholder (kode S) bruges hovedsageligt til at færdiggøre trykbalancebufferen af medium væske og gasrensning og adskillelse.Såsom separatorer, filtre, olieopsamlere, buffere, tørretårne mv.
④Lagertrykbeholder (kode C, hvori sfærisk tankkode B) hovedsageligt bruges til at opbevare og indeholde gas, væske, væske
Trykbeholdere til gas og andre medier.Såsom lagertanke for flydende ammoniak, lagertanke til flydende gas osv.
Hvis der i en trykbeholder er to eller flere procesprincipper på samme tid, bør sorterne opdeles efter hovedrollen i processen.
(3) Klassificering efter installationsmetode
Ifølge installationsmetoden kan den opdeles i faste trykbeholdere og mobile trykbeholdere.
①Fast trykbeholder refererer til trykbeholderen med fast installations- og brugssted og relativt faste procesforhold og operatører.Såsom vandrette lagertanke, kugleformede tanke, tårne, reaktorer osv. i produktionsværkstedet.
②Mobilt trykbeholder refererer til transportudstyr, der består af tanke eller store gasflasker og rejseudstyr eller -rammer, der er permanent forbundet, herunder jernbanetankvogne, automobiltankvogne, langrørstrailere, tankcontainere og rørbundtecontainere.Mobile trykbeholdere skal tage hensyn til inertikraft og væskeskylning under transport, så de har særlige krav med hensyn til struktur, brug og sikkerhed.
En trykbeholder, der har funktionen som læsse- og aflæsningsmedie, kun bruges i apparatet eller marken og ikke deltager i jernbane-, vej- eller vandtransport, er ikke en mobil trykbeholder.
(4) Klassificering efter sikkerhedsteknologiledelse
De adskillige klassificeringsmetoder, der er nævnt ovenfor, tager kun hensyn til en bestemt designparameter eller brugstilstand for trykbeholderen og kan ikke udtømmende afspejle det overordnede fareniveau, som trykbeholderen står over for.For eksempel er en trykbeholder, der opbevarer brandbare eller moderat giftige eller mere farlige medier, meget mere farlig end en trykbeholder af samme geometriske størrelse, der opbevarer mildt giftige eller ikke-brandbare medier.
Faren ved trykbeholderen er også relateret til produktet af dets designtryk p og det fulde volumen V. Jo større pV-værdien er, desto større er eksplosionsenergien og desto større er faren, når beholderen brister.Design, fremstilling, inspektion, brug og styring af fartøjet højere krav.
Af denne grund, i betragtning af faktorer som designtryk, volumen, medium fare, beholderens rolle i produktionen, materialestyrke, beholderstruktur og andre faktorer, opdeler "Teknisk tilsynsforskrifter for trykfartøjssikkerhed" trykbeholdere inden for det gældende anvendelsesområde i tre kategorier.Det vil sige den første type trykbeholder, den anden type trykbeholder og den tredje type trykbeholder.
I brugsprocessen viser det sig, at fokus for denne klassificeringsmetode ikke er fremtrædende.For multifunktionelle trykbeholdere er det svært at definere, hvilken funktion der spiller en stor rolle i produktionen, hvilket let fører til inkonsistente meninger ved klassificering.Samtidig er materialestyrke, beholderstruktur osv. med fremskridt inden for materialevidenskab og fremstillingsteknologi ikke længere de vigtigste faktorer, der påvirker beholdernes risikoniveau.
I lyset af ovenstående problemer, for at gøre klassificeringen enkel og unik, klassificerer Kinas "Stationary Pressure Vessel Safety Technology Supervision Regulations" trykbeholdere i henhold til tre faktorer, såsom medium, designtryk og volumen, og klassificerer trykbeholdere inden for gældende anvendelsesområde i kategori I. For trykbeholdere, klasse II trykbeholdere og klasse III trykbeholdere er klassificeringsmetoderne nu introduceret.
①Gruppering af medium Trykbeholderens medium er gas, flydende gas og væske, hvis maksimale arbejdstemperatur er højere end eller lig med standardkogepunktet og er opdelt i to grupper efter graden af toksicitet og eksplosionsrisiko.
ⅰ.Den første gruppe medier: kemiske medier, eksplosive medier og flydende gasser, hvis toksicitetsfaregrad er ekstremt farlig og meget farlig.
ii.Det andet sæt medier: andre medier end det første sæt medier.
Mediets toksicitetsfaregrad og eksplosionsfaregrad bestemmes i henhold til de to standarder i GBZ230 "Klassificering af faregraden for erhvervsmæssig eksponering for giftstoffer" og HG20660 "Klassificering af toksicitetsfaren og eksplosionsfaregraden for kemiske medier under tryk ”.Når de to er inkonsistente, skal den med den højeste grad af fare (farlig) sejre.
②Klassificering af trykbeholdere Klassificeringen af trykbeholdere skal først vælge det tilsvarende klassifikationsdiagram i henhold til mediets egenskaber og derefter
Mål trykket p (enhed MPa) og volumen V (enhed m3), marker koordinatpunkterne, og bestem beholderkategorien.
jeg.For den første gruppe medier er klassificeringen af trykbeholdere vist i figur 1-2.
Når koordinatpunktet er placeret på klassifikationslinjen i figur 1-2 eller figur 1-3, klassificeres det efter den højere kategori;volumenet er mindre end 25L eller den indre diameter (for ikke-cirkulære sektioner refererer det til bredden, højden eller diagonallinjen, såsom rektanglet er Trykbeholdere med lille volumen med en diagonal linje og en ellipse som hovedaksen) mindre end 150 mm er klassificeret som klasse I trykbeholdere;medier, der ikke er specificeret i de to standarder GBZ230 og HG20660, skal overvejes grundigt i henhold til deres kemiske egenskaber, grad af fare og indhold. Mediegruppen bestemmes af trykbeholderens designenhed.
På grund af forskellene i økonomiske politikker, tekniske politikker, industrielle baser og styringssystemer i forskellige lande er klassificeringsmetoderne for trykbeholdere også forskellige fra hinanden.Ved design af trykbeholdere ved brug af internationale standarder eller avancerede udenlandske standarder, bør tilsvarende klassificeringsmetoder anvendes.
For eksempel bestemmer EU 97/23/EC "Trykudstyrsdirektivet" udførligt farerne ved trykbærende udstyr i henhold til faktorer som tilladt arbejdstryk, damptryk ved den maksimalt tilladte arbejdstemperatur, medium fare, geometrisk volumen eller nominel størrelse, og brug.Det trykbærende udstyr er opdelt i fire kategorier: I, II, III og IV, og de tilsvarende krav til materiale, design, fremstilling og inspektion er angivet.
Et andet eksempel er Japans JISB8270 "Pressure Vessel (Basic Standard)" offentliggjort i 1993, som opdeler trykbeholdere i tre kvaliteter i henhold til designtrykket og mediets fare: den tredje type trykbeholder har den laveste kvalitet og omfanget anvendelse er, at designtemperaturen ikke er lavere end 0℃, designtrykket er mindre end 1 MPa;designtrykket for den anden type trykbeholder er mindre end 30 MPa;og designtrykket af den første type trykbeholder bør generelt være mindre end 100 MPa.Men hvis der er særlige krav til materialer, fremstilling, inspektion etc., kan trykbeholdere med et designtryk højere end 100MPa også klassificeres i den første kategori af beholdere.
Indlægstid: 19. september 2022