Τα δοχεία πίεσης έχουν ευρύ φάσμα χρήσης, μεγάλο αριθμό και περίπλοκες συνθήκες εργασίας και ο βαθμός βλάβης που προκαλείται από ατυχήματα ποικίλλει.Ο βαθμός επικινδυνότητας σχετίζεται με πολλούς παράγοντες, όπως η πίεση σχεδιασμού, η θερμοκρασία σχεδιασμού, ο μέσος κίνδυνος, οι μηχανικές ιδιότητες των υλικών, οι περιπτώσεις χρήσης και οι μέθοδοι εγκατάστασης.Όσο μεγαλύτερος είναι ο κίνδυνος, τόσο υψηλότερες είναι οι απαιτήσεις για υλικά δοχείων πίεσης, σχεδιασμό, κατασκευή, επιθεώρηση, χρήση και διαχείριση.Επομένως, απαιτείται μια λογική ταξινόμηση των δοχείων πίεσης.
1. Κίνδυνος μέσων
Ο κίνδυνος του μέσου αναφέρεται στην τοξικότητα, την ευφλεκτότητα, τη διαβρωτικότητα, την οξείδωση κ.λπ. του μέσου, μεταξύ των οποίων η τοξικότητα και η ευφλεκτότητα είναι οι κύριοι παράγοντες που επηρεάζουν την ταξινόμηση των δοχείων πίεσης.
(1) Τοξικότητα
Η τοξικότητα αναφέρεται στην ικανότητα ενός χημικού δηλητηρίου να προκαλεί βλάβη στο σώμα και χρησιμοποιείται για να εκφράσει τη σχέση μεταξύ της δόσης του δηλητηρίου και της τοξικής απόκρισης.Το μέγεθος της τοξικότητας εκφράζεται γενικά ως προς τη δόση που απαιτείται για να προκαλέσει μια χημική ουσία μια ορισμένη τοξική αντίδραση σε πειραματόζωα.Αέριο δηλητήριο, που εκφράζεται ως η συγκέντρωση της ουσίας στον αέρα.Όσο μικρότερη είναι η συγκέντρωση της απαιτούμενης δόσης, τόσο μεγαλύτερη είναι η τοξικότητα.
Κατά το σχεδιασμό δοχείων πίεσης, σύμφωνα με τη μέγιστη επιτρεπόμενη συγκέντρωση χημικών μέσων, η Κίνα ταξινομεί τα χημικά μέσα ως εξαιρετικά επικίνδυνα (Ⅰ
Υπάρχουν τέσσερα επίπεδα: υψηλός κίνδυνος (επίπεδοⅡ), μέτριου κινδύνου (επίπεδοⅢ), και ήπιου κινδύνου (επίπεδοⅣ).Η λεγόμενη μέγιστη επιτρεπόμενη συγκέντρωση αναφέρεται στην υψηλότερη συγκέντρωση που θεωρείται ότι δεν είναι επιβλαβής για τον ανθρώπινο οργανισμό από ιατρικό επίπεδο, εκφρασμένη σε χιλιοστόγραμμα τοξικών ουσιών ανά κυβικό μέτρο αέρα και η μονάδα είναι mg/m3.Τα γενικά κριτήρια ταξινόμησης είναι:
Εξαιρετικά επικίνδυνη (Κλάση I) μέγιστη επιτρεπόμενη συγκέντρωση μάζας <0,1 mg/m3.
Εξαιρετικά επικίνδυνο (Κλάση II) μέγιστη επιτρεπόμενη συγκέντρωση μάζας 0,1~<1,0mg/m3;
Μέτριας επικινδυνότητας (βαθμός III) μέγιστη επιτρεπόμενη συγκέντρωση μάζας 1,0~<10mg/m3;
Ήπιος κίνδυνος (βαθμός IV) Η μέγιστη επιτρεπόμενη συγκέντρωση μάζας είναι≥10 mg/m3.
Όσο μεγαλύτερη είναι η τοξικότητα του μέσου, τόσο πιο σοβαρή είναι η βλάβη που προκαλείται από την έκρηξη ή τη διαρροή του δοχείου πίεσης και τόσο υψηλότερες είναι οι απαιτήσεις για την επιλογή, την κατασκευή, την επιθεώρηση και τη διαχείριση υλικού.Για παράδειγμα, οι χαλύβδινες πλάκες Q235-B δεν πρέπει να χρησιμοποιούνται για την κατασκευή δοχείων πίεσης με εξαιρετικά ή άκρως επικίνδυνα μέσα.όταν κατασκευάζονται δοχεία που περιέχουν εξαιρετικά ή άκρως επικίνδυνα μέσα, ανθρακούχο χάλυβα και πλάκες χάλυβα χαμηλής κραματοποίησης θα υποβάλλονται σε δοκιμή υπερήχων μία προς μία και πρέπει να εκτελείται η συνολική θερμική επεξεργασία μετά τη συγκόλληση και οι συγκολλημένες ενώσεις Κατηγορίας Α και Β σε το δοχείο θα πρέπει επίσης να υποβληθεί σε δοκιμή 100% ακτίνων ή υπερήχων και η δοκιμή αεροστεγανότητας πρέπει να πραγματοποιηθεί αφού πιστοποιηθεί η υδραυλική δοκιμή.
Οι απαιτήσεις για την κατασκευή δοχείων με μέτρια ή ήπια τοξικότητα είναι πολύ χαμηλότερες.Ο βαθμός τοξικότητας έχει μεγάλη επίδραση στην επιλογή των φλαντζών, η οποία αντανακλάται κυρίως στο επίπεδο ονομαστικής πίεσης της φλάντζας.Εάν το εσωτερικό μέσο είναι μέτρια τοξικό, η ονομαστική πίεση της επιλεγμένης φλάντζας σωλήνα δεν πρέπει να είναι μικρότερη από 1,0 MPa.το εσωτερικό μέσο είναι υψηλό ή ακραίοι κίνδυνοι τοξικότητας, η ονομαστική πίεση της επιλεγμένης φλάντζας σωλήνα δεν πρέπει να είναι μικρότερη από 1,6 MPa και η φλάντζα συγκόλλησης με το λαιμό θα πρέπει επίσης να χρησιμοποιείται όσο το δυνατόν περισσότερο.
(2) Ευφλεκτότητα
Το μείγμα καύσιμου αερίου ή ατμού και αέρα δεν είναι εύφλεκτο ή εκρηκτικό σε καμία αναλογία, αλλά έχει αυστηρή ποσοτική αναλογία και μεταβάλλεται λόγω μεταβολών των συνθηκών.Η έρευνα δείχνει ότι όταν η περιεκτικότητα του μείγματος σε εύφλεκτο αέριο πληροί τις συνθήκες πλήρους καύσης, η αντίδραση της καύσης είναι η πιο βίαιη.Εάν η περιεκτικότητά του μειωθεί ή αυξηθεί, η ταχύτητα καύσης της φλόγας θα μειωθεί και όταν η συγκέντρωση είναι χαμηλότερη ή μεγαλύτερη από μια ορισμένη οριακή τιμή, δεν θα καίει και θα εκραγεί πλέον.Το εύρος συγκέντρωσης στο οποίο ένα μείγμα εύφλεκτου αερίου ή ατμού και αέρα θα εκραγεί αμέσως μόλις συναντήσει μια πηγή πυρκαγιάς ή μια συγκεκριμένη ενέργεια έκρηξης ονομάζεται όριο συγκέντρωσης έκρηξης, η χαμηλότερη συγκέντρωση τη στιγμή της έκρηξης ονομάζεται κατώτερο όριο έκρηξης και η υψηλότερη συγκέντρωση ονομάζεται ανώτερο όριο έκρηξης.
Το όριο έκρηξης εκφράζεται γενικά από το κλάσμα όγκου του εύφλεκτου αερίου ή ατμού στο μείγμα.Το μέσο με το κατώτερο όριο έκρηξης μικρότερο από 10%, ή η διαφορά μεταξύ του ανώτερου ορίου έκρηξης και του κατώτερου ορίου είναι μεγαλύτερη ή ίση με 20%, που γενικά αναφέρεται ως εύφλεκτα μέσα, όπως μεθάνιο, αιθάνιο, αιθυλένιο, υδρογόνο, προπάνιο, βουτάνιο κ.λπ. Τα εύφλεκτα μέσα περιλαμβάνουν εύφλεκτα αέρια, υγρά και στερεά.Το εύφλεκτο μέσο που περιέχεται στο δοχείο πίεσης αναφέρεται κυρίως σε εύφλεκτο αέριο και υγροποιημένο αέριο.
Τα εύφλεκτα μέσα θέτουν υψηλότερες απαιτήσεις για την επιλογή, το σχεδιασμό, την κατασκευή και τη διαχείριση δοχείων πίεσης.Όλες οι συγκολλήσεις (συμπεριλαμβανομένων των συγκολλήσεων φιλέτου) εύφλεκτων δοχείων μέσης πίεσης πρέπει να έχουν δομή πλήρους διείσδυσης κ.λπ.
2. Ταξινόμηση δοχείων πίεσης
Διαφορετικές χώρες στον κόσμο έχουν διαφορετικές μεθόδους ταξινόμησης για δοχεία πίεσης.Αυτή η ενότητα εστιάζει στις μεθόδους ταξινόμησης στους «Κανονισμούς Τεχνικής Εποπτείας Ασφάλειας Δοχείων Σταθερής Πίεσης» της Κίνας.
(1) Ταξινόμηση ανά επίπεδο πίεσης
Ανάλογα με τον τύπο της πίεσης, τα δοχεία πίεσης μπορούν να χωριστούν σε δοχεία εσωτερικής πίεσης και εξωτερικά δοχεία πίεσης.Το εσωτερικό δοχείο πίεσης μπορεί να χωριστεί σε τέσσερα επίπεδα πίεσης σύμφωνα με την πίεση σχεδιασμού (p), τα οποία χωρίζονται ως εξής:
Δοχείο χαμηλής πίεσης (κωδικός L) 0,1MPa≤p<1,6MPa;
Δοχείο μέσης πίεσης (κωδικός M) 1,6MPa≤p<10,0 MPa;
Δοχείο υψηλής πίεσης (κωδικός H) 10MPa≤p<100MPa;
Δοχείο εξαιρετικά υψηλής πίεσης (κωδικός U) σελ≥100 MPa.
Στο εξωτερικό δοχείο πίεσης, όταν η εσωτερική πίεση του δοχείου είναι μικρότερη από μια απόλυτη ατμοσφαιρική πίεση (περίπου 0,1 MPa), ονομάζεται επίσης δοχείο κενού.
(2) Ταξινόμηση ανάλογα με το ρόλο των εμπορευματοκιβωτίων στην παραγωγή
Σύμφωνα με τη λειτουργία του δοχείου πίεσης στη διαδικασία παραγωγής, μπορεί να χωριστεί σε τέσσερις τύπους: δοχείο πίεσης αντίδρασης, δοχείο πίεσης ανταλλαγής θερμότητας, δοχείο πίεσης διαχωρισμού και δοχείο πίεσης αποθήκευσης.Η συγκεκριμένη διαίρεση έχει ως εξής.
①Το δοχείο πίεσης αντίδρασης (κωδικός R) χρησιμοποιείται κυρίως για την ολοκλήρωση της φυσικής και χημικής αντίδρασης του μέσου, όπως αντιδραστήρας, βραστήρας αντίδρασης, βραστήρας πολυμερισμού, αυτόκλειστο, πύργος σύνθεσης, αυτόκλειστο, γεννήτρια αερίου κ.λπ.
②Το δοχείο πίεσης ανταλλαγής θερμότητας (κωδικός Ε) χρησιμοποιείται κυρίως για την ολοκλήρωση του δοχείου μέσης πίεσης ανταλλαγής θερμότητας.Όπως λέβητες θερμότητας απορριμμάτων κελύφους και σωλήνων, εναλλάκτες θερμότητας, ψύκτες, συμπυκνωτές, εξατμιστές, θερμαντήρες κ.λπ.
③Το δοχείο πίεσης διαχωρισμού (κωδικός S) χρησιμοποιείται κυρίως για την ολοκλήρωση του ρυθμιστικού ισοζυγίου πίεσης του μέσου καθαρισμού και διαχωρισμού υγρών και αερίων.Όπως διαχωριστές, φίλτρα, συλλέκτες λαδιού, προσκρουστήρες, πύργοι ξήρανσης κ.λπ.
④Δοχείο πίεσης αποθήκευσης (κωδικός C, στο οποίο η σφαιρική δεξαμενή κωδικός B) χρησιμοποιείται κυρίως για την αποθήκευση και τη συγκράτηση αερίου, υγρού, υγρού
Δοχεία πίεσης για αέριο και άλλα μέσα.Όπως δεξαμενές αποθήκευσης υγρής αμμωνίας, δεξαμενές αποθήκευσης υγραερίου κ.λπ.
Σε ένα δοχείο πίεσης, εάν υπάρχουν δύο ή περισσότερες αρχές διεργασίας ταυτόχρονα, οι ποικιλίες θα πρέπει να χωριστούν ανάλογα με τον κύριο ρόλο στη διαδικασία.
(3) Ταξινόμηση κατά μέθοδο εγκατάστασης
Σύμφωνα με τη μέθοδο εγκατάστασης, μπορεί να χωριστεί σε σταθερά δοχεία πίεσης και κινητά δοχεία πίεσης.
①Το δοχείο σταθερής πίεσης αναφέρεται στο δοχείο πίεσης με σταθερό χώρο εγκατάστασης και χρήσης, και σχετικά σταθερές συνθήκες και χειριστές διεργασίας.Όπως οριζόντιες δεξαμενές αποθήκευσης, σφαιρικές δεξαμενές, πύργοι, αντιδραστήρες κ.λπ. στο εργαστήριο παραγωγής.
②Το κινητό δοχείο πίεσης αναφέρεται στον εξοπλισμό μεταφοράς που αποτελείται από δεξαμενές ή κυλίνδρους αερίου μεγάλου όγκου και εργαλεία κίνησης ή πλαίσια που είναι μόνιμα συνδεδεμένα, συμπεριλαμβανομένων των σιδηροδρομικών βυτιοφόρων, των βυτιοφόρων αυτοκινήτων, των τρέιλερ μακριών σωλήνων, των εμπορευματοκιβωτίων δεξαμενών και των εμπορευματοκιβωτίων με σωλήνες.Τα κινητά δοχεία πίεσης πρέπει να λάβουν υπόψη την αδρανειακή δύναμη και την εκκένωση υγρού κατά τη μεταφορά, επομένως έχουν ειδικές απαιτήσεις όσον αφορά τη δομή, τη χρήση και την ασφάλεια.
Ένα δοχείο πίεσης που έχει τη λειτουργία του μέσου φόρτωσης και εκφόρτωσης, χρησιμοποιείται μόνο στη συσκευή ή στον αγρό και δεν συμμετέχει στη σιδηροδρομική, οδική ή υδάτινη μεταφορά δεν είναι κινητό δοχείο πίεσης.
(4) Ταξινόμηση ανά διαχείριση τεχνολογίας ασφαλείας
Οι διάφορες μέθοδοι ταξινόμησης που αναφέρονται παραπάνω λαμβάνουν υπόψη μόνο μια συγκεκριμένη παράμετρο σχεδιασμού ή κατάσταση χρήσης του δοχείου πίεσης και δεν μπορούν να αντικατοπτρίζουν πλήρως το συνολικό επίπεδο κινδύνου που αντιμετωπίζει το δοχείο πίεσης.Για παράδειγμα, ένα δοχείο πίεσης που αποθηκεύει εύφλεκτα ή μετρίως τοξικά ή πιο επικίνδυνα μέσα είναι πολύ πιο επικίνδυνο από ένα δοχείο πίεσης του ίδιου γεωμετρικού μεγέθους που αποθηκεύει ήπια τοξικά ή μη εύφλεκτα μέσα.
Ο κίνδυνος του δοχείου πίεσης σχετίζεται επίσης με το γινόμενο της πίεσης σχεδιασμού p και του πλήρους όγκου V. Όσο μεγαλύτερη είναι η τιμή pV, τόσο μεγαλύτερη είναι η ενέργεια έκρηξης και τόσο μεγαλύτερος ο κίνδυνος όταν το δοχείο σπάσει.Ο σχεδιασμός, η κατασκευή, η επιθεώρηση, η χρήση και η διαχείριση του σκάφους υψηλότερες απαιτήσεις.
Για το λόγο αυτό, λαμβάνοντας υπόψη παράγοντες όπως η πίεση σχεδιασμού, ο όγκος, ο μεσαίος κίνδυνος, ο ρόλος του δοχείου στην παραγωγή, η αντοχή του υλικού, η δομή του δοχείου και άλλοι παράγοντες, οι «Κανονισμοί Τεχνικής Εποπτείας Ασφάλειας Δεξαμενών Πίεσης» χωρίζουν τα δοχεία πίεσης εντός του ισχύοντος πεδίου τρεις κατηγορίες.Δηλαδή ο πρώτος τύπος δοχείου πίεσης, ο δεύτερος τύπος δοχείου πίεσης και ο τρίτος τύπος δοχείου πίεσης.
Κατά τη διαδικασία χρήσης, διαπιστώθηκε ότι το επίκεντρο αυτής της μεθόδου ταξινόμησης δεν είναι εμφανές.Για πολυλειτουργικά δοχεία πίεσης, είναι δύσκολο να καθοριστεί ποια λειτουργία παίζει σημαντικό ρόλο στην παραγωγή, γεγονός που οδηγεί εύκολα σε ασυνεπείς απόψεις κατά την ταξινόμηση.Ταυτόχρονα, με την πρόοδο της επιστήμης των υλικών και της τεχνολογίας κατασκευής, η αντοχή του υλικού, η δομή των εμπορευματοκιβωτίων κ.λπ. δεν είναι πλέον οι κύριοι παράγοντες που επηρεάζουν το επίπεδο κινδύνου των εμπορευματοκιβωτίων.
Λαμβάνοντας υπόψη τα παραπάνω προβλήματα, προκειμένου να καταστεί η ταξινόμηση απλή και μοναδική, οι «Κανονισμοί Εποπτείας Τεχνολογίας Ασφάλειας Σταθερών Δεξαμενών Πίεσης» της Κίνας ταξινομούν τα δοχεία πίεσης σύμφωνα με τρεις παράγοντες, όπως η μέση, η πίεση σχεδιασμού και ο όγκος, και ταξινομεί τα δοχεία πίεσης στο εφαρμοστέο πεδίο στην Κατηγορία I. Για δοχεία πίεσης, δοχεία πίεσης κατηγορίας II και δοχεία πίεσης κατηγορίας III, εισάγονται πλέον οι μέθοδοι ταξινόμησης.
①Ομαδοποίηση του μέσου Το μέσο του δοχείου πίεσης είναι αέριο, υγροποιημένο αέριο και υγρό των οποίων η μέγιστη θερμοκρασία λειτουργίας είναι υψηλότερη ή ίση με το τυπικό σημείο βρασμού του και χωρίζεται σε δύο ομάδες ανάλογα με το βαθμό τοξικότητας και τον κίνδυνο έκρηξης.
ⅰ.Η πρώτη ομάδα μέσων: χημικά μέσα, εκρηκτικά μέσα και υγροποιημένα αέρια των οποίων ο βαθμός κινδύνου τοξικότητας είναι εξαιρετικά επικίνδυνος και εξαιρετικά επικίνδυνος.
ii.Το δεύτερο σύνολο μέσων: μέσα εκτός του πρώτου σετ μέσων.
Ο βαθμός επικινδυνότητας τοξικότητας και ο βαθμός κινδύνου έκρηξης του μέσου προσδιορίζονται σύμφωνα με τα δύο πρότυπα GBZ230 «Ταξινόμηση του Βαθμού Επικινδυνότητας Επαγγελματικής Έκθεσης σε Δηλητήρια» και HG20660 «Ταξινόμηση του Βαθμού Κινδύνου Τοξικότητας και Κινδύνου Έκρηξης των Χημικών Μέσων Πίεσης ".Όταν τα δύο είναι ασυνεπή, θα υπερισχύει αυτό με τον υψηλότερο βαθμό επικινδυνότητας (επικίνδυνο).
②Ταξινόμηση δοχείων πίεσης Η ταξινόμηση των δοχείων πίεσης θα πρέπει πρώτα να επιλέξει το αντίστοιχο διάγραμμα ταξινόμησης σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά του μέσου και στη συνέχεια
Μετρήστε την πίεση p (μονάδα MPa) και τον όγκο V (μονάδα m3), σημειώστε τα σημεία συντεταγμένων και προσδιορίστε την κατηγορία δοχείου.
Εγώ.Για την πρώτη ομάδα μέσων, η ταξινόμηση των δοχείων πίεσης φαίνεται στο Σχήμα 1-2.
Όταν το σημείο συντεταγμένων βρίσκεται στη γραμμή ταξινόμησης του Σχήματος 1-2 ή του Σχήματος 1-3, ταξινομείται σύμφωνα με την υψηλότερη κατηγορία.ο όγκος είναι μικρότερος από 25 L ή η εσωτερική διάμετρος (για μη κυκλικές τομές, αναφέρεται στο πλάτος, το ύψος ή τη διαγώνια γραμμή, όπως το ορθογώνιο είναι Δοχεία πίεσης μικρού όγκου με μια διαγώνια γραμμή και μια έλλειψη ως κύριο άξονα) μικρότερα από 150 mm ταξινομούνται ως δοχεία πίεσης κατηγορίας I.τα μέσα που δεν καθορίζονται στα δύο πρότυπα GBZ230 και HG20660 θα πρέπει να εξετάζονται διεξοδικά σύμφωνα με τις χημικές τους ιδιότητες, τον βαθμό επικινδυνότητας και την περιεκτικότητά τους. Η ομάδα μεσαίου προσδιορίζεται από τη μονάδα σχεδιασμού του δοχείου πίεσης.
Λόγω των διαφορών στις οικονομικές πολιτικές, τις τεχνικές πολιτικές, τις βιομηχανικές βάσεις και τα συστήματα διαχείρισης διαφόρων χωρών, οι μέθοδοι ταξινόμησης των δοχείων πίεσης είναι επίσης διαφορετικές μεταξύ τους.Κατά το σχεδιασμό δοχείων πίεσης με χρήση διεθνών προτύπων ή προηγμένων ξένων προτύπων, θα πρέπει να υιοθετούνται οι αντίστοιχες μέθοδοι ταξινόμησης.
Για παράδειγμα, η «Οδηγία για τον εξοπλισμό υπό πίεση» της ΕΕ 97/23/ΕΚ καθορίζει διεξοδικά τους κινδύνους του εξοπλισμού υπό πίεση σύμφωνα με παράγοντες όπως η επιτρεπόμενη πίεση εργασίας, η τάση ατμών στη μέγιστη επιτρεπόμενη θερμοκρασία εργασίας, ο μεσαίος κίνδυνος, ο γεωμετρικός όγκος ή το ονομαστικό μέγεθος και χρήση.Ο εξοπλισμός που φέρει πίεση χωρίζεται σε τέσσερις κατηγορίες: I, II, III και IV και δίνονται οι αντίστοιχες απαιτήσεις υλικού, σχεδιασμού, κατασκευής και επιθεώρησης.
Ένα άλλο παράδειγμα είναι το JISB8270 «Δοχείο πίεσης (Βασικό Πρότυπο)» της Ιαπωνίας που κυκλοφόρησε το 1993, το οποίο χωρίζει τα δοχεία πίεσης σε τρεις κατηγορίες ανάλογα με την πίεση σχεδιασμού και τον κίνδυνο του μέσου: ο τρίτος τύπος δοχείου πίεσης έχει τη χαμηλότερη ποιότητα και το πεδίο εφαρμογής εφαρμογής είναι ότι η θερμοκρασία σχεδιασμού δεν είναι χαμηλότερη από 0℃, η πίεση σχεδιασμού είναι μικρότερη από 1MPa.η πίεση σχεδιασμού του δεύτερου τύπου δοχείου πίεσης είναι μικρότερη από 30 MPa.και η πίεση σχεδιασμού του πρώτου τύπου δοχείου πίεσης θα πρέπει γενικά να είναι μικρότερη από 100 MPa.Ωστόσο, εάν υπάρχουν ειδικές απαιτήσεις για υλικά, κατασκευή, επιθεώρηση κ.λπ., τα δοχεία πίεσης με πίεση σχεδιασμού μεγαλύτερη από 100 MPa μπορούν επίσης να ταξινομηθούν στην πρώτη κατηγορία δοχείων.
Ώρα δημοσίευσης: Σεπ-19-2022