طبقه بندی دقیق مخازن تحت فشار از این واضح تر نمی شود!

مخازن تحت فشار کاربرد وسیع، تعداد زیاد و شرایط کاری پیچیده دارند و میزان آسیب ناشی از حوادث متفاوت است.درجه خطر به عوامل زیادی مانند فشار طراحی، دمای طراحی، خطر متوسط، خواص مکانیکی مواد، موارد استفاده و روش‌های نصب مرتبط است.هر چه خطر بالاتر باشد، نیاز به مواد مخازن تحت فشار، طراحی، ساخت، بازرسی، استفاده و مدیریت بالاتر است.بنابراین، طبقه بندی منطقی مخازن تحت فشار مورد نیاز است.

1. خطر رسانه ای

خطر محیط به سمیت، اشتعال پذیری، خورندگی، اکسیداسیون و غیره محیط اطلاق می شود که در این میان سمیت و اشتعال پذیری از عوامل اصلی تأثیرگذار بر طبقه بندی مخازن تحت فشار هستند.

(1) سمیت

سمیت به توانایی یک سم شیمیایی در ایجاد آسیب به بدن اشاره دارد و برای بیان رابطه بین دوز سم و پاسخ سمی استفاده می شود.اندازه سمیت به طور کلی بر حسب دوز مورد نیاز برای یک ماده شیمیایی برای ایجاد یک واکنش سمی خاص در حیوانات آزمایشگاهی بیان می شود.سم گازی که به صورت غلظت ماده در هوا بیان می شود.هر چه غلظت دوز مورد نیاز کمتر باشد، سمیت بیشتر است.

هنگام طراحی مخازن تحت فشار، با توجه به حداکثر غلظت مجاز محیط های شیمیایی، چین مواد شیمیایی را به عنوان بسیار خطرناک طبقه بندی می کند.Ⅰ

چهار سطح وجود دارد: خطر بالا (سطحⅡ)، خطر متوسط ​​(سطحⅢ) و خطر خفیف (سطحⅣ).حداکثر غلظت مجاز به بالاترین غلظتی اطلاق می شود که از نظر پزشکی برای بدن انسان مضر نباشد که بر حسب میلی گرم مواد سمی در متر مکعب هوا بیان می شود و واحد آن mg/m3 می باشد.معیارهای طبقه بندی کلی عبارتند از:

بسیار خطرناک (کلاس I) حداکثر غلظت جرم مجاز <0.1mg/m3.

بسیار خطرناک (کلاس II) حداکثر غلظت جرم مجاز 0.1~<1.0mg/m3.

خطر متوسط ​​(درجه III) حداکثر غلظت جرم مجاز 1.0~<10mg/m3.

خطر خفیف (درجه IV) حداکثر غلظت جرم مجاز است≥10 میلی گرم بر متر مکعب

هر چه سمیت محیط بالاتر باشد، آسیب ناشی از انفجار یا نشت مخزن تحت فشار جدی تر است و الزامات بیشتری برای انتخاب مواد، ساخت، بازرسی و مدیریت وجود دارد.به عنوان مثال، صفحات فولادی Q235-B نباید برای ساخت مخازن تحت فشار با محیط های بسیار خطرناک یا بسیار خطرناک استفاده شوند.هنگام ساخت ظروف حاوی محیط های بسیار خطرناک یا بسیار خطرناک، صفحات فولاد کربنی و فولاد کم آلیاژ باید یک به یک تحت آزمایش اولتراسونیک قرار گیرند و عملیات حرارتی پس از جوش به طور کلی انجام شود و اتصالات جوشی کلاس A و B بر روی آنها انجام شود. ظرف همچنین باید تحت آزمایش 100% اشعه یا اولتراسونیک قرار گیرد و تست سفتی هوا باید پس از تایید آزمایش هیدرولیک انجام شود.

الزامات برای ساخت ظروف با سمیت متوسط ​​یا خفیف بسیار کمتر است.درجه سمیت تأثیر زیادی در انتخاب فلنج ها دارد که عمدتاً در سطح فشار اسمی فلنج منعکس می شود.اگر محیط داخلی نسبتاً سمی باشد، فشار اسمی فلنج لوله انتخابی نباید کمتر از 1.0MPa باشد.محیط داخلی بالا است یا خطرات سمیت بسیار زیاد است، فشار اسمی فلنج لوله انتخابی نباید کمتر از 1.6MPa باشد و فلنج جوش لب به لب با گردن نیز باید تا حد امکان استفاده شود.

(2) قابلیت اشتعال

مخلوط گاز یا بخار و هوا قابل احتراق به هیچ نسبتی قابل احتراق یا انفجار نیست، بلکه نسبت کمی دارد و به دلیل تغییر شرایط تغییر می کند.تحقیقات نشان می دهد که وقتی محتوای گاز قابل احتراق در مخلوط شرایط احتراق کامل را برآورده می کند، واکنش احتراق شدیدترین واکنش است.اگر مقدار آن کم یا زیاد شود، سرعت سوزاندن شعله کاهش می یابد و زمانی که غلظت از مقدار حدی معین کمتر یا بیشتر شود، دیگر نمی سوزد و منفجر نمی شود.محدوده غلظتی که در آن مخلوطی از گاز یا بخار و هوا قابل احتراق بلافاصله پس از برخورد با منبع آتش یا انرژی انفجار معینی منفجر می شود حد غلظت انفجار نامیده می شود و کمترین غلظت در زمان انفجار حد پایین انفجار نامیده می شود. بالاترین غلظت، حد بالایی انفجار نامیده می شود.

حد انفجار معمولاً با کسر حجمی گاز یا بخار قابل اشتعال در مخلوط بیان می شود.محیطی با حد انفجار پایین کمتر از 10 درصد یا تفاوت بین حد انفجار بالا و حد پایین بیشتر یا مساوی 20 درصد است که عموماً به عنوان محیط های قابل اشتعال مانند متان، اتان، اتیلن، هیدروژن، پروپان، بوتان و غیره مواد قابل اشتعال شامل گازها، مایعات و جامدات قابل اشتعال می باشد.محیط قابل اشتعال موجود در مخزن تحت فشار عمدتاً به گاز قابل اشتعال و گاز مایع اشاره دارد.

رسانه های قابل اشتعال الزامات بیشتری را در انتخاب، طراحی، ساخت و مدیریت مخازن تحت فشار مطرح می کنند.تمام جوش ها (از جمله جوش های فیله ای) مخازن تحت فشار متوسط ​​قابل اشتعال باید ساختار نفوذ کامل و غیره داشته باشند.

2. طبقه بندی مخازن تحت فشار

کشورهای مختلف دنیا روش های طبقه بندی متفاوتی برای مخازن تحت فشار دارند.این بخش بر روی روش های طبقه بندی در "مقررات نظارت فنی ایمنی کشتی های تحت فشار ثابت" چین تمرکز دارد.

(1) طبقه بندی بر اساس سطح فشار

با توجه به نوع فشار، مخازن تحت فشار را می توان به مخازن تحت فشار داخلی و مخازن تحت فشار خارجی تقسیم کرد.مخزن فشار داخلی را می توان با توجه به فشار طراحی (p) به چهار سطح فشار تقسیم کرد که به شرح زیر تقسیم می شوند:

ظرف کم فشار (کد L) 0.1MPa≤p<1.6MPa;

ظرف فشار متوسط ​​(کد M) 1.6MPa≤p<10.0MPa;

ظرف فشار قوی (کد H) 10MPa≤p<100MPa;

ظرف فشار فوق العاده بالا (کد U) p≥100 مگا پاسکال

در ظروف تحت فشار خارجی، زمانی که فشار داخلی ظرف کمتر از فشار مطلق اتمسفر (حدود 0.1 مگاپاسکال) باشد، به آن ظرف خلاء نیز می گویند.

(2) طبقه بندی بر اساس نقش ظروف در تولید

با توجه به عملکرد مخزن تحت فشار در فرآیند تولید، می توان آن را به چهار نوع تقسیم کرد: مخزن تحت فشار واکنش، مخزن فشار تبادل حرارت، مخزن تحت فشار جداسازی و مخزن فشار ذخیره سازی.تقسیم بندی خاص به شرح زیر است.

①مخزن فشار واکنش (کد R) عمدتاً برای تکمیل واکنش فیزیکی و شیمیایی محیط مانند راکتور، کتری واکنش، کتری پلیمریزاسیون، اتوکلاو، برج سنتز، اتوکلاو، ژنراتور گاز و غیره استفاده می شود.

②مخزن فشار تبادل حرارتی (کد E) عمدتاً برای تکمیل مخزن فشار تبادل حرارت متوسط ​​استفاده می شود.مانند دیگ های حرارتی ضایعاتی پوسته و لوله، مبدل های حرارتی، کولرها، کندانسورها، اواپراتورها، بخاری ها و غیره.

③مخزن فشار جداسازی (کد S) عمدتاً برای تکمیل بافر تعادل فشار سیال و گاز متوسط ​​​​تصفیه و جداسازی استفاده می شود.مانند جداکننده ها، فیلترها، کلکتورهای روغن، بافرها، برج های خشک کن و غیره.

④مخزن تحت فشار ذخیره سازی (کد C، که در آن مخزن کروی کد B) به طور عمده برای ذخیره و حاوی گاز، مایع، مایع استفاده می شود.

مخازن تحت فشار برای گاز و سایر رسانه ها.مانند مخازن ذخیره آمونیاک مایع، مخازن ذخیره گاز مایع و غیره.

در یک مخزن تحت فشار، اگر دو یا چند اصل فرآیند به طور همزمان وجود داشته باشد، واریته ها باید بر اساس نقش اصلی در فرآیند تقسیم شوند.

(3) طبقه بندی بر اساس روش نصب

با توجه به روش نصب می توان آن را به مخازن تحت فشار ثابت و مخازن تحت فشار متحرک تقسیم کرد.

①مخزن تحت فشار ثابت به مخزن تحت فشار با محل نصب و استفاده ثابت و شرایط فرآیند و اپراتور نسبتاً ثابت اشاره دارد.مانند مخازن ذخیره افقی، مخازن کروی، برج ها، راکتورها و ... در کارگاه تولید.

②مخازن تحت فشار متحرک به تجهیزات حمل و نقلی اطلاق می شود که از مخازن یا سیلندرهای گاز با حجم زیاد و وسایل مسافرتی یا قاب هایی که به طور دائم به هم متصل هستند، از جمله واگن های مخزن راه آهن، واگن مخزن خودرو، تریلرهای لوله بلند، کانتینرهای مخزن و کانتینرهای باندل لوله گفته می شود.مخازن تحت فشار متحرک نیاز به در نظر گرفتن نیروی اینرسی و شل شدن مایع در حین حمل و نقل دارند، بنابراین از نظر ساختار، کاربرد و ایمنی دارای الزامات خاصی هستند.

مخزن تحت فشاری که وظیفه بارگیری و تخلیه را دارد، فقط در دستگاه یا میدان مورد استفاده قرار می گیرد و در حمل و نقل ریلی، جاده ای یا آبی شرکت نمی کند، مخزن تحت فشار سیار نیست.

(4) طبقه بندی بر اساس مدیریت فناوری ایمنی

چندین روش طبقه بندی ذکر شده در بالا فقط یک پارامتر طراحی خاص یا شرایط استفاده از مخزن تحت فشار را در نظر می گیرند و نمی توانند به طور جامع سطح خطر کلی را که مخزن تحت فشار با آن مواجه است منعکس کند.به عنوان مثال، یک مخزن تحت فشار که مواد قابل اشتعال یا نسبتاً سمی یا خطرناک تر را ذخیره می کند بسیار خطرناک تر از یک مخزن تحت فشار با اندازه هندسی مشابه است که مواد سمی یا غیر قابل اشتعال خفیف را ذخیره می کند.

خطر مخزن تحت فشار نیز مربوط به حاصل ضرب فشار طراحی آن p و حجم کامل V است.طراحی، ساخت، بازرسی، استفاده و مدیریت کشتی مورد نیاز بالاتر است.

به همین دلیل، با در نظر گرفتن عواملی مانند فشار طراحی، حجم، خطر متوسط، نقش مخزن در تولید، استحکام مواد، ساختار مخزن و سایر عوامل، "مقررات نظارت فنی ایمنی مخازن تحت فشار" مخازن تحت فشار را در محدوده قابل اجرا تقسیم می کند. سه دستهیعنی مخازن تحت فشار نوع اول، مخازن تحت فشار نوع دوم و مخازن تحت فشار نوع سوم.

در فرآیند استفاده، مشخص شد که تمرکز این روش طبقه بندی برجسته نیست.برای مخازن تحت فشار چند منظوره، تعیین اینکه کدام عملکرد نقش اصلی را در تولید بازی می کند دشوار است، که به راحتی منجر به نظرات متناقض در هنگام طبقه بندی می شود.در عین حال، با پیشرفت علم مواد و تکنولوژی ساخت، استحکام مواد، ساختار ظروف و غیره دیگر عوامل اصلی موثر بر میزان ریسک ظروف نیستند.

با توجه به مشکلات فوق، به منظور ساده و منحصر به فرد بودن طبقه بندی، "مقررات نظارت بر فناوری ایمنی مخازن تحت فشار ثابت" چین، مخازن تحت فشار را بر اساس سه عامل، مانند فشار متوسط، طراحی و حجم طبقه بندی می کند و مخازن تحت فشار را در داخل طبقه بندی می کند. محدوده قابل اجرا در رده I. برای مخازن تحت فشار، مخازن تحت فشار کلاس II و مخازن تحت فشار کلاس III، روش های طبقه بندی اکنون معرفی شده اند.

①گروه بندی محیط محیط مخزن تحت فشار گاز، گاز مایع و مایعی است که حداکثر دمای کاری آن بالاتر یا برابر با نقطه جوش استاندارد آن است و بر اساس درجه سمیت و خطر انفجار به دو گروه تقسیم می شود.

ⅰ.گروه اول رسانه ها: محیط های شیمیایی، محیط های انفجاری و گازهای مایع که درجه خطر سمیت آنها بسیار خطرناک و بسیار خطرناک است.

iiمجموعه دوم رسانه: رسانه ای غیر از رسانه های دسته اول.

درجه خطر سمیت و درجه خطر انفجار محیط بر اساس دو استاندارد GBZ230 «طبقه‌بندی درجه خطر مواجهه شغلی با سموم» و HG20660 «طبقه‌بندی خطر سمیت و درجه خطر انفجار در محیط‌های تحت فشار مواد شیمیایی» تعیین می‌شود. ".هنگامی که این دو ناسازگار باشند، یکی با بالاترین درجه خطر (خطرناک) باید غالب شود.

②طبقه بندی مخازن تحت فشار طبقه بندی مخازن تحت فشار ابتدا باید نمودار طبقه بندی مربوطه را با توجه به ویژگی های محیط انتخاب کرد و سپس

فشار p (واحد MPa) و حجم V (واحد m3) را اندازه گیری کنید، نقاط مختصات را علامت بزنید و دسته ظرف را تعیین کنید.

من.برای گروه اول رسانه ها، طبقه بندی مخازن تحت فشار در شکل 1-2 نشان داده شده است.

هنگامی که نقطه مختصات روی خط طبقه بندی شکل 1-2 یا شکل 1-3 قرار دارد، بر اساس دسته بالاتر طبقه بندی می شود.حجم کمتر از 25 لیتر یا قطر داخلی است (برای مقاطع غیر دایره ای به عرض، ارتفاع یا خط مورب اشاره دارد، مانند مستطیل مخازن تحت فشار با حجم کوچک با خط مورب و بیضی به عنوان محور اصلی) کمتر از 150 میلی متر به عنوان مخازن تحت فشار کلاس I طبقه بندی می شوند.رسانه های مشخص نشده در دو استاندارد GBZ230 و HG20660 باید به طور جامع با توجه به خواص شیمیایی، درجه خطر و محتوای آنها در نظر گرفته شوند، گروه متوسط ​​توسط واحد طراحی مخزن تحت فشار تعیین می شود.

با توجه به تفاوت در سیاست های اقتصادی، سیاست های فنی، پایه های صنعتی و سیستم های مدیریتی کشورهای مختلف، روش های طبقه بندی مخازن تحت فشار نیز با یکدیگر متفاوت است.هنگام طراحی مخازن تحت فشار با استفاده از استانداردهای بین المللی یا استانداردهای پیشرفته خارجی، روش های طبقه بندی مربوطه باید اتخاذ شود.

به عنوان مثال، اتحادیه اروپا 97/23/EC "دستورالعمل تجهیزات فشار" به طور جامع خطرات تجهیزات تحت فشار را با توجه به عواملی مانند فشار کاری مجاز، فشار بخار در حداکثر دمای کاری مجاز، خطر متوسط، حجم هندسی یا اندازه اسمی تعیین می کند. استفاده کنید.تجهیزات تحمل فشار به چهار دسته تقسیم می شوند: I، II، III و IV و مواد، طراحی، ساخت و الزامات بازرسی مربوطه آورده شده است.

نمونه دیگر، مخازن تحت فشار (استاندارد پایه) ژاپن JISB8270 است که در سال 1993 منتشر شد، که مخازن تحت فشار را با توجه به فشار طراحی و خطر محیط به سه درجه تقسیم می کند: نوع سوم مخازن تحت فشار دارای کمترین درجه و محدوده است. کاربرد این است که دمای طراحی کمتر از 0 نباشد℃، فشار طراحی کمتر از 1MPa است.فشار طراحی نوع دوم مخازن تحت فشار کمتر از 30MPa است.و فشار طراحی مخازن تحت فشار نوع اول معمولاً باید کمتر از 100MPa باشد.با این حال، در صورت وجود الزامات خاصی برای مواد، ساخت، بازرسی و غیره، مخازن تحت فشار با فشار طراحی بالاتر از 100MPa نیز می توانند در دسته اول مخازن طبقه بندی شوند.