Paineastioilla on laaja käyttöalue, suuri määrä ja monimutkaiset työolosuhteet, ja onnettomuuksien aiheuttamien haittojen määrä vaihtelee.Vaarallisuusaste riippuu monista tekijöistä, kuten suunnittelupaineesta, suunnittelulämpötilasta, keskivaarasta, materiaalien mekaanisista ominaisuuksista, käyttömahdollisuuksista ja asennustavoista.Mitä suurempi vaara on, sitä korkeammat vaatimukset paineastian materiaaleille, suunnittelulle, valmistukselle, tarkastukselle, käytölle ja hallitukselle asetetaan.Siksi paineastioiden kohtuullinen luokitus vaaditaan.
1. Median vaara
Väliaineen vaarallisuus viittaa väliaineen myrkyllisyyteen, syttyvyyteen, syövyttävyyteen, hapettumiseen jne., joista myrkyllisyys ja syttyvyys ovat tärkeimmät paineastioiden luokitukseen vaikuttavat tekijät.
(1) Myrkyllisyys
Toksisuus viittaa kemiallisen myrkyn kykyyn vahingoittaa kehoa, ja sitä käytetään ilmaisemaan myrkkyannoksen ja myrkyllisen vasteen välistä suhdetta.Myrkyllisyyden suuruus ilmaistaan yleensä annoksena, joka tarvitaan, jotta kemiallinen aine saa aikaan tietyn toksisen reaktion koe-eläimissä.Kaasumaista myrkkyä ilmaistuna aineen pitoisuutena ilmassa.Mitä pienempi vaaditun annoksen pitoisuus on, sitä suurempi on myrkyllisyys.
Kiina luokittelee paineastioita suunnitellessaan kemiallisten väliaineiden suurimman sallitun pitoisuuden mukaan kemialliset väliaineet erittäin vaarallisiksi (Ⅰ
Tasoja on neljä: korkea vaara (tasoⅡ), kohtalainen vaara (tasoⅢ) ja lievä vaara (tasoⅣ).Ns. suurimmalla sallitulla pitoisuudella tarkoitetaan suurinta pitoisuutta, jonka ei katsota lääketieteelliseltä tasolta haitalliseksi, ilmaistuna milligrammoina myrkyllisiä aineita kuutiometrissä ilmaa, ja yksikkö on mg/m3.Yleiset luokittelukriteerit ovat:
Erittäin vaarallinen (luokka I) suurin sallittu massapitoisuus <0,1mg/m3;
Erittäin vaarallinen (luokka II) suurin sallittu massapitoisuus 0,1-<1,0mg/m3;
Kohtalainen vaara (luokka III) suurin sallittu massapitoisuus 1,0-<10mg/m3;
Lievä vaara (luokka IV) Suurin sallittu massapitoisuus on≥10 mg/m3.
Mitä korkeampi väliaineen myrkyllisyys on, sitä vakavampi on paineastian räjähdyksen tai vuodon aiheuttama vahinko ja sitä korkeammat vaatimukset materiaalin valinnalle, valmistukselle, tarkastukselle ja hallitukselle asetetaan.Esimerkiksi Q235-B-teräslevyjä ei saa käyttää erittäin tai erittäin vaarallisia aineita sisältävien paineastioiden valmistukseen;valmistettaessa äärimmäisen tai erittäin vaarallisia aineita sisältäviä säiliöitä hiiliteräs- ja niukkaseosteisille teräslevyille on suoritettava ultraäänitestaus yksitellen ja suoritettava kokonaishitsauksen jälkeinen lämpökäsittely ja luokkien A ja B hitsausliitokset säiliölle tulee myös tehdä 100 % säde- tai ultraäänitestaus, ja ilmatiiviystesti on suoritettava hydraulisen testin hyväksymisen jälkeen.
Kohtalaisen tai lievän myrkyllisyyden omaavien säiliöiden valmistuksen vaatimukset ovat paljon alhaisemmat.Myrkyllisyysaste vaikuttaa suuresti laippojen valintaan, mikä näkyy pääasiassa laipan nimellispainetasossa.Jos sisäinen väliaine on kohtalaisen myrkyllistä, valitun putkilaipan nimellispaineen ei tulisi olla alle 1,0 MPa;sisäinen väliaine on korkea tai erittäin myrkyllinen, valitun putkilaipan nimellispaineen on oltava vähintään 1,6 MPa, ja päittäishitsauslaippaa kaulalla tulisi myös käyttää mahdollisimman paljon.
(2) Syttyvyys
Palavan kaasun tai höyryn ja ilman seos ei ole palava tai räjähtävä missään suhteessa, mutta sillä on tiukka määrällinen suhde ja muutokset olosuhteiden muutoksista johtuen.Tutkimus osoittaa, että kun palavan kaasun pitoisuus seoksessa täyttää täydellisen palamisen ehdot, palamisreaktio on voimakkain.Jos sen pitoisuus pienenee tai kasvaa, liekin palamisnopeus laskee, ja kun pitoisuus on pienempi tai suurempi kuin tietty raja-arvo, se ei enää pala ja räjähtää.Konsentraatioaluetta, jolla palavan kaasun tai höyryn ja ilman seos räjähtää välittömästi tulenlähteeseen tai tiettyyn räjähdysenergiaan törmättyään, kutsutaan räjähdyspitoisuusrajaksi, räjähdyshetken alinta pitoisuutta kutsutaan alemmaksi räjähdysrajaksi, ja suurinta pitoisuutta kutsutaan räjähdysrajaksi.
Räjähdysraja ilmaistaan yleensä palavan kaasun tai höyryn tilavuusosuudella seoksessa.Väliaine, jonka alempi räjähdysraja on alle 10 % tai ero ylemmän räjähdysrajan ja alarajan välillä on suurempi tai yhtä suuri kuin 20 %, jota yleensä kutsutaan syttyviksi väliaineiksi, kuten metaani, etaani, eteeni, vety, propaani, butaani jne. Syttyviä aineita ovat syttyvät kaasut, nesteet ja kiinteät aineet.Paineastian sisältämä palava väliaine tarkoittaa pääasiassa palavaa kaasua ja nesteytettyä kaasua.
Syttyvät materiaalit asettavat korkeampia vaatimuksia paineastioiden valinnalle, suunnittelulle, valmistukselle ja hallitukselle.Kaikkien syttyvien keskipaineastioiden hitsien (mukaan lukien saumojen) on oltava täysin läpitunkeutuva rakenne jne.
2. Paineastioiden luokitus
Maailman eri maissa on erilaisia paineastioiden luokittelumenetelmiä.Tämä osio keskittyy luokitusmenetelmiin Kiinan "Stationary Pressure Vessel Safety Technical Supervision Regulations" -säännöissä.
(1) Luokittelu painetason mukaan
Painetyypin mukaan paineastiat voidaan jakaa sisäisiin paineastioihin ja ulkoisiin paineastioihin.Sisäinen paineastia voidaan jakaa suunnittelupaineen (p) mukaan neljään painetasoon, jotka jaetaan seuraavasti:
Matalapainesäiliö (koodi L) 0,1 MPa≤p < 1,6 MPa;
Keskipaineinen (koodi M) säiliö 1,6 MPa≤p < 10,0 MPa;
Korkeapainesäiliö (koodi H) 10 MPa≤p < 100 MPa;
Ultrakorkeapaineinen (koodi U) säiliö s≥100 MPa.
Ulkoisessa painesäiliössä, kun säiliön sisäinen paine on pienempi kuin absoluuttinen ilmanpaine (noin 0,1 MPa), sitä kutsutaan myös tyhjiösäiliöksi.
(2) Luokittelu säiliöiden tuotannon mukaan
Paineastian tuotantoprosessin toiminnan mukaan se voidaan jakaa neljään tyyppiin: reaktiopaineastia, lämmönvaihtopaineastia, erotuspaineastia ja varastopaineastia.Erityinen jako on seuraava.
①Reaktiopaineastiaa (koodi R) käytetään pääasiassa väliaineen fysikaalisen ja kemiallisen reaktion loppuun saattamiseen, kuten reaktori, reaktiokattila, polymerointikattila, autoklaavi, synteesitorni, autoklaavi, kaasugeneraattori jne.
②Lämmönvaihtopaineastiaa (koodi E) käytetään pääasiassa keskilämmönvaihtopaineastian täydentämiseen.Kuten kuori- ja putkilämmökattilat, lämmönvaihtimet, jäähdyttimet, lauhduttimet, höyrystimet, lämmittimet jne.
③Erotuspaineastiaa (koodi S) käytetään pääasiassa väliaineen ja kaasun puhdistuksen ja erotuksen painetasapainopuskurin täydentämiseen.Kuten erottimet, suodattimet, öljynkerääjät, puskurit, kuivaustornit jne.
④Varastointipaineastia (koodi C, jossa pallomainen säiliö koodi B) käytetään pääasiassa kaasun, nesteen, nesteen varastointiin ja säilyttämiseen
Paineastiat kaasulle ja muille väliaineille.Kuten nestemäisen ammoniakin varastosäiliöt, nestekaasun varastosäiliöt jne.
Jos paineastiassa on kaksi tai useampia prosessiperiaatteita samanaikaisesti, lajikkeet tulee jakaa prosessin pääroolin mukaan.
(3) Luokittelu asennustavan mukaan
Asennustavan mukaan se voidaan jakaa kiinteisiin paineastioihin ja liikkuviin paineastioihin.
①Kiinteällä paineastialla tarkoitetaan paineastiaa, jossa on kiinteä asennus- ja käyttöpaikka sekä suhteellisen kiinteät prosessiolosuhteet ja käyttäjät.Kuten vaakasuuntaiset varastosäiliöt, pallomaiset säiliöt, tornit, reaktorit jne. tuotantopajassa.
②Siirrettävällä paineastialla tarkoitetaan kuljetusvälinettä, joka koostuu säiliöistä tai suuritilavuuksisista kaasupulloista ja kulkuvälineistä tai -rungoista, jotka on kiinteästi kytketty toisiinsa, mukaan lukien rautatiesäiliövaunut, autojen säiliövaunut, pitkäputkiperävaunut, säiliökontit ja putkinippukontit.Siirrettävien paineastioiden on otettava huomioon inertiavoima ja nesteen roiskuminen kuljetuksen aikana, joten niillä on erityisiä vaatimuksia rakenteen, käytön ja turvallisuuden suhteen.
Paineastia, jolla on väliaineen lastaus- ja purkutoiminto, käytetään vain laitteessa tai kentällä ja joka ei osallistu rautatie-, maantie- tai vesikuljetuksiin, ei ole liikkuva paineastia.
(4) Luokitus turvallisuusteknologian hallinnan mukaan
Useat edellä mainitut luokitusmenetelmät ottavat huomioon vain tietyn paineastian suunnitteluparametrin tai käyttötilan, eivätkä ne voi kuvastaa kattavasti paineastiaan kohdistuvaa yleistä vaaratasoa.Esimerkiksi paineastia, jossa säilytetään syttyviä tai kohtalaisen myrkyllisiä tai vaarallisempia aineita, on paljon vaarallisempi kuin saman geometrisen kokoinen paineastia, jossa säilytetään lievästi myrkyllisiä tai syttymättömiä aineita.
Paineastian vaara liittyy myös sen suunnittelupaineen p ja täyden tilavuuden V tuloon. Mitä suurempi on pV-arvo, sitä suurempi on räjähdysenergia ja sitä suurempi on vaara, kun astia rikkoutuu.Aluksen suunnittelu, valmistus, tarkastus, käyttö ja hallinta korkeammat vaatimukset.
Tästä syystä ottaen huomioon sellaiset tekijät kuin suunnittelupaine, tilavuus, keskivaara, astian rooli tuotannossa, materiaalin lujuus, astian rakenne ja muut tekijät, "Paineastioiden turvallisuuden teknisen valvonnan määräykset" jakaa paineastiat soveltuvan soveltamisalan piiriin kolme luokkaa.Toisin sanoen ensimmäisen tyyppinen paineastia, toinen paineastiatyyppi ja kolmas paineastiatyyppi.
Käyttöprosessissa havaitaan, että tämän luokitusmenetelmän painopiste ei ole näkyvästi esillä.Monitoimipaineastioiden kohdalla on vaikea määritellä, mikä toiminto on tuotannossa pääroolissa, mikä johtaa helposti ristiriitaisiin mielipiteisiin luokittelussa.Samaan aikaan materiaalitieteen ja valmistustekniikan kehittyessä materiaalin lujuus, kontin rakenne jne. eivät ole enää pääasiallisia konttien riskitasoon vaikuttavia tekijöitä.
Edellä mainitut ongelmat huomioon ottaen, jotta luokittelu olisi yksinkertainen ja ainutlaatuinen, Kiinan "Stationary Pressure Vessel Safety Technology Supervision Regulations" -säännöksissä paineastiat luokitellaan kolmen tekijän mukaan, kuten keskipaine, suunnittelupaine ja tilavuus, ja luokitellaan paineastiat luokkaan I. Paineastioiden, luokan II paineastioiden ja luokan III paineastioiden luokitusmenetelmät otetaan nyt käyttöön.
①Väliaineen ryhmittely Paineastian väliaine on kaasu, nestekaasu ja neste, jonka maksimi käyttölämpötila on korkeampi tai yhtä suuri kuin sen standardikiehumispiste, ja se on jaettu kahteen ryhmään myrkyllisyysasteen ja räjähdysvaaran mukaan.
ⅰ.Ensimmäinen väliaineryhmä: kemialliset aineet, räjähdysaineet ja nesteytetyt kaasut, joiden myrkyllisyysvaarallisuusaste on erittäin vaarallinen ja erittäin vaarallinen.
ii.Toinen mediajoukko: muu media kuin ensimmäinen mediajoukko.
Väliaineen myrkyllisyysvaara- ja räjähdysvaara-aste määritetään kahden standardin GBZ230 "Myrkyille altistumisen vaara-asteen luokitus" ja HG20660 "Paineastioiden kemiallisen väliaineen myrkyllisyysvaaran ja räjähdysvaaran luokitus" mukaisesti. ”.Jos nämä kaksi ovat ristiriidassa keskenään, suurin vaara (vaarallinen) on ensisijainen.
②Paineastioiden luokittelu Paineastioiden luokittelussa tulee ensin valita vastaava luokituskaavio väliaineen ominaisuuksien mukaan ja sitten
Mittaa paine p (yksikkö MPa) ja tilavuus V (yksikkö m3), merkitse koordinaattipisteet ja määritä säiliöluokka.
i.Ensimmäisen väliaineryhmän paineastioiden luokitus on esitetty kuvassa 1-2.
Kun koordinaattipiste sijaitsee kuvan 1-2 tai 1-3 luokitusviivalla, se luokitellaan ylemmän luokan mukaan;tilavuus on alle 25 litraa tai sisähalkaisija (ei-pyöreissä osissa se viittaa leveyteen, korkeuteen tai vinoviivaan, kuten suorakulmio on Pienitilavuuspaineastiat, joissa on vinoviiva ja ellipsi pääakselina) alle 150 mm luokitellaan luokan I paineastioiksi;aineet, joita ei ole määritelty kahdessa standardissa GBZ230 ja HG20660, on otettava kattavasti huomioon niiden kemiallisten ominaisuuksien, vaara-asteen ja sisällön mukaan. Väliaineryhmä määräytyy paineastian suunnitteluyksikön mukaan.
Eri maiden talouspolitiikan, teknisen politiikan, teollisen perustan ja johtamisjärjestelmien eroista johtuen paineastioiden luokitusmenetelmät eroavat myös toisistaan.Suunniteltaessa paineastioita käyttäen kansainvälisiä standardeja tai kehittyneitä ulkomaisia standardeja on käytettävä vastaavia luokitusmenetelmiä.
Esimerkiksi EU 97/23/EY ”painelaitedirektiivi” määrittelee painelaitteiden vaarat kattavasti tekijöiden mukaan, kuten sallitun käyttöpaineen, höyrynpaineen suurimmassa sallitussa käyttölämpötilassa, keskivaaran, geometrisen tilavuuden tai nimelliskoon sekä käyttää.Painetta kantavat laitteet on jaettu neljään luokkaan: I, II, III ja IV ja vastaavat materiaali-, suunnittelu-, valmistus- ja tarkastusvaatimukset on annettu.
Toinen esimerkki on Japanin vuonna 1993 julkaistu JISB8270 “Paineastia (perusstandardi)”, joka jakaa paineastiat kolmeen luokkaan suunnittelupaineen ja väliaineen vaarallisuuden mukaan: kolmannella paineastiatyypillä on alhaisin laatu ja laajuus. Sovelluksen suunnittelulämpötila on vähintään 0℃, suunnittelupaine on alle 1 MPa;toisen tyyppisen paineastian suunnittelupaine on alle 30 MPa;ja ensimmäisen tyyppisen paineastian suunnittelupaineen tulisi yleensä olla alle 100 MPa.Jos kuitenkin on olemassa erityisiä materiaaleja, valmistusta, tarkastuksia jne. koskevia vaatimuksia, paineastiat, joiden suunnittelupaine on suurempi kuin 100 MPa, voidaan luokitella myös ensimmäiseen astialuokkaan.
Postitusaika: 19.9.2022