Les récipients sous pression ont une large gamme d'utilisations, un grand nombre et des conditions de travail complexes, et le degré de dommages causés par les accidents varie.Le degré de danger est lié à de nombreux facteurs, tels que la pression de conception, la température de conception, le risque moyen, les propriétés mécaniques des matériaux, les occasions d'utilisation et les méthodes d'installation.Plus le danger est élevé, plus les exigences relatives aux matériaux, à la conception, à la fabrication, à l'inspection, à l'utilisation et à la gestion des récipients sous pression sont élevées.Par conséquent, une classification raisonnable des récipients sous pression est requise.
1. Aléa médiatique
Le danger du milieu fait référence à la toxicité, l'inflammabilité, la corrosivité, l'oxydation, etc. du milieu, parmi lesquels la toxicité et l'inflammabilité sont les principaux facteurs qui affectent la classification des récipients sous pression.
(1) Toxicité
La toxicité fait référence à la capacité d'un poison chimique à causer des dommages à l'organisme et est utilisée pour exprimer la relation entre la dose du poison et la réponse toxique.La taille de la toxicité est généralement exprimée en termes de dose nécessaire pour qu'une substance chimique provoque une certaine réaction toxique chez les animaux de laboratoire.Poison gazeux, exprimé en concentration de la substance dans l'air.Plus la concentration de la dose requise est faible, plus la toxicité est grande.
Lors de la conception des récipients sous pression, en fonction de la concentration maximale autorisée de fluides chimiques, la Chine classe les fluides chimiques comme extrêmement dangereux (Ⅰ
Il existe quatre niveaux : danger élevé (niveauⅡ), danger modéré (niveauⅢ), et danger léger (niveauⅣ).La concentration dite maximale admissible fait référence à la concentration la plus élevée considérée comme non nocive pour le corps humain du point de vue médical, exprimée en milligrammes de substances toxiques par mètre cube d'air, et l'unité est mg/m3.Les critères généraux de classement sont :
Concentration massique maximale admissible extrêmement dangereuse (Classe I) <0,1 mg/m3 ;
Concentration massique maximale admissible hautement dangereuse (classe II) 0,1 ~ <1,0 mg/m3 ;
Danger modéré (classe III) concentration massique maximale autorisée 1,0 ~ <10 mg/m3 ;
Danger léger (degré IV) La concentration massique maximale admissible est≥10mg/m3.
Plus la toxicité du milieu est élevée, plus les dommages causés par l'explosion ou la fuite du récipient sous pression sont graves, et plus les exigences en matière de sélection, de fabrication, d'inspection et de gestion des matériaux sont élevées.Par exemple, les plaques d'acier Q235-B ne doivent pas être utilisées pour fabriquer des récipients sous pression avec des fluides extrêmement ou hautement dangereux ;lors de la fabrication de conteneurs contenant des fluides extrêmement ou hautement dangereux, les plaques d'acier au carbone et d'acier faiblement allié doivent être soumises à des tests par ultrasons un par un, et le traitement thermique global post-soudage doit être effectué, et les joints soudés de classe A et B sur le conteneur doit également être soumis à 100 % de tests aux rayons ou aux ultrasons, et le test d'étanchéité à l'air doit être effectué après la qualification du test hydraulique.
Les exigences pour la fabrication de récipients à toxicité modérée ou légère sont beaucoup plus faibles.Le degré de toxicité a une grande influence sur le choix des brides, ce qui se reflète principalement dans le niveau de pression nominal de la bride.Si le milieu interne est modérément toxique, la pression nominale de la bride de tuyau sélectionnée ne doit pas être inférieure à 1,0 MPa ;le milieu interne présente des risques de toxicité élevés ou extrêmes, la pression nominale de la bride de tuyau sélectionnée ne doit pas être inférieure à 1,6 MPa et la bride de soudage bout à bout avec col doit également être utilisée autant que possible.
(2) Inflammabilité
Le mélange de gaz ou de vapeur combustible et d'air n'est pas combustible ou explosif dans aucune proportion, mais a une proportion quantitative stricte et des changements dus aux changements de conditions.La recherche montre que lorsque la teneur en gaz combustible dans le mélange remplit les conditions de combustion complète, la réaction de combustion est la plus violente.Si son contenu diminue ou augmente, la vitesse de combustion de la flamme diminuera, et lorsque la concentration est inférieure ou supérieure à une certaine valeur limite, elle ne brûlera plus et n'explosera plus.La plage de concentration à laquelle un mélange de gaz ou de vapeur combustible et d'air explosera immédiatement après avoir rencontré une source d'incendie ou une certaine énergie de détonation est appelée limite de concentration d'explosion, la concentration la plus basse au moment de l'explosion est appelée limite inférieure d'explosion, et la concentration la plus élevée est appelée limite supérieure d'explosivité.
La limite d'explosivité est généralement exprimée par la fraction volumique de gaz ou de vapeur inflammable dans le mélange.Le milieu avec la limite inférieure d'explosivité inférieure à 10 %, ou la différence entre la limite supérieure d'explosivité et la limite inférieure est supérieure ou égale à 20 %, généralement appelés fluides inflammables, tels que le méthane, l'éthane, l'éthylène, l'hydrogène, propane, butane, etc. Les fluides inflammables comprennent les gaz, les liquides et les solides inflammables.Le milieu inflammable contenu dans le récipient sous pression se réfère principalement au gaz inflammable et au gaz liquéfié.
Les fluides inflammables présentent des exigences plus élevées en matière de sélection, de conception, de fabrication et de gestion des récipients sous pression.Toutes les soudures (y compris les soudures d'angle) des récipients moyenne pression inflammables doivent adopter une structure à pénétration complète, etc.
2. Classification des récipients sous pression
Différents pays dans le monde ont différentes méthodes de classification pour les récipients sous pression.Cette section se concentre sur les méthodes de classification dans les « Réglementations de supervision technique de la sécurité des appareils à pression fixes » de la Chine.
(1) Classement par niveau de pression
Selon le type de pression, les récipients sous pression peuvent être divisés en récipients sous pression internes et en récipients sous pression externes.Le réservoir sous pression interne peut être divisé en quatre niveaux de pression selon la pression de conception (p), qui sont divisés comme suit :
Conteneur basse pression (code L) 0.1MPa≤p<1,6 MPa ;
Conteneur moyenne pression (code M) 1.6MPa≤p<10,0 MPa ;
Conteneur haute pression (code H) 10MPa≤p<100MPa ;
Récipient ultra haute pression (code U) p≥100MPa.
Dans le récipient sous pression externe, lorsque la pression interne du récipient est inférieure à une pression atmosphérique absolue (environ 0,1 MPa), il est également appelé récipient sous vide.
(2) Classification selon le rôle des conteneurs dans la production
Selon la fonction du récipient sous pression dans le processus de production, il peut être divisé en quatre types : récipient sous pression de réaction, récipient sous pression d'échange de chaleur, récipient sous pression de séparation et récipient sous pression de stockage.La division spécifique est la suivante.
①Le récipient sous pression de réaction (code R) est principalement utilisé pour compléter la réaction physique et chimique du milieu, tel que réacteur, bouilloire de réaction, bouilloire de polymérisation, autoclave, tour de synthèse, autoclave, générateur de gaz, etc.
②Le récipient sous pression d'échange de chaleur (code E) est principalement utilisé pour compléter le récipient sous pression d'échange de chaleur moyen.Tels que les chaudières à chaleur résiduelle à coque et à tube, les échangeurs de chaleur, les refroidisseurs, les condenseurs, les évaporateurs, les appareils de chauffage, etc.
③Le récipient sous pression de séparation (code S) est principalement utilisé pour compléter le tampon d'équilibre de pression de la purification et de la séparation des fluides et des gaz moyens.Tels que séparateurs, filtres, collecteurs d'huile, tampons, tours de séchage, etc.
④Le récipient sous pression de stockage (code C, dans lequel le réservoir sphérique code B) est principalement utilisé pour stocker et contenir du gaz, du liquide, du liquide
Récipients sous pression pour gaz et autres fluides.Tels que les réservoirs de stockage d'ammoniac liquide, les réservoirs de stockage de gaz de pétrole liquéfié, etc.
Dans un récipient sous pression, s'il existe deux principes de processus ou plus en même temps, les variétés doivent être divisées en fonction du rôle principal dans le processus.
(3) Classification par méthode d'installation
Selon la méthode d'installation, il peut être divisé en récipients sous pression fixes et récipients sous pression mobiles.
①Le récipient sous pression fixe fait référence au récipient sous pression avec un site d'installation et d'utilisation fixe, et des conditions de processus et des opérateurs relativement fixes.Tels que les réservoirs de stockage horizontaux, les réservoirs sphériques, les tours, les réacteurs, etc. dans l'atelier de production.
②Le récipient sous pression mobile fait référence à l'équipement de transport composé de réservoirs ou de bouteilles de gaz de grand volume et d'engins ou de châssis mobiles connectés en permanence, y compris les wagons-citernes ferroviaires, les wagons-citernes automobiles, les remorques à long tuyau, les conteneurs-citernes et les conteneurs à faisceau tubulaire.Les récipients sous pression mobiles doivent tenir compte de la force d'inertie et du ballottement du liquide pendant le transport, ils ont donc des exigences particulières en termes de structure, d'utilisation et de sécurité.
Un récipient sous pression qui a pour fonction de charger et de décharger un fluide, n'est utilisé que dans l'appareil ou sur le terrain et ne participe pas au transport ferroviaire, routier ou maritime n'est pas un récipient sous pression mobile.
(4) Classification par gestion de la technologie de sécurité
Les différentes méthodes de classification mentionnées ci-dessus ne prennent en compte qu'un certain paramètre de conception ou condition d'utilisation du récipient sous pression, et ne peuvent pas refléter de manière exhaustive le niveau de danger global auquel est confronté le récipient sous pression.Par exemple, un récipient sous pression qui stocke des fluides inflammables ou modérément toxiques ou plus dangereux est beaucoup plus dangereux qu'un récipient sous pression de même taille géométrique qui stocke des fluides légèrement toxiques ou ininflammables.
Le danger du récipient sous pression est également lié au produit de sa pression de conception p et du volume total V. Plus la valeur pV est élevée, plus l'énergie d'explosion est élevée et plus le danger lorsque le récipient se rompt est grand.La conception, la fabrication, l'inspection, l'utilisation et la gestion du navire exigent des exigences plus élevées.
Pour cette raison, compte tenu de facteurs tels que la pression de conception, le volume, le risque moyen, le rôle du récipient dans la production, la résistance du matériau, la structure du récipient et d'autres facteurs, le « Règlement de surveillance technique de la sécurité des récipients sous pression » divise les récipients sous pression dans le champ d'application applicable en trois catégories.C'est-à-dire le premier type de récipient sous pression, le deuxième type de récipient sous pression et le troisième type de récipient sous pression.
Dans le processus d'utilisation, on constate que l'objectif de cette méthode de classification n'est pas important.Pour les récipients sous pression multifonctionnels, il est difficile de définir quelle fonction joue un rôle majeur dans la production, ce qui conduit facilement à des opinions incohérentes lors de la classification.Dans le même temps, avec les progrès de la science des matériaux et de la technologie de fabrication, la résistance des matériaux, la structure des conteneurs, etc. ne sont plus les principaux facteurs affectant le niveau de risque des conteneurs.
Compte tenu des problèmes ci-dessus, afin de rendre la classification simple et unique, le «règlement de surveillance de la technologie de sécurité des récipients à pression fixes» de la Chine classe les récipients sous pression en fonction de trois facteurs, tels que le milieu, la pression de conception et le volume, et classe les récipients sous pression dans le champ d'application applicable dans la catégorie I. Pour les récipients sous pression, les récipients sous pression de classe II et les récipients sous pression de classe III, les méthodes de classification sont maintenant introduites.
①Regroupement de fluides Le fluide de la cuve sous pression est un gaz, un gaz liquéfié et un liquide dont la température maximale de fonctionnement est supérieure ou égale à son point d'ébullition standard, et est divisé en deux groupes selon le degré de toxicité et le risque d'explosion.
ⅰ.Le premier groupe de médias : les médias chimiques, les médias explosifs et les gaz liquéfiés dont le degré de danger de toxicité est extrêmement dangereux et très dangereux.
ii.Le deuxième ensemble de médias : les médias autres que le premier ensemble de médias.
Le degré de danger de toxicité et le degré de danger d'explosion du milieu sont déterminés selon les deux normes GBZ230 "Classification of the Hazard Degree of Occupational Exposure to Poisons" et HG20660 "Classification of the Toxicity Hazard and Explosion Hazard Degree of Chemical Medium in Pressure Vessels ”.Lorsque les deux sont incompatibles, celui qui présente le degré de danger le plus élevé (dangereux) prévaut.
②Classification des récipients sous pression La classification des récipients sous pression doit d'abord sélectionner le schéma de classification correspondant en fonction des caractéristiques du fluide, puis
Mesurez la pression p (unité MPa) et le volume V (unité m3), marquez les points de coordonnées et déterminez la catégorie de conteneur.
je.Pour le premier groupe de fluides, la classification des récipients sous pression est illustrée à la Figure 1-2.
Lorsque le point de coordonnées est situé sur la ligne de classification de la Figure 1-2 ou de la Figure 1-3, il est classé selon la catégorie supérieure ;le volume est inférieur à 25L ou le diamètre intérieur (pour les sections non circulaires, il se réfère à la largeur, la hauteur ou la ligne diagonale, comme le rectangle est Récipients sous pression de petit volume avec une ligne diagonale et une ellipse comme axe principal) moins de 150 mm sont classés comme récipients sous pression de classe I ;les fluides non spécifiés dans les deux normes GBZ230 et HG20660 doivent être examinés de manière exhaustive en fonction de leurs propriétés chimiques, de leur degré de danger et de leur contenu. Le groupe de fluides est déterminé par l'unité de conception du récipient sous pression.
En raison des différences dans les politiques économiques, les politiques techniques, les bases industrielles et les systèmes de gestion des différents pays, les méthodes de classification des récipients sous pression sont également différentes les unes des autres.Lors de la conception d'appareils sous pression utilisant des normes internationales ou des normes étrangères avancées, des méthodes de classification correspondantes doivent être adoptées.
Par exemple, la « directive sur les équipements sous pression » de l'UE 97/23/CE détermine de manière exhaustive les dangers des équipements sous pression en fonction de facteurs tels que la pression de service admissible, la pression de vapeur à la température de service maximale admissible, le risque moyen, le volume géométrique ou la taille nominale, et utiliser.L'équipement sous pression est divisé en quatre catégories : I, II, III et IV, et les exigences correspondantes en matière de matériau, de conception, de fabrication et d'inspection sont indiquées.
Un autre exemple est la norme japonaise JISB8270 "Pressure Vessel (Basic Standard)" promulguée en 1993, qui divise les récipients sous pression en trois grades en fonction de la pression de conception et du danger du fluide : le troisième type de récipient sous pression a le grade le plus bas, et la portée d'application est que la température de conception n'est pas inférieure à 0℃, la pression de conception est inférieure à 1MPa ;la pression de conception du deuxième type de récipient sous pression est inférieure à 30 MPa ;et la pression de conception du premier type de récipient sous pression doit généralement être inférieure à 100 MPa.Cependant, s'il existe des exigences particulières pour les matériaux, la fabrication, l'inspection, etc., les récipients sous pression avec une pression de conception supérieure à 100 MPa peuvent également être classés dans la première catégorie de récipients.
Heure de publication : 19 septembre 2022