Posude pod tlakom imaju široku primjenu, velik broj i složene uvjete rada, a stupanj oštećenja uzrokovanih nezgodama je različit.Stupanj opasnosti povezan je s mnogim čimbenicima, kao što su projektirani tlak, projektirana temperatura, srednja opasnost, mehanička svojstva materijala, prilike uporabe i metode ugradnje.Što je veća opasnost, to su veći zahtjevi za materijale tlačnih posuda, dizajn, proizvodnju, inspekciju, upotrebu i upravljanje.Stoga je potrebna razumna klasifikacija tlačnih posuda.
1. Medijska opasnost
Opasnost medija odnosi se na toksičnost, zapaljivost, korozivnost, oksidaciju itd. medija, među kojima su toksičnost i zapaljivost glavni čimbenici koji utječu na klasifikaciju tlačnih posuda.
(1) Toksičnost
Toksičnost se odnosi na sposobnost kemijskog otrova da uzrokuje štetu tijelu, a koristi se za izražavanje odnosa između doze otrova i toksičnog odgovora.Veličina toksičnosti općenito se izražava dozom koja je potrebna da kemijska tvar izazove određenu toksičnu reakciju kod pokusnih životinja.Plinoviti otrov, izražen kao koncentracija tvari u zraku.Što je niža koncentracija potrebne doze, veća je toksičnost.
Prilikom projektiranja tlačnih posuda, prema maksimalnoj dopuštenoj koncentraciji kemijskih medija, Kina klasificira kemijske medije kao iznimno opasne (Ⅰ
Postoje četiri razine: visoka opasnost (razinaⅡ), umjerena opasnost (razinaⅢ) i blaga opasnost (razinaⅣ).Tzv. maksimalno dopuštena koncentracija odnosi se na najvišu koncentraciju za koju se s medicinske razine smatra da nije štetna za ljudski organizam, izraženu u miligramima otrovnih tvari po kubnom metru zraka, a jedinica je mg/m3.Opći kriteriji klasifikacije su:
Iznimno opasno (klasa I) najveća dopuštena masena koncentracija <0,1mg/m3;
Vrlo opasno (klasa II) najveća dopuštena masena koncentracija 0,1~<1,0mg/m3;
Umjerena opasnost (stupanj III) najveća dopuštena masena koncentracija 1,0~<10mg/m3;
Blaga opasnost (IV stupanj) Najveća dopuštena masena koncentracija je≥10 mg/m3.
Što je veća toksičnost medija, to je ozbiljnija šteta uzrokovana eksplozijom ili curenjem tlačne posude, te su veći zahtjevi za odabir materijala, proizvodnju, inspekciju i upravljanje.Na primjer, čelične ploče Q235-B ne smiju se koristiti za proizvodnju tlačnih posuda s iznimno ili vrlo opasnim medijima;kada se proizvode spremnici koji sadrže iznimno ili vrlo opasne medije, ploče od ugljičnog čelika i niskolegiranog čelika moraju se podvrgnuti ultrazvučnom ispitivanju jedna po jedna, a mora se provesti cjelokupna toplinska obrada nakon zavarivanja, a zavareni spojevi klase A i B na spremnik također treba biti podvrgnut 100%-tnom ispitivanju zračenjem ili ultrazvučnim ispitivanjem, a ispitivanje nepropusnosti zraka mora se provesti nakon osposobljavanja hidrauličkog ispitivanja.
Zahtjevi za proizvodnju spremnika s umjerenom ili blagom toksičnošću znatno su manji.Stupanj toksičnosti ima veliki utjecaj na izbor prirubnica, što se uglavnom ogleda u nominalnoj razini tlaka prirubnice.Ako je unutarnji medij umjereno toksičan, nazivni tlak odabrane prirubnice cijevi ne smije biti manji od 1,0 MPa;unutarnji medij je visoka ili opasnost od ekstremne toksičnosti, nominalni tlak odabrane prirubnice cijevi ne smije biti manji od 1,6 MPa, a prirubnicu za sučeono zavarivanje s vratom također treba koristiti što je više moguće.
(2) Zapaljivost
Smjesa zapaljivog plina ili pare i zraka nije zapaljiva niti eksplozivna ni u kojem omjeru, ali ima strogi kvantitativni omjer i mijenja se zbog promjene uvjeta.Istraživanja pokazuju da kada sadržaj zapaljivog plina u smjesi zadovoljava uvjete potpunog izgaranja, reakcija izgaranja je najburnija.Ako se njegov sadržaj smanji ili poveća, brzina gorenja plamena će se smanjiti, a kada je koncentracija niža ili viša od određene granične vrijednosti, više neće gorjeti i eksplodirati.Područje koncentracije pri kojem će smjesa zapaljivog plina ili pare i zraka eksplodirati odmah po susretu s izvorom vatre ili određenom energijom detonacije naziva se granica koncentracije eksplozije, najniža koncentracija u trenutku eksplozije naziva se donja granica eksplozije, a najveća koncentracija naziva se gornja granica eksplozivnosti.
Granica eksplozivnosti općenito se izražava volumnim udjelom zapaljivog plina ili pare u smjesi.Medij s donjom granicom eksplozivnosti manjom od 10%, ili je razlika između gornje granice eksplozivnosti i donje granice veća od ili jednaka 20%, općenito se naziva zapaljivim medijem, kao što su metan, etan, etilen, vodik, propan, butan, itd. Zapaljivi mediji uključuju zapaljive plinove, tekućine i krutine.Zapaljivi medij sadržan u posudi pod tlakom uglavnom se odnosi na zapaljivi plin i ukapljeni plin.
Zapaljivi mediji postavljaju veće zahtjeve za odabir, dizajn, proizvodnju i upravljanje tlačnim posudama.Svi zavari (uključujući kutne zavare) zapaljivih posuda srednjeg tlaka moraju imati strukturu potpunog prodiranja, itd.
2. Klasifikacija tlačnih posuda
Različite zemlje u svijetu imaju različite metode klasifikacije tlačnih posuda.Ovaj odjeljak fokusira se na metode klasifikacije u kineskim “Pravilima o sigurnosnom tehničkom nadzoru stacionarnih tlačnih posuda”.
(1) Razvrstavanje prema razini tlaka
Prema vrsti tlaka, tlačne posude se mogu podijeliti na unutarnje tlačne posude i vanjske tlačne posude.Unutarnja tlačna posuda može se podijeliti u četiri razine tlaka prema projektiranom tlaku (p), koje su podijeljene na sljedeći način:
Posuda niskog tlaka (šifra L) 0,1MPa≤p<1,6 MPa;
Spremnik srednjeg tlaka (šifra M) 1,6 MPa≤p<10,0 MPa;
Visokotlačni (šifra H) spremnik 10MPa≤p<100 MPa;
Ultravisoki tlak (šifra U) spremnik str≥100 MPa.
U spremniku vanjskog tlaka, kada je unutarnji tlak spremnika manji od apsolutnog atmosferskog tlaka (oko 0,1 MPa), također se naziva vakuumski spremnik.
(2) Podjela prema ulozi spremnika u proizvodnji
Prema funkciji tlačne posude u proizvodnom procesu, može se podijeliti u četiri vrste: reakcijska tlačna posuda, tlačna posuda za izmjenu topline, tlačna posuda za odvajanje i tlačna posuda za skladištenje.Konkretna podjela je sljedeća.
①Reakcijska tlačna posuda (šifra R) uglavnom se koristi za završetak fizikalne i kemijske reakcije medija, kao što su reaktor, reakcijski kotao, polimerizacijski kotao, autoklav, toranj za sintezu, autoklav, generator plina itd.
②Tlačna posuda za izmjenu topline (šifra E) uglavnom se koristi za kompletiranje tlačne posude za izmjenu topline srednje vrijednosti.Kao što su ljuskasti i cijevni kotlovi za otpadnu toplinu, izmjenjivači topline, hladnjaci, kondenzatori, isparivači, grijači itd.
③Tlačna posuda za odvajanje (šifra S) uglavnom se koristi za dovršavanje međuspremnika ravnoteže tlaka za pročišćavanje i odvajanje srednje tekućine i plina.Kao što su separatori, filteri, sakupljači ulja, puferi, tornjevi za sušenje itd.
④Tlačna posuda za skladištenje (šifra C, u kojoj je sferni spremnik šifra B) uglavnom se koristi za skladištenje i držanje plina, tekućine, tekućine
Posude pod tlakom za plin i druge medije.Kao što su spremnici za skladištenje tekućeg amonijaka, spremnici za skladištenje ukapljenog naftnog plina itd.
U posudi pod tlakom, ako postoje dva ili više principa procesa u isto vrijeme, sorte se trebaju podijeliti prema glavnoj ulozi u procesu.
(3) Razvrstavanje prema načinu ugradnje
Prema načinu postavljanja, može se podijeliti na fiksne tlačne posude i mobilne tlačne posude.
①Fiksna tlačna posuda odnosi se na tlačnu posudu s fiksnom instalacijom i mjestom upotrebe, te relativno fiksnim uvjetima procesa i operaterima.Kao što su vodoravni spremnici, sferni spremnici, tornjevi, reaktori itd. u proizvodnoj radionici.
②Mobilna tlačna posuda odnosi se na transportnu opremu koja se sastoji od spremnika ili plinskih cilindara velikog volumena i trajno spojenih pokretnih sredstava ili okvira, uključujući željezničke cisterne, automobilske cisterne, prikolice za duge cijevi, kontejnere cisterne i kontejnere sa snopovima cijevi.Mobilne tlačne posude moraju uzeti u obzir inercijsku silu i prskanje tekućine tijekom transporta, stoga imaju posebne zahtjeve u pogledu strukture, upotrebe i sigurnosti.
Tlačna posuda koja ima funkciju utovara i pražnjenja medija, koristi se samo u uređaju ili na terenu i ne sudjeluje u željezničkom, cestovnom ili vodnom transportu nije mobilna tlačna posuda.
(4) Razvrstavanje prema upravljanju sigurnosnom tehnologijom
Nekoliko gore spomenutih metoda klasifikacije uzimaju u obzir samo određene konstrukcijske parametre ili uvjete uporabe tlačne posude i ne mogu sveobuhvatno odražavati ukupnu razinu opasnosti s kojom se tlačna posuda suočava.Na primjer, tlačna posuda koja pohranjuje zapaljive ili umjereno otrovne ili opasnije medije mnogo je opasnija od tlačne posude iste geometrijske veličine koja pohranjuje blago otrovne ili nezapaljive medije.
Opasnost tlačne posude također je povezana s umnoškom projektiranog tlaka p i punog volumena V. Što je veća pV vrijednost, to je veća energija eksplozije i veća je opasnost od pucanja posude.Dizajn, proizvodnja, inspekcija, uporaba i upravljanje brodom imaju veće zahtjeve.
Iz tog razloga, uzimajući u obzir čimbenike kao što su projektirani tlak, volumen, srednja opasnost, uloga posude u proizvodnji, čvrstoća materijala, struktura posude i drugi čimbenici, „Propisi o tehničkom nadzoru sigurnosti posuda pod tlakom” dijele tlačne posude unutar primjenjivog opsega na tri kategorije.Odnosno, prvi tip tlačne posude, drugi tip tlačne posude i treći tip tlačne posude.
U procesu uporabe utvrđuje se da fokus ove metode klasifikacije nije istaknut.Za višenamjenske tlačne posude teško je definirati koja funkcija ima glavnu ulogu u proizvodnji, što lako dovodi do nedosljednih mišljenja prilikom klasifikacije.U isto vrijeme, s napretkom znanosti o materijalima i tehnologije proizvodnje, čvrstoća materijala, struktura spremnika itd. više nisu glavni čimbenici koji utječu na razinu rizika spremnika.
S obzirom na gore navedene probleme, kako bi klasifikacija bila jednostavna i jedinstvena, kineski “Pravilnik o nadzoru tehnologije za sigurnost stacionarnih tlačnih posuda” klasificira tlačne posude prema tri faktora, kao što su medij, projektirani tlak i volumen, te klasificira tlačne posude unutar primjenjivi opseg u kategoriju I. Za tlačne posude, tlačne posude klase II i tlačne posude klase III sada se uvode metode klasifikacije.
①Grupiranje medija Medij tlačne posude je plin, ukapljeni plin i tekućina čija je maksimalna radna temperatura viša ili jednaka standardnoj točki vrelišta, a dijeli se u dvije skupine prema stupnju toksičnosti i opasnosti od eksplozije.
ⅰ.Prva skupina medija: kemijski mediji, eksplozivni mediji i ukapljeni plinovi čiji je stupanj opasnosti od toksičnosti izrazito opasan i visoko opasan.
ii.Drugi skup medija: mediji različiti od prvog skupa medija.
Stupanj opasnosti od toksičnosti i stupanj opasnosti od eksplozije medija određuju se prema dva standarda GBZ230 „Klasifikacija stupnja opasnosti od profesionalne izloženosti otrovima” i HG20660 „Klasifikacija opasnosti od toksičnosti i stupnja opasnosti od eksplozije kemijskog medija u posudama pod tlakom ”.Kada su to dvoje nedosljedni, prevladat će onaj s najvećim stupnjem opasnosti (opasan).
②Klasifikacija posuda pod tlakom Za klasifikaciju posuda pod tlakom prvo treba odabrati odgovarajući klasifikacijski dijagram prema karakteristikama medija, a zatim
Izmjerite tlak p (jedinica MPa) i volumen V (jedinica m3), označite koordinatne točke i odredite kategoriju spremnika.
jaZa prvu skupinu medija, klasifikacija tlačnih posuda prikazana je na slici 1-2.
Kada se koordinatna točka nalazi na klasifikacijskoj crti na slici 1-2 ili slici 1-3, ona se razvrstava prema višoj kategoriji;volumen je manji od 25L ili unutarnji promjer (za nekružne presjeke, odnosi se na širinu, visinu ili dijagonalnu crtu, kao što je pravokutnik Tlačne posude malog volumena s dijagonalnom crtom i elipsom kao glavnom osi) manje od 150 mm klasificiraju se kao tlačne posude klase I;mediji koji nisu navedeni u dvije norme GBZ230 i HG20660 sveobuhvatno će se razmotriti u skladu s njihovim kemijskim svojstvima, stupnjem opasnosti i sadržajem. Grupa medija određena je jedinicom dizajna tlačne posude.
Zbog razlika u ekonomskim politikama, tehničkim politikama, industrijskim osnovama i sustavima upravljanja različitih zemalja, metode klasifikacije tlačnih posuda također se razlikuju jedna od druge.Pri projektiranju tlačnih posuda prema međunarodnim standardima ili naprednim stranim standardima, potrebno je usvojiti odgovarajuće metode klasifikacije.
Na primjer, EU 97/23/EC "Direktiva o tlačnoj opremi" sveobuhvatno utvrđuje opasnosti tlačne opreme prema čimbenicima kao što su dopušteni radni tlak, tlak pare pri maksimalnoj dopuštenoj radnoj temperaturi, srednja opasnost, geometrijski volumen ili nazivna veličina, i koristiti.Tlačna oprema podijeljena je u četiri kategorije: I, II, III i IV, a dani su i odgovarajući materijali, dizajn, izrada i zahtjevi za pregled.
Drugi primjer je japanski JISB8270 “Tlačna posuda (osnovni standard)” proglašen 1993., koji dijeli tlačne posude u tri razreda prema projektiranom tlaku i opasnosti medija: treća vrsta tlačne posude ima najnižu ocjenu, a opseg primjene je da projektna temperatura nije niža od 0℃, projektirani tlak je manji od 1MPa;projektirani tlak druge vrste tlačne posude manji je od 30 MPa;a projektirani tlak prve vrste tlačne posude općenito bi trebao biti manji od 100MPa.Međutim, ako postoje posebni zahtjevi za materijale, proizvodnju, inspekciju itd., tlačne posude s proračunskim tlakom većim od 100 MPa također se mogu svrstati u prvu kategoriju posuda.
Vrijeme objave: 19. rujna 2022