Bejana tekan memiliki jangkauan penggunaan yang luas, jumlah yang besar dan kondisi kerja yang kompleks, dan tingkat kerusakan yang disebabkan oleh kecelakaan bervariasi.Tingkat bahaya terkait dengan banyak faktor, seperti tekanan desain, suhu desain, bahaya sedang, sifat mekanis material, kesempatan penggunaan, dan metode pemasangan.Semakin tinggi bahaya, semakin tinggi persyaratan untuk material, desain, pembuatan, inspeksi, penggunaan, dan pengelolaan bejana tekan.Oleh karena itu, diperlukan klasifikasi bejana tekan yang wajar.
1. Bahaya media
Bahaya media mengacu pada toksisitas, sifat mudah terbakar, sifat korosif, oksidasi, dll. dari media, di antaranya toksisitas dan sifat mudah terbakar merupakan faktor utama yang mempengaruhi klasifikasi bejana tekan.
(1) Toksisitas
Toksisitas mengacu pada kemampuan racun kimia untuk menyebabkan kerusakan pada tubuh, dan digunakan untuk menyatakan hubungan antara dosis racun dan respon racun.Ukuran toksisitas umumnya dinyatakan dalam dosis yang diperlukan suatu zat kimia untuk menyebabkan reaksi toksik tertentu pada hewan percobaan.Racun gas, dinyatakan sebagai konsentrasi zat di udara.Semakin rendah konsentrasi dosis yang dibutuhkan, semakin besar toksisitasnya.
Saat merancang bejana tekan, sesuai dengan konsentrasi media kimia maksimum yang diperbolehkan, China mengklasifikasikan media kimia sebagai sangat berbahaya (Ⅰ
Ada empat level: bahaya tinggi (levelⅡ), bahaya sedang (levelⅢ), dan bahaya ringan (levelⅣ).Yang disebut konsentrasi maksimum yang diijinkan mengacu pada konsentrasi tertinggi yang dianggap tidak berbahaya bagi tubuh manusia dari tingkat medis, dinyatakan dalam miligram zat beracun per meter kubik udara, dan satuannya adalah mg/m3.Kriteria klasifikasi umum adalah:
Sangat berbahaya (Kelas I) konsentrasi massa maksimum yang diijinkan <0.1mg/m3;
Sangat berbahaya (Kelas II) konsentrasi massa maksimum yang diijinkan 0,1~<1,0mg/m3;
Bahaya sedang (grade III) konsentrasi massa maksimum yang diijinkan 1.0~<10mg/m3;
Bahaya ringan (tingkat IV) Konsentrasi massa maksimum yang diperbolehkan adalah≥10 mg/m3.
Semakin tinggi toksisitas media, semakin serius kerusakan yang disebabkan oleh ledakan atau kebocoran bejana tekan, dan semakin tinggi persyaratan untuk pemilihan, pembuatan, inspeksi, dan manajemen material.Misalnya, pelat baja Q235-B tidak boleh digunakan untuk membuat bejana tekan dengan media yang sangat berbahaya;ketika membuat wadah yang mengandung media yang sangat atau sangat berbahaya, baja karbon dan pelat baja paduan rendah harus menjalani pengujian ultrasonik satu per satu, dan perlakuan panas pasca-las keseluruhan harus dilakukan, dan sambungan las Kelas A dan B pada wadah juga harus menjalani pengujian sinar atau ultrasonik 100%, dan uji kedap udara harus dilakukan setelah uji hidrolik memenuhi syarat.
Persyaratan untuk pembuatan wadah dengan toksisitas sedang atau ringan jauh lebih rendah.Tingkat toksisitas memiliki pengaruh besar pada pemilihan flensa, yang terutama tercermin dalam tingkat tekanan nominal flensa.Jika media internal cukup beracun, tekanan nominal flensa pipa yang dipilih tidak boleh kurang dari 1,0MPa;media internal tinggi atau bahaya toksisitas ekstrim, tekanan nominal flensa pipa yang dipilih tidak boleh kurang dari 1,6MPa, dan flensa las butt dengan leher juga harus digunakan sebanyak mungkin.
(2) Mudah terbakar
Campuran gas atau uap yang mudah terbakar dan udara tidak mudah terbakar atau meledak dalam proporsi apa pun, tetapi memiliki proporsi kuantitatif yang ketat dan berubah karena perubahan kondisi.Penelitian menunjukkan bahwa ketika kandungan gas yang mudah terbakar dalam campuran memenuhi kondisi pembakaran sempurna, reaksi pembakaran adalah yang paling ganas.Jika isinya berkurang atau bertambah, kecepatan nyala api akan berkurang, dan ketika konsentrasinya lebih rendah atau lebih tinggi dari nilai batas tertentu, ia tidak akan lagi terbakar dan meledak.Kisaran konsentrasi di mana campuran gas atau uap yang mudah terbakar dan udara akan meledak segera setelah bertemu dengan sumber api atau energi ledakan tertentu disebut batas konsentrasi ledakan, konsentrasi terendah pada saat ledakan disebut batas ledakan bawah, dan konsentrasi tertinggi disebut batas ledakan atas.
Batas ledakan umumnya dinyatakan dengan fraksi volume gas atau uap yang mudah terbakar dalam campuran.Media dengan batas ledakan bawah kurang dari 10%, atau perbedaan antara batas ledakan atas dan batas bawah lebih besar dari atau sama dengan 20%, umumnya disebut sebagai media yang mudah terbakar, seperti metana, etana, etilen, hidrogen, propana, butana, dll. Media yang mudah terbakar meliputi gas, cairan, dan padatan yang mudah terbakar.Media yang mudah terbakar yang terkandung dalam bejana tekan terutama mengacu pada gas yang mudah terbakar dan gas cair.
Media yang mudah terbakar mengedepankan persyaratan yang lebih tinggi pada pemilihan, desain, pembuatan, dan pengelolaan bejana tekan.Semua las (termasuk las sudut) dari bejana bertekanan sedang yang mudah terbakar harus mengadopsi struktur penetrasi penuh, dll.
2. Klasifikasi bejana tekan
Berbagai negara di dunia memiliki metode klasifikasi yang berbeda untuk bejana tekan.Bagian ini berfokus pada metode klasifikasi dalam “Peraturan Pengawasan Teknis Keselamatan Kapal Tekanan Stasioner China”.
(1) Klasifikasi berdasarkan tingkat tekanan
Menurut jenis tekanannya, bejana tekan dapat dibagi menjadi bejana tekan internal dan bejana tekan eksternal.Bejana tekan internal dapat dibagi menjadi empat tingkat tekanan sesuai dengan tekanan desain (p), yang dibagi sebagai berikut:
Wadah bertekanan rendah (kode L) 0,1MPa≤p<1.6MPa;
Wadah tekanan sedang (kode M) 1.6MPa≤p<10.0MPa;
Wadah bertekanan tinggi (kode H) 10MPa≤p<100MPa;
Wadah tekanan ultra-tinggi (kode U) p≥100MPa.
Dalam wadah tekanan eksternal, ketika tekanan internal wadah kurang dari tekanan atmosfer absolut (sekitar 0,1MPa), itu juga disebut wadah vakum.
(2) Klasifikasi menurut peran wadah dalam produksi
Menurut fungsi bejana tekan dalam proses produksi, dapat dibagi menjadi empat jenis: bejana tekan reaksi, bejana tekan penukar panas, bejana tekan pemisahan dan bejana tekan penyimpanan.Pembagian spesifiknya adalah sebagai berikut.
①Bejana tekan reaksi (kode R) terutama digunakan untuk menyelesaikan reaksi fisik dan kimia media, seperti reaktor, ketel reaksi, ketel polimerisasi, autoklaf, menara sintesis, autoklaf, generator gas, dll.
②Bejana tekan penukar panas (kode E) terutama digunakan untuk melengkapi bejana tekan penukar panas sedang.Seperti boiler panas limbah shell and tube, penukar panas, pendingin, kondensor, evaporator, pemanas, dll.
③Pemisahan bejana tekan (kode S) terutama digunakan untuk melengkapi buffer keseimbangan tekanan dari pemurnian dan pemisahan cairan dan gas menengah.Seperti pemisah, filter, pengumpul minyak, penyangga, menara pengering, dll.
④Bejana tekan penyimpanan (kode C, di mana kode tangki bulat B) terutama digunakan untuk menyimpan dan menampung gas, cairan, cairan
Bejana tekan untuk gas dan media lainnya.Seperti tangki penyimpanan amonia cair, tangki penyimpanan bahan bakar gas cair, dll.
Dalam bejana tekan, jika ada dua atau lebih prinsip proses pada saat yang sama, varietas harus dibagi sesuai dengan peran utama dalam proses tersebut.
(3) Klasifikasi berdasarkan metode pemasangan
Menurut metode pemasangannya, dapat dibagi menjadi bejana tekan tetap dan bejana tekan bergerak.
①Bejana tekan tetap mengacu pada bejana tekan dengan instalasi tetap dan lokasi penggunaan, dan kondisi proses dan operator yang relatif tetap.Seperti tangki penyimpanan horizontal, tangki bulat, menara, reaktor, dll di bengkel produksi.
②Bejana tekan bergerak mengacu pada peralatan pengangkutan yang terdiri dari tangki atau tabung gas volume besar dan alat atau rangka perjalanan yang terhubung secara permanen, termasuk gerbong tangki kereta api, gerbong tangki mobil, trailer pipa panjang, wadah tangki, dan wadah bundel tabung.Bejana tekan bergerak perlu mempertimbangkan gaya inersia dan tumpahan cairan selama transportasi, sehingga memiliki persyaratan khusus dalam hal struktur, penggunaan, dan keselamatan.
Bejana tekan yang berfungsi sebagai media bongkar muat, hanya digunakan di alat atau lapangan, dan tidak ikut serta dalam transportasi kereta api, jalan raya atau air bukan bejana tekan bergerak.
(4) Klasifikasi berdasarkan manajemen teknologi keselamatan
Beberapa metode klasifikasi yang disebutkan di atas hanya mempertimbangkan parameter desain tertentu atau kondisi penggunaan bejana tekan, dan tidak dapat secara komprehensif mencerminkan tingkat bahaya keseluruhan yang dihadapi bejana tekan.Misalnya, bejana tekan yang menyimpan media yang mudah terbakar atau cukup beracun atau lebih berbahaya jauh lebih berbahaya daripada bejana tekan dengan ukuran geometris yang sama yang menyimpan media yang tidak beracun atau tidak mudah terbakar.
Bahaya bejana tekan juga terkait dengan produk dari tekanan rancangannya p dan volume penuh V. Semakin besar nilai pV, semakin besar energi ledakan dan semakin besar bahaya saat bejana pecah.Desain, pembuatan, inspeksi, penggunaan, dan pengelolaan persyaratan kapal lebih tinggi.
Untuk alasan ini, dengan mempertimbangkan faktor-faktor seperti tekanan desain, volume, bahaya sedang, peran kapal dalam produksi, kekuatan material, struktur kapal, dan faktor lainnya, “Peraturan Pengawasan Teknis Keselamatan Kapal Tekanan” membagi bejana tekan dalam ruang lingkup yang berlaku menjadi tiga kategori.Yaitu, bejana tekan tipe pertama, bejana tekan tipe kedua dan bejana tekan tipe ketiga.
Dalam proses penggunaannya, ditemukan bahwa fokus dari metode klasifikasi ini tidak menonjol.Untuk bejana tekan multifungsi, sulit untuk menentukan fungsi mana yang memainkan peran utama dalam produksi, yang dengan mudah mengarah pada pendapat yang tidak konsisten saat mengklasifikasikan.Pada saat yang sama, dengan kemajuan ilmu material dan teknologi manufaktur, kekuatan material, struktur peti kemas, dll. tidak lagi menjadi faktor utama yang mempengaruhi tingkat risiko peti kemas.
Mengingat masalah di atas, untuk membuat klasifikasi sederhana dan unik, "Peraturan Pengawasan Teknologi Keamanan Kapal Tekanan Stasioner" China mengklasifikasikan bejana tekan berdasarkan tiga faktor, seperti media, tekanan desain dan volume, dan mengklasifikasikan bejana tekan dalam ruang lingkup yang berlaku ke dalam Kategori I. Untuk bejana tekan, bejana tekan Kelas II dan bejana tekan Kelas III, metode klasifikasi sekarang diperkenalkan.
①Pengelompokan media Media bejana tekan adalah gas, gas cair, dan cairan yang suhu kerja maksimumnya lebih tinggi atau sama dengan titik didih standarnya, dan dibagi menjadi dua kelompok sesuai dengan tingkat toksisitas dan risiko ledakan.
ⅰ.Kelompok media pertama: media kimiawi, media eksplosif, dan gas cair yang tingkat bahaya toksisitasnya sangat berbahaya dan sangat berbahaya.
ii.Kumpulan media kedua: media selain kumpulan media pertama.
Tingkat bahaya toksisitas dan tingkat bahaya ledakan medium ditentukan menurut dua standar GBZ230 "Klasifikasi Tingkat Bahaya Paparan Racun di Tempat Kerja" dan HG20660 "Klasifikasi Bahaya Toksisitas dan Tingkat Bahaya Ledakan Media Kimia di Kapal Tekanan ”.Ketika keduanya tidak konsisten, yang memiliki tingkat bahaya (berbahaya) tertinggi akan berlaku.
②Klasifikasi bejana tekan Klasifikasi bejana tekan pertama-tama harus memilih diagram klasifikasi yang sesuai dengan karakteristik media, dan kemudian
Ukur tekanan p (satuan MPa) dan volume V (satuan m3), tandai titik koordinatnya, dan tentukan kategori wadahnya.
Saya.Untuk kelompok media pertama, klasifikasi bejana tekan ditunjukkan pada Gambar 1-2.
Ketika titik koordinat terletak pada garis klasifikasi Gambar 1-2 atau Gambar 1-3, maka diklasifikasikan menurut kategori yang lebih tinggi;volume kurang dari 25L atau diameter dalam (untuk bagian non-lingkaran, ini mengacu pada lebar, tinggi atau garis diagonal, seperti persegi panjang adalah bejana tekan volume kecil dengan garis diagonal dan elips sebagai sumbu utama) kurang dari 150 mm diklasifikasikan sebagai bejana tekan Kelas I;media yang tidak ditentukan dalam dua standar GBZ230 dan HG20660 harus dipertimbangkan secara komprehensif sesuai dengan sifat kimianya, tingkat bahaya dan kandungannya. Kelompok media ditentukan oleh unit desain bejana tekan.
Karena perbedaan kebijakan ekonomi, kebijakan teknis, basis industri, dan sistem manajemen di berbagai negara, metode klasifikasi bejana tekan juga berbeda satu sama lain.Saat merancang bejana tekan menggunakan standar internasional atau standar asing lanjutan, metode klasifikasi yang sesuai harus diadopsi.
Misalnya, "Petunjuk Peralatan Tekanan" UE 97/23/EC secara komprehensif menentukan bahaya peralatan bertekanan menurut faktor-faktor seperti tekanan kerja yang diperbolehkan, tekanan uap pada suhu kerja maksimum yang diperbolehkan, bahaya sedang, volume geometris atau ukuran nominal, dan menggunakan.Peralatan bantalan tekanan dibagi menjadi empat kategori: I, II, III, dan IV, dan persyaratan material, desain, manufaktur, dan inspeksi yang sesuai diberikan.
Contoh lain adalah JISB8270 Jepang "Pressure Vessel (Basic Standard)" yang diumumkan pada tahun 1993, yang membagi bejana tekan menjadi tiga tingkat sesuai dengan tekanan desain dan bahaya medium: jenis bejana tekan ketiga memiliki tingkat terendah, dan ruang lingkup aplikasi adalah bahwa suhu desain tidak lebih rendah dari 0℃, tekanan desain kurang dari 1MPa;tekanan desain dari jenis bejana tekan kedua kurang dari 30MPa;dan tekanan desain dari jenis bejana tekan pertama umumnya harus kurang dari 100MPa.Namun, jika ada persyaratan khusus untuk bahan, pembuatan, inspeksi, dll., bejana tekan dengan tekanan desain lebih tinggi dari 100MPa juga dapat diklasifikasikan ke dalam kategori bejana pertama.
Waktu posting: Sep-19-2022