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La classificazione dettagliata dei recipienti a pressione non può essere più chiara di così!

I recipienti a pressione hanno un'ampia gamma di utilizzo, un numero elevato e condizioni di lavoro complesse e il grado di danno causato dagli incidenti varia.Il grado di rischio è correlato a molti fattori, come la pressione di progetto, la temperatura di progetto, il rischio medio, le proprietà meccaniche dei materiali, le occasioni d'uso e i metodi di installazione.Maggiore è il rischio, maggiori sono i requisiti per i materiali, la progettazione, la fabbricazione, l'ispezione, l'uso e la gestione dei recipienti a pressione.Pertanto, è necessaria una classificazione ragionevole dei recipienti a pressione.

 

1. Pericolo mediatico

Il pericolo del mezzo si riferisce alla tossicità, infiammabilità, corrosività, ossidazione, ecc. del mezzo, tra i quali la tossicità e l'infiammabilità sono i principali fattori che influenzano la classificazione dei recipienti a pressione.

 

(1) Tossicità

La tossicità si riferisce alla capacità di un veleno chimico di causare danni al corpo e viene utilizzata per esprimere la relazione tra la dose del veleno e la risposta tossica.L'entità della tossicità è generalmente espressa in termini di dose necessaria a una sostanza chimica per provocare una determinata reazione tossica negli animali da esperimento.Veleno gassoso, espresso come concentrazione della sostanza nell'aria.Minore è la concentrazione della dose richiesta, maggiore è la tossicità.

 

Durante la progettazione di recipienti a pressione, in base alla concentrazione massima consentita di mezzi chimici, la Cina classifica i mezzi chimici come estremamente pericolosi (

Ci sono quattro livelli: pericolo elevato (livello), pericolo moderato (grad) e pericolo lieve (livello).La cosiddetta concentrazione massima ammissibile si riferisce alla massima concentrazione considerata non dannosa per l'organismo umano a livello medico, espressa in milligrammi di sostanze tossiche per metro cubo d'aria, e l'unità è mg/m3.I criteri generali di classificazione sono:

 

Concentrazione di massa massima consentita estremamente pericolosa (Classe I) <0,1 mg/m3;

Concentrazione di massa massima consentita altamente pericolosa (Classe II) 0,1~<1,0 mg/m3;

Pericolo moderato (grado III) concentrazione di massa massima consentita 1,0~<10mg/m3;

Rischio lieve (grado IV) La concentrazione di massa massima consentita è10mg/m3.

 

Maggiore è la tossicità del mezzo, più grave è il danno causato dall'esplosione o dalla perdita del recipiente a pressione e maggiori sono i requisiti per la selezione, la produzione, l'ispezione e la gestione dei materiali.Ad esempio, le piastre in acciaio Q235-B non devono essere utilizzate per fabbricare recipienti a pressione con fluidi estremamente o altamente pericolosi;quando si fabbricano contenitori contenenti fluidi estremamente o altamente pericolosi, le lamiere in acciaio al carbonio e in acciaio bassolegato devono essere sottoposte a test ad ultrasuoni uno per uno e deve essere eseguito il trattamento termico post-saldatura complessivo e i giunti saldati di classe A e B su il contenitore deve inoltre essere sottoposto a test al 100% di raggi o ultrasuoni e il test di tenuta all'aria deve essere eseguito dopo che il test idraulico è stato qualificato.

I requisiti per la fabbricazione di contenitori con tossicità moderata o lieve sono molto inferiori.Il grado di tossicità ha una grande influenza sulla scelta delle flange, che si riflette principalmente nel livello di pressione nominale della flangia.Se il mezzo interno è moderatamente tossico, la pressione nominale della flangia del tubo selezionata non deve essere inferiore a 1,0 MPa;il mezzo interno è alto o rischio di tossicità estrema, la pressione nominale della flangia del tubo selezionata non deve essere inferiore a 1,6 MPa e anche la flangia di saldatura testa a testa con collo deve essere utilizzata il più possibile.

 

(2) Infiammabilità

La miscela di gas combustibile o vapore e aria non è combustibile o esplosiva in nessuna proporzione, ma ha una proporzione quantitativa rigorosa e cambia a causa di cambiamenti nelle condizioni.La ricerca mostra che quando il contenuto di gas combustibile nella miscela soddisfa le condizioni di combustione completa, la reazione di combustione è la più violenta.Se il suo contenuto diminuisce o aumenta, la velocità di combustione della fiamma diminuirà e quando la concentrazione è inferiore o superiore a un certo valore limite, non brucerà più ed esploderà.L'intervallo di concentrazione in cui una miscela di gas combustibile o vapore e aria esploderà immediatamente dopo aver incontrato una fonte di fuoco o una certa energia di detonazione è chiamato limite di concentrazione dell'esplosione, la concentrazione più bassa al momento dell'esplosione è chiamata limite inferiore di esplosione e la concentrazione più alta è chiamata limite superiore di esplosione.

 

Il limite di esplosività è generalmente espresso dalla frazione volumetrica di gas o vapore infiammabile nella miscela.Il mezzo con il limite inferiore di esplosività inferiore al 10%, o la differenza tra il limite superiore di esplosività e il limite inferiore è maggiore o uguale al 20%, generalmente indicato come mezzo infiammabile, come metano, etano, etilene, idrogeno, propano, butano, ecc. I mezzi infiammabili includono gas, liquidi e solidi infiammabili.Il mezzo infiammabile contenuto nel recipiente a pressione si riferisce principalmente a gas infiammabili e gas liquefatti.

 

I mezzi infiammabili hanno presentato requisiti più elevati per la selezione, la progettazione, la produzione e la gestione dei recipienti a pressione.Tutte le saldature (comprese le saldature d'angolo) di recipienti a media pressione infiammabili devono adottare una struttura a piena penetrazione, ecc.

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2. Classificazione dei recipienti a pressione

Diversi paesi del mondo hanno metodi di classificazione diversi per i recipienti a pressione.Questa sezione è incentrata sui metodi di classificazione delle "Norme di supervisione tecnica di sicurezza per i recipienti a pressione stazionari" cinesi.

 

(1) Classificazione per livello di pressione

In base al tipo di pressione, i recipienti a pressione possono essere suddivisi in recipienti a pressione interni e recipienti a pressione esterni.Il recipiente a pressione interno può essere suddiviso in quattro livelli di pressione in base alla pressione di progetto (p), che sono suddivisi come segue:

 

Contenitore bassa pressione (codice L) 0.1MPap<1,6 MPa;

Contenitore a media pressione (codice M) 1.6MPap<10.0MPa;

Contenitore ad alta pressione (codice H) 10MPap<100MPa;

Contenitore ad altissima pressione (codice U) p100MPa.

 

Nel contenitore a pressione esterna, quando la pressione interna del contenitore è inferiore a una pressione atmosferica assoluta (circa 0,1 MPa), viene anche chiamato contenitore sottovuoto.

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(2) Classificazione in base al ruolo dei contenitori nella produzione

Secondo la funzione del recipiente a pressione nel processo di produzione, può essere suddiviso in quattro tipi: recipiente a pressione di reazione, recipiente a pressione di scambio termico, recipiente a pressione di separazione e recipiente a pressione di stoccaggio.La divisione specifica è la seguente.

 

Il recipiente a pressione di reazione (codice R) viene utilizzato principalmente per completare la reazione fisica e chimica del mezzo, come reattore, bollitore di reazione, bollitore di polimerizzazione, autoclave, torre di sintesi, autoclave, generatore di gas, ecc.

 

Il recipiente a pressione di scambio termico (codice E) viene utilizzato principalmente per completare il recipiente a pressione di scambio termico medio.Come caldaie a fascio tubiero, scambiatori di calore, refrigeratori, condensatori, evaporatori, riscaldatori, ecc.

 

Il recipiente a pressione di separazione (codice S) viene utilizzato principalmente per completare il buffer di bilanciamento della pressione della purificazione e separazione di fluidi e gas medi.Come separatori, filtri, collettori di olio, buffer, torri di essiccazione, ecc.

 

Il recipiente a pressione di stoccaggio (codice C, in cui il codice serbatoio sferico B) viene utilizzato principalmente per lo stoccaggio e il contenimento di gas, liquidi, liquidi

Recipienti a pressione per gas e altri fluidi.Come serbatoi di stoccaggio di ammoniaca liquida, serbatoi di stoccaggio di gas di petrolio liquefatto, ecc.

 

In un recipiente a pressione, se sono presenti due o più principi di processo contemporaneamente, le varietà dovrebbero essere suddivise in base al ruolo principale nel processo.

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(3) Classificazione per metodo di installazione

Secondo il metodo di installazione, può essere suddiviso in recipienti a pressione fissi e recipienti a pressione mobili.

Il recipiente a pressione fisso si riferisce al recipiente a pressione con installazione e sito di utilizzo fissi e condizioni di processo e operatori relativamente fissi.Come serbatoi di stoccaggio orizzontali, serbatoi sferici, torri, reattori, ecc. nell'officina di produzione.

 

Il recipiente a pressione mobile si riferisce all'attrezzatura di trasporto composta da serbatoi o bombole di gas di grande volume e attrezzatura da viaggio o telai collegati in modo permanente, inclusi vagoni cisterna ferroviari, vagoni cisterna per automobili, rimorchi a tubo lungo, container cisterna e container a fascio tubiero.I recipienti a pressione mobili devono tenere conto della forza d'inerzia e dello sbattimento del liquido durante il trasporto, quindi hanno requisiti speciali in termini di struttura, utilizzo e sicurezza.

 

Un recipiente a pressione che ha la funzione di carico e scarico del mezzo, viene utilizzato solo nel dispositivo o sul campo e non partecipa al trasporto ferroviario, stradale o idrico non è un recipiente a pressione mobile.

 

(4) Classificazione per gestione della tecnologia di sicurezza

I diversi metodi di classificazione sopra menzionati considerano solo un determinato parametro di progettazione o condizione d'uso del recipiente a pressione e non possono riflettere in modo completo il livello di rischio complessivo affrontato dal recipiente a pressione.Ad esempio, un recipiente a pressione che immagazzina sostanze infiammabili o moderatamente tossiche o più pericolose è molto più pericoloso di un recipiente a pressione della stessa dimensione geometrica che immagazzina sostanze leggermente tossiche o non infiammabili.

 

Il pericolo del recipiente a pressione è anche correlato al prodotto della sua pressione di progetto pe il volume completo V. Maggiore è il valore pV, maggiore è l'energia dell'esplosione e maggiore è il rischio di rottura del recipiente.La progettazione, la fabbricazione, l'ispezione, l'uso e la gestione dei requisiti più elevati della nave.

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Per questo motivo, considerando fattori come la pressione di progetto, il volume, il rischio medio, il ruolo del recipiente nella produzione, la resistenza del materiale, la struttura del recipiente e altri fattori, il "Regolamento per la supervisione tecnica della sicurezza dei recipienti a pressione" suddivide i recipienti a pressione nell'ambito di applicazione applicabile in tre categorie.Cioè, il primo tipo di recipiente a pressione, il secondo tipo di recipiente a pressione e il terzo tipo di recipiente a pressione.

 

Nel processo di utilizzo, si è riscontrato che l'obiettivo di questo metodo di classificazione non è prominente.Per i recipienti a pressione multifunzionali, è difficile definire quale funzione svolga un ruolo importante nella produzione, il che porta facilmente a opinioni incoerenti in fase di classificazione.Allo stesso tempo, con il progresso della scienza dei materiali e della tecnologia di produzione, la resistenza del materiale, la struttura del contenitore, ecc. non sono più i principali fattori che influenzano il livello di rischio dei contenitori.

 

Alla luce dei problemi di cui sopra, al fine di rendere la classificazione semplice e univoca, il "Regolamento di supervisione della tecnologia di sicurezza dei recipienti a pressione fissi" della Cina classifica i recipienti a pressione in base a tre fattori, come il mezzo, la pressione di progetto e il volume, e classifica i recipienti a pressione all'interno del campo di applicazione applicabile nella categoria I. Per i recipienti a pressione, i recipienti a pressione di classe II e i recipienti a pressione di classe III, sono ora introdotti i metodi di classificazione.

 

Raggruppamento del mezzo Il mezzo del recipiente a pressione è gas, gas liquefatto e liquido la cui temperatura massima di esercizio è superiore o uguale al suo punto di ebollizione standard ed è diviso in due gruppi in base al grado di tossicità e al rischio di esplosione.

.Il primo gruppo di mezzi: mezzi chimici, mezzi esplosivi e gas liquefatti il ​​cui grado di rischio di tossicità è estremamente pericoloso e altamente pericoloso.

ii.Il secondo set di supporti: supporti diversi dal primo set di supporti.

 

Il grado di pericolo di tossicità e il grado di pericolo di esplosione del mezzo sono determinati secondo i due standard di GBZ230 "Classificazione del grado di rischio di esposizione professionale a veleni" e HG20660 "Classificazione del grado di pericolo di tossicità e di rischio di esplosione del mezzo chimico in recipienti a pressione ”.Quando i due sono incoerenti, prevale quello con il più alto grado di pericolosità (pericoloso).

 

Classificazione dei recipienti a pressione La classificazione dei recipienti a pressione dovrebbe prima selezionare il diagramma di classificazione corrispondente in base alle caratteristiche del mezzo, quindi

Misurare la pressione p (unità MPa) e il volume V (unità m3), segnare i punti delle coordinate e determinare la categoria del contenitore.

 

io.Per il primo gruppo di mezzi, la classificazione dei recipienti a pressione è mostrata nella Figura 1-2.

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Quando il punto di coordinate si trova sulla linea di classificazione della Figura 1-2 o della Figura 1-3, viene classificato secondo la categoria superiore;il volume è inferiore a 25L o al diametro interno (per sezioni non circolari, si riferisce alla larghezza, all'altezza o alla linea diagonale, come il rettangolo è Recipienti a pressione di piccolo volume con una linea diagonale e un'ellisse come asse maggiore) inferiori a 150 mm sono classificati come recipienti a pressione di Classe I;i fluidi non specificati nelle due norme GBZ230 e HG20660 devono essere considerati in modo completo in base alle loro proprietà chimiche, grado di pericolo e contenuto. Il gruppo di fluidi è determinato dall'unità di progettazione del recipiente a pressione.

 

A causa delle differenze nelle politiche economiche, nelle politiche tecniche, nelle basi industriali e nei sistemi di gestione dei vari paesi, anche i metodi di classificazione dei recipienti a pressione sono diversi l'uno dall'altro.Quando si progettano recipienti a pressione utilizzando standard internazionali o standard stranieri avanzati, è necessario adottare metodi di classificazione corrispondenti.

 

Ad esempio, la "Direttiva sulle attrezzature a pressione" dell'UE 97/23/CE determina in modo esaustivo i pericoli delle attrezzature a pressione in base a fattori quali la pressione di esercizio consentita, la tensione di vapore alla temperatura di esercizio massima consentita, il rischio medio, il volume geometrico o la dimensione nominale e utilizzo.L'attrezzatura a pressione è suddivisa in quattro categorie: I, II, III e IV, e vengono forniti i corrispondenti requisiti di materiale, progettazione, fabbricazione e ispezione.

 

Un altro esempio è il giapponese JISB8270 "Pressure Vessel (Basic Standard)" promulgato nel 1993, che divide i recipienti a pressione in tre gradi in base alla pressione di progetto e alla pericolosità del mezzo: il terzo tipo di recipiente a pressione ha il grado più basso e la portata di applicazione è che la temperatura di progetto non sia inferiore a 0, la pressione di progetto è inferiore a 1 MPa;la pressione di progetto del secondo tipo di recipiente a pressione è inferiore a 30 MPa;e la pressione di progetto del primo tipo di recipiente a pressione dovrebbe generalmente essere inferiore a 100 MPa.Tuttavia, se vi sono requisiti speciali per materiali, produzione, ispezione, ecc., anche i recipienti a pressione con una pressione di progetto superiore a 100 MPa possono essere classificati nella prima categoria di recipienti.


Tempo di pubblicazione: 19 settembre 2022