הסיווג המפורט של מכלי לחץ לא נעשה ברור יותר מזה!

לכלי לחץ טווח שימוש רחב, מספר רב ותנאי עבודה מורכבים ומידת הנזק הנגרם מתאונות משתנה.מידת המפגע קשורה לגורמים רבים, כגון לחץ עיצובי, טמפרטורת עיצוב, סיכון בינוני, תכונות מכניות של חומרים, אירועי שימוש ושיטות התקנה.ככל שהסיכון גבוה יותר, כך הדרישות לחומרי כלי לחץ, תכנון, ייצור, בדיקה, שימוש וניהול גבוהות יותר.לכן, נדרש סיווג סביר של מכלי לחץ.

1. סכנת תקשורת

מפגע התווך מתייחס לרעילות, דליקות, קורוזיביות, חמצון וכדומה של התווך, ביניהם רעילות ודליקות הם הגורמים העיקריים המשפיעים על סיווג כלי הלחץ.

(1) רעילות

רעילות מתייחסת ליכולתו של רעל כימי לגרום נזק לגוף, ומשמשת לבטא את הקשר בין מינון הרעל לבין התגובה הרעילה.גודל הרעילות מתבטא בדרך כלל במונחים של המינון הנדרש לחומר כימי כדי לגרום לתגובה רעילה מסוימת בחיות ניסוי.רעל גזי, מתבטא כריכוז החומר באוויר.ככל שריכוז המינון הנדרש נמוך יותר, כך הרעילות גדולה יותר.

בעת תכנון מכלי לחץ, על פי הריכוז המרבי המותר של מדיה כימית, סין מסווגת מדיה כימית כמסוכנת ביותר (Ⅰ

ישנן ארבע רמות: סיכון גבוה (רמהⅡ), סיכון בינוני (רמהⅢ), וסכנה קלה (רמהⅣ).מה שנקרא ריכוז מקסימלי מותר מתייחס לריכוז הגבוה ביותר הנחשב לא מזיק לגוף האדם מהרמה הרפואית, מבוטא במיליגרם של חומרים רעילים למטר מעוקב אוויר, והיחידה היא מ"ג/מ"ק.קריטריוני הסיווג הכלליים הם:

מסוכן ביותר (Class I) ריכוז מסה מקסימלי מותר <0.1mg/m3;

מסוכן מאוד (Class II) ריכוז מסה מקסימלי מותר 0.1~<1.0mg/m3;

סיכון בינוני (דרגה III) ריכוז מסה מקסימלי מותר 1.0~<10mg/m3;

סיכון קל (דרגה IV) ריכוז המסה המרבי המותר הוא≥10 מ"ג/מ"ק.

ככל שהרעילות של המדיום גבוהה יותר, כך הנזק הנגרם מהפיצוץ או הדליפה של מיכל הלחץ חמור יותר, והדרישות לבחירת החומר, הייצור, הבדיקה והניהול גבוהות יותר.לדוגמה, לוחות פלדה Q235-B לא ישמשו לייצור מכלי לחץ עם מדיה מסוכנת ביותר או מסוכנת ביותר;בעת ייצור מיכלים המכילים חומרים מסוכנים במיוחד או מסוכנים במיוחד, לוחות פלדת פחמן ולוחות פלדה סגסוגת נמוכה יהיו נתונים לבדיקה אולטרסאונד בזה אחר זה, ויש לבצע את הטיפול החום הכולל לאחר הריתוך, ואת החיבורים המרותכים מסוג A ו-B על המיכל צריך להיות נתון גם לבדיקת 100% קרינה או אולטרסאונד, ובדיקת אטימות האוויר חייבת להתבצע לאחר הסמכה של הבדיקה ההידראולית.

הדרישות לייצור מיכלים עם רעילות בינונית או קלה נמוכות בהרבה.למידת הרעילות השפעה רבה על בחירת האוגנים, המתבטאת בעיקר ברמת הלחץ הנומינלית של האוגן.אם המדיום הפנימי רעיל במידה בינונית, הלחץ הנומינלי של אוגן הצינור הנבחר לא צריך להיות פחות מ-1.0MPa;המדיום הפנימי גבוה או סכנות רעילות קיצוניות, הלחץ הנומינלי של אוגן הצינור הנבחר לא צריך להיות פחות מ-1.6MPa, ויש להשתמש גם באוגן ריתוך התחת עם הצוואר ככל האפשר.

(2) דליקות

תערובת הגז הדליק או האדים והאוויר אינה דליקה או נפיצה בשום פרופורציה, אך יש לה פרופורציה כמותית קפדנית ושינויים עקב שינויים בתנאים.המחקר מראה שכאשר תכולת הגז הדליק בתערובת עומדת בתנאי בעירה מלאה, תגובת הבעירה היא האלימה ביותר.אם תכולתו יורדת או עולה, מהירות שריפת הלהבה תרד, וכאשר הריכוז נמוך או גבוה מערך גבול מסוים, היא לא תישרף ותתפוצץ יותר.טווח הריכוזים בו תערובת של גז דליק או אדים ואוויר תתפוצץ מיד עם מפגש עם מקור שריפה או אנרגיית פיצוץ מסוימת נקרא גבול ריכוז הפיצוץ, הריכוז הנמוך ביותר בזמן הפיצוץ נקרא גבול הפיצוץ התחתון, וכן הריכוז הגבוה ביותר נקרא גבול הפיצוץ העליון.

גבול הפיצוץ מתבטא בדרך כלל על ידי חלק הנפח של גז דליק או אדים בתערובת.המדיום עם גבול הפיצוץ התחתון פחות מ-10%, או ההפרש בין גבול הפיצוץ העליון לגבול התחתון גדול או שווה ל-20%, המכונה בדרך כלל מדיה דליקה, כגון מתאן, אתאן, אתילן, מימן, פרופאן, בוטאן וכו'. חומר דליק כולל גזים, נוזלים ומוצקים דליקים.המדיום הדליק הכלול בכלי הלחץ מתייחס בעיקר לגז דליק ולגז נוזלי.

מדיה דליקת מציבה דרישות גבוהות יותר לגבי בחירה, עיצוב, ייצור וניהול של מיכלי לחץ.כל הריתוכים (כולל ריתוך פילה) של מכלי לחץ בינוני דליקים יאמצו מבנה חדירה מלא וכו'.

2. סיווג מכלי לחץ

למדינות שונות בעולם יש שיטות סיווג שונות למיכלי לחץ.סעיף זה מתמקד בשיטות הסיווג ב"תקנות הפיקוח הטכני של בטיחות כלי לחץ נייחים" של סין.

(1) סיווג לפי רמת לחץ

על פי סוג הלחץ ניתן לחלק את מיכלי הלחץ למיכלי לחץ פנימיים ולכלי לחץ חיצוניים.ניתן לחלק את מיכל הלחץ הפנימי לארבע רמות לחץ בהתאם ללחץ התכנון (p), המחולקות באופן הבא:

מיכל לחץ נמוך (קוד L) 0.1MPa≤p<1.6MPa;

מיכל לחץ בינוני (קוד M) 1.6MPa≤p<10.0MPa;

מיכל לחץ גבוה (קוד H) 10MPa≤p<100MPa;

מיכל לחץ אולטרה-גבוה (קוד U) p≥100MPa.

במיכל הלחץ החיצוני, כאשר הלחץ הפנימי של המיכל נמוך מלחץ אטמוספרי מוחלט (כ-0.1MPa), הוא נקרא גם מיכל ואקום.

(2) סיווג לפי תפקיד המכולות בייצור

על פי תפקידו של מיכל הלחץ בתהליך הייצור, ניתן לחלקו לארבעה סוגים: מיכל לחץ תגובה, מיכל לחץ חילופי חום, מיכל לחץ הפרדה ומכל לחץ אחסון.החלוקה הספציפית היא כדלקמן.

①מיכל לחץ תגובה (קוד R) משמש בעיקר להשלמת התגובה הפיזיקלית והכימית של המדיום, כגון כור, קומקום תגובה, קומקום פילמור, חיטוי, מגדל סינתזה, חיטוי, מחולל גז וכו'.

②מיכל לחץ חילופי חום (קוד E) משמש בעיקר להשלמת מיכל הלחץ חילופי חום בינוני.כגון דודי חום פסולת פגז וצינור, מחליפי חום, מצננים, מעבים, מאיידים, מחממים וכו'.

③מיכל לחץ הפרדה (קוד S) משמש בעיקר להשלמת חיץ איזון הלחץ של טיהור והפרדה של נוזלים וגזים בינוניים.כגון מפרידים, מסננים, קולטי שמן, חוצצים, מגדלי ייבוש וכו'.

④מיכל לחץ אחסון (קוד C, שבו מיכל כדורי קוד B) משמש בעיקר לאחסון והכלת גז, נוזל, נוזל

מכלי לחץ לגז ואמצעי מדיה אחרים.כגון מיכלי אחסון אמוניה נוזלית, מיכלי אחסון גז נפט נוזלי וכו'.

בכלי לחץ, אם ישנם שני עקרונות תהליך או יותר בו זמנית, יש לחלק את הזנים לפי התפקיד העיקרי בתהליך.

(3) סיווג לפי שיטת התקנה

על פי שיטת ההתקנה ניתן לחלק אותו למיכלי לחץ קבועים ולכלי לחץ ניידים.

①מיכל לחץ קבוע מתייחס למיכל הלחץ עם אתר התקנה ושימוש קבוע, ותנאי תהליך ומפעילים קבועים יחסית.כגון מיכלי אגירה אופקיים, מיכלים כדוריים, מגדלים, כורים וכדומה בסדנת הייצור.

②מיכל לחץ נייד מתייחס לציוד התחבורה המורכב ממיכלים או בלוני גז בנפח גדול וציוד נסיעה או מסגרות המחוברים באופן קבוע, לרבות קרונות מיכלי רכבת, קרונות טנקים לרכב, נגררים לצינור ארוך, מיכלי מיכלים ומיכלי צרור צינורות.מיכלי לחץ ניידים צריכים לקחת בחשבון כוח אינרציאלי ורידוד נוזלים במהלך ההובלה, ולכן יש להם דרישות מיוחדות מבחינת מבנה, שימוש ובטיחות.

מיכל לחץ בעל תפקיד של תווך טעינה ופריקה, משמש רק במכשיר או בשטח, ואינו משתתף בהובלת רכבת, כביש או מים אינו כלי לחץ נייד.

(4) סיווג לפי ניהול טכנולוגיית בטיחות

מספר שיטות הסיווג שהוזכרו לעיל מתייחסות רק לפרמטר עיצובי או מצב שימוש מסוים של מיכל הלחץ, ואינן יכולות לשקף באופן מקיף את רמת הסיכון הכוללת העומדת בפני מיכל הלחץ.לדוגמה, מיכל לחץ המאחסן חומר דליק או רעיל בינוני או מסוכן יותר מסוכן הרבה יותר מכלי לחץ באותו גודל גיאומטרי המאחסן חומר רעיל עדין או לא דליק.

הסכנה של מיכל הלחץ קשורה גם לתוצר הלחץ התכנוני שלו p והנפח המלא V. ככל שערך ה-pV גדול יותר, כך גדלה אנרגיית הפיצוץ והסכנה גדולה יותר כאשר הכלי נקרע.התכנון, הייצור, הבדיקה, השימוש והניהול של כלי השיט דרישות גבוהות יותר.

מסיבה זו, בהתחשב בגורמים כגון לחץ עיצובי, נפח, מפגע בינוני, תפקידו של כלי השיט בייצור, חוזק החומר, מבנה הכלי וגורמים נוספים, "תקנות הפיקוח הטכני על בטיחות כלי לחץ" מחלקת את מכלי הלחץ בהיקף הרלוונטי ל שלוש קטגוריות.כלומר, הסוג הראשון של מיכל הלחץ, הסוג השני של מיכל הלחץ והסוג השלישי של מיכל הלחץ.

בתהליך השימוש, נמצא כי המיקוד של שיטת סיווג זו אינו בולט.עבור מיכלי לחץ רב תפקודיים, קשה להגדיר איזו פונקציה משחקת תפקיד מרכזי בייצור, מה שמוביל בקלות לדעות לא עקביות בעת הסיווג.יחד עם זאת, עם התקדמות מדע החומרים וטכנולוגיית הייצור, חוזק החומר, מבנה המיכלים וכו' אינם עוד הגורמים העיקריים המשפיעים על רמת הסיכון של המכולות.

לאור הבעיות הנ"ל, על מנת להפוך את הסיווג לפשוט וייחודי, "תקנות הפיקוח על טכנולוגיית כלי הלחץ הנייחים" של סין מסווגות מכלי לחץ על פי שלושה גורמים, כגון בינוני, לחץ עיצובי ונפח, ומסווג מכלי לחץ בתוך היקף ישים לקטגוריה I. עבור מכלי לחץ, מכלי לחץ Class II ומכלי לחץ Class III, שיטות הסיווג מוצגות כעת.

①קיבוץ מדיום התווך של כלי הלחץ הוא גז, גז נוזלי ונוזל שטמפרטורת העבודה המקסימלית שלהם גבוהה או שווה לנקודת הרתיחה הרגילה שלו, ומחולק לשתי קבוצות לפי מידת הרעילות וסכנת הפיצוץ.

ⅰ.קבוצת המדיה הראשונה: חומרים כימיים, חומרי נפץ וגזים נוזליים שדרגת סכנת הרעילות שלהם מסוכנת ביותר ומסוכנת ביותר.

ii.קבוצת המדיה השנייה: מדיה אחרת מאשר קבוצת המדיה הראשונה.

דרגת סכנת הרעילות ומידת סכנת הפיצוץ של התווך נקבעות על פי שני התקנים של GBZ230 "סיווג דרגת הסיכון של חשיפה תעסוקתית לרעלים" ו-HG20660 "סיווג דרגת סכנת הרעילות וסכנת התפוצצות של כלי כימי בלחץ ".כאשר השניים אינם עקביים, זה עם דרגת המסוכנות הגבוהה ביותר (מסוכנת) יגבר.

②סיווג מכלי לחץ סיווג מכלי לחץ צריך לבחור תחילה את דיאגרמת הסיווג המתאים בהתאם למאפייני המדיום, ולאחר מכן

מדוד את הלחץ p (יחידה MPa) ואת נפח V (יחידה m3), סמן את נקודות הקואורדינטות וקבע את קטגוריית המיכל.

אני.עבור הקבוצה הראשונה של מדיה, סיווג מכלי הלחץ מוצג באיור 1-2.

כאשר נקודת הקואורדינטה ממוקמת על קו הסיווג של איור 1-2 או איור 1-3, היא מסווגת לפי הקטגוריה הגבוהה יותר;הנפח קטן מ-25 ליטר או הקוטר הפנימי (עבור חתכים לא עגולים, זה מתייחס לקו הרוחב, הגובה או האלכסוני, כמו למשל שהמלבן הוא כלי לחץ בנפח קטן עם קו אלכסוני ואליפסה כציר הראשי) פחות מ-150 מ"מ מסווגים כמכלי לחץ מסוג I;המדיה שלא צוינה בשני התקנים GBZ230 ו-HG20660 תישקל באופן מקיף על פי תכונותיהם הכימיות, מידת המפגע והתכולה שלהן. קבוצת האמצעים נקבעת על ידי יחידת התכנון של מיכלי הלחץ.

בשל ההבדלים במדיניות כלכלית, מדיניות טכנית, בסיסים תעשייתיים ומערכות ניהול של מדינות שונות, גם שיטות הסיווג של מכלי לחץ שונות זו מזו.בעת תכנון מכלי לחץ באמצעות תקנים בינלאומיים או תקנים זרים מתקדמים, יש לאמץ שיטות סיווג מתאימות.

לדוגמה, האיחוד האירופי 97/23/EC "דירקטיבה של ציוד לחץ" קובע באופן מקיף את הסכנות של ציוד לחץ על פי גורמים כגון לחץ עבודה מותר, לחץ אדים בטמפרטורת העבודה המקסימלית המותרת, סיכון בינוני, נפח גיאומטרי או גודל נומינלי, וכן להשתמש.הציוד נושא הלחץ מחולק לארבע קטגוריות: I, II, III ו- IV, וניתנות דרישות החומר, התכנון, הייצור והבדיקה המתאימות.

דוגמה נוספת היא ה-JISB8270 "כלי לחץ (תקן בסיסי)" של יפן שהוכרז בשנת 1993, המחלק את מכלי הלחץ לשלוש דרגות בהתאם ללחץ התכנון והסכנה של המדיום: הסוג השלישי של מיכל הלחץ הוא בעל הדרגה הנמוכה ביותר, וההיקף היישום הוא שטמפרטורת התכנון אינה נמוכה מ-0℃, לחץ העיצוב הוא פחות מ-1MPa;לחץ התכנון של הסוג השני של מיכל הלחץ הוא פחות מ-30MPa;ולחץ התכנון של הסוג הראשון של כלי הלחץ צריך להיות בדרך כלל פחות מ-100MPa.עם זאת, אם קיימות דרישות מיוחדות לחומרים, ייצור, בדיקה וכדומה, ניתן לסווג גם מיכלי לחץ עם לחץ עיצובי גבוה מ-100MPa לקטגוריה הראשונה של מכלים.