圧力容器の使用範囲は広く、作業条件は多数かつ複雑であり、事故による被害の程度はさまざまです。危険度は、設計圧力、設計温度、中程度の危険性、材料の機械的特性、使用機会、設置方法などの多くの要因に関連します。危険性が高いほど、圧力容器の材質、設計、製造、検査、使用、管理に対する要件が高くなります。したがって、圧力容器を合理的に分類することが必要です。
1. メディアハザード
媒体の危険性とは、媒体の毒性、可燃性、腐食性、酸化などを指し、このうち毒性と可燃性は圧力容器の分類に影響を与える主な要素です。
(1) 毒性
毒性とは、化学毒が人体に損傷を与える能力を指し、毒の用量と毒性反応の関係を表すために使用されます。毒性の大きさは、一般に、化学物質が実験動物において特定の毒性反応を引き起こすのに必要な用量で表されます。空気中の物質の濃度として表されるガス状の毒。必要な用量の濃度が低いほど、毒性は大きくなります。
圧力容器を設計する際、化学媒体の最大許容濃度に従って、中国は化学媒体を非常に危険なものとして分類しています (Ⅰ
レベルは 4 つあります。 危険度が高い (レベルⅡ)、中程度の危険性 (レベルⅢ)、軽度の危険性 (レベルⅣ）。いわゆる最大許容濃度とは、医学的レベルから人体に害を及ぼさないと考えられる最高濃度を指し、空気1立方メートル当たりの有害物質のミリグラム数で表され、単位はmg/m3です。一般的な分類基準は次のとおりです。
非常に危険 (クラス I) 最大許容質量濃度 <0.1mg/m3;
非常に危険な (クラス II) 最大許容質量濃度 0.1~<1.0mg/m3;
中程度の危険性 (グレード III) 最大許容質量濃度 1.0~<10mg/m3;
軽度の危険性 (グレード IV) 最大許容質量濃度は次のとおりです。≥10mg/m3。
媒体の毒性が高いほど、圧力容器の爆発や漏洩による被害は大きくなり、材料の選択、製造、検査、管理の要件が高くなります。たとえば、Q235-B 鋼板は、非常に危険な媒体を使用する圧力容器の製造に使用してはなりません。非常に危険な媒体を含む容器を製造する場合、炭素鋼および低合金鋼板は 1 つずつ超音波検査を受け、溶接後の全体的な熱処理を実行し、クラス A および B の溶接継手を行う必要があります。コンテナは全数光線または超音波試験も受ける必要があり、水圧試験の合格後に気密試験を実行する必要があります。
中程度または軽度の毒性を持つ容器の製造要件ははるかに低くなります。毒性の程度はフランジの選択に大きな影響を及ぼし、それは主にフランジの公称圧力レベルに反映されます。内部媒体が中程度の毒性を持っている場合、選択したパイプフランジの公称圧力は 1.0MPa 以上である必要があります。内部媒体が高濃度または極度の毒性の危険性がある場合、選択した管フランジの呼び圧力は 1.6MPa 以上である必要があり、ネック付き突合せ溶接フランジも可能な限り使用する必要があります。
(2) 可燃性
可燃性ガスまたは蒸気と空気の混合物は、いかなる割合でも可燃性または爆発性ではありませんが、厳密な量的割合があり、条件の変化によって変化します。研究によると、混合気中の可燃性ガスの含有量が完全燃焼の条件を満たす場合、燃焼反応は最も激しくなります。その含有量が減少または増加すると、火炎の燃焼速度が低下し、濃度が一定の限界値を下回るかまたは増加すると、燃焼しなくなり爆発します。可燃性ガスまたは蒸気と空気の混合物が火源または特定の爆発エネルギーに遭遇したときに直ちに爆発する濃度範囲を爆発濃度限界といい、爆発時の最低濃度を爆発下限界といいます。最高濃度は爆発上限と呼ばれます。
爆発限界は一般に、混合物中の可燃性ガスまたは蒸気の体積分率で表されます。爆発下限が 10% 未満、または爆発上限と下限の差が 20% 以上の媒体で、一般に可燃性媒体と呼ばれるもので、メタン、エタン、エチレン、水素、可燃性媒体には、可燃性ガス、液体、固体が含まれます。圧力容器内に収容される可燃性媒体とは、主に可燃性ガスと液化ガスを指します。
可燃性媒体は、圧力容器の選択、設計、製造、管理に関してより高い要件を要求します。可燃性中圧容器の溶接部（隅肉溶接部を含む。）は、完全溶け込み構造等を採用すること。
2. 圧力容器の分類
世界のさまざまな国では、圧力容器の分類方法が異なります。このセクションでは、中国の「定置圧力容器安全技術監督規則」における分類方法に焦点を当てます。
(1) 圧力レベルによる分類
圧力容器は圧力の種類により内圧容器と外圧容器に分けられます。内部圧力容器は設計圧力 (p) に応じて 4 つの圧力レベルに分けることができ、次のように分類されます。
低圧（コードL）容器0.1MPa≤p<1.6MPa;
中圧（コードM）容器 1.6MPa≤p<10.0MPa;
高圧（コードH）容器10MPa≤p<100MPa;
超高圧（コードU）容器p≥100MPa。
外圧容器のうち、容器内の圧力が絶対大気圧（約0.1MPa）未満の場合は真空容器とも呼ばれます。
(2) 生産における容器の役割による分類
製造プロセスにおける圧力容器の機能に応じて、反応圧力容器、熱交換圧力容器、分離圧力容器、貯蔵圧力容器の 4 つのタイプに分類できます。具体的な区分は以下の通りです。
①反応圧力容器（コードR）は、主に反応器、反応釜、重合釜、オートクレーブ、合成塔、オートクレーブ、ガス発生器などの媒体の物理的および化学反応を完了するために使用されます。
②熱交換圧力容器 (コード E) は、主に中熱交換圧力容器を完成させるために使用されます。シェルアンドチューブ廃熱ボイラー、熱交換器、冷却器、凝縮器、蒸発器、ヒーターなど。
③分離圧力容器 (コード S) は、主に媒体流体とガスの精製と分離の圧力バランスバッファーを完了するために使用されます。分離器、フィルター、オイルコレクター、バッファー、乾燥塔など
④貯蔵圧力容器（コードC、球形タンクコードB）は主に気体、液体、液体の貯蔵と封入に使用されます。
ガスやその他の媒体用の圧力容器。液体アンモニア貯蔵タンク、液化石油ガス貯蔵タンクなど
圧力容器内で 2 つ以上のプロセス原理が同時に存在する場合、プロセスにおける主な役割に応じて種類を分割する必要があります。
(3) 設置方法による分類
設置方法に応じて、固定圧力容器と移動圧力容器に分けることができます。
①固定圧力容器とは、設置場所と使用場所が固定され、プロセス条件とオペレーターが比較的固定されている圧力容器を指します。生産工場における横型貯蔵タンク、球形タンク、塔、反応器など。
②移動式圧力容器とは、鉄道タンク車、自動車タンク車、長管トレーラー、タンクコンテナ、チューブバンドルコンテナなど、タンクや大容量ガスボンベと走行装置や架台を恒久的に連結した輸送機器を指します。移動式圧力容器は輸送中の慣性力や液体のスロッシングを考慮する必要があるため、構造、使用、安全性の面で特別な要件があります。
媒体の積み下ろしの機能を持ち、装置または現場でのみ使用され、鉄道、道路、水上輸送に関与しない圧力容器は、移動式圧力容器ではありません。
(4) 安全技術管理による分類
上記のいくつかの分類方法は、圧力容器の特定の設計パラメータや使用条件を考慮しているだけであり、圧力容器が直面する全体的な危険レベルを包括的に反映することはできません。たとえば、可燃性媒体、中毒性媒体、またはより危険な媒体を保管する圧力容器は、軽度の毒性媒体または不燃性媒体を保管する同じ幾何学的サイズの圧力容器よりもはるかに危険です。
圧力容器の危険性は、その設計圧力 p と全容積 V の積にも関係します。pV 値が大きいほど、爆発エネルギーが大きくなり、容器が破裂したときの危険性も大きくなります。船舶の設計、製造、検査、使用および管理には高い要件が求められます。
このため、「圧力容器保安技術監督規則」では、設計圧力、容積、媒体危険度、製造における容器の役割、材料強度、容器の構造等を考慮して、適用範囲内の圧力容器を次のように区分しています。 3つのカテゴリー。すなわち、第１の種類の圧力容器、第２の種類の圧力容器、および第３の種類の圧力容器である。
使用の過程で、この分類方法の焦点が目立たないことがわかります。多機能の圧力容器の場合、どの機能が生産に主要な役割を果たしているかを定義するのが難しく、分類する際に見解が矛盾しやすくなります。同時に、材料科学と製造技術の進歩により、材料の強度や容器の構造などが容器のリスクレベルに影響を与える主な要因ではなくなりました。
以上のような問題点を踏まえ、中国の「定置型圧力容器安全技術監督規則」では、分類を簡素かつ独自なものとするため、圧力容器を媒体、設計圧力、容積の3要素で分類し、圧力容器を基準内で分類している。圧力容器、クラスII圧力容器、クラスIII圧力容器については、分類方法が導入されました。
①媒体の分類 圧力容器の媒体は、最高使用温度が標準沸点以上の気体、液化ガス、液体であり、毒性の程度と爆発の危険性により２つのグループに分けられます。
ⅰ。第 1 グループの媒体: 化学媒体、爆発性媒体、および毒性危険度が極めて危険かつ非常に危険な液化ガス。
ii.2 番目のメディア セット: 1 番目のメディア セット以外のメディア。
媒体の毒性危険度および爆発危険度は、GBZ230「職業上の毒物暴露の危険度の分類」とHG20660「圧力容器における化学媒体の毒性危険度および爆発危険度の分類」の2つの基準に従って決定されます。 ”。両者が矛盾する場合は、危険度（危険）が最も高い方が優先されます。
②圧力容器の分類 圧力容器の分類は、まず媒体の特性に応じて対応する分類図を選択し、次に
圧力 p (単位 MPa) と体積 V (単位 m3) を測定し、座標点をマークし、容器のカテゴリを決定します。
私。最初のグループの媒体について、圧力容器の分類を図 1-2 に示します。
座標点が図 1-2 または図 1-3 の分類線上にある場合、上位カテゴリに従って分類されます。容積が25L未満または内径（非円形の場合は、幅、高さ、または対角線を指します。たとえば、長方形は対角線と楕円を長軸とする小容積圧力容器です） 150 mm 未満はクラス I 圧力容器に分類されます。GBZ230 および HG20660 の 2 つの規格で指定されていない媒体は、その化学的性質、危険性の程度、含有量に応じて総合的に考慮されます。媒体グループは圧力容器の設計単位によって決定されます。
各国の経済政策、技術政策、産業基盤、管理体制の違いにより、圧力容器の分類方法も異なります。国際規格または先進的な外国規格を使用して圧力容器を設計する場合は、対応する分類方法を採用する必要があります。
たとえば、EU 97/23/EC「圧力機器指令」では、許容作動圧力、最大許容作動温度での蒸気圧、中程度の危険度、幾何学的な体積または公称サイズ、および使用。耐圧機器は I、II、III、IV の 4 つのカテゴリに分類され、それぞれに対応する材料、設計、製造、検査の要件が定められています。
もう一つの例は、1993 年に公布された日本の JISB8270「圧力容器（基本規格）」です。これは、圧力容器を設計圧力と媒体の危険性に応じて 3 つのグレードに分けています。3 番目のタイプの圧力容器は最も低いグレードであり、適用範囲は次のとおりです。適用の条件は、設計温度が 0 以上であることです。℃、設計圧力は 1MPa 未満です。2 番目のタイプの圧力容器の設計圧力は 30MPa 未満です。そして、最初のタイプの圧力容器の設計圧力は、一般に 100MPa 未満である必要があります。ただし、材料、製造、検査等に特別な要件がある場合には、設計圧力が100MPaを超える圧力容器も第1種容器に分類することができます。
投稿日時: 2022 年 9 月 19 日