Os vasos de pressão têm uma ampla gama de uso, um grande número e condições de trabalho complexas, e o grau de danos causados por acidentes varia.O grau de perigo está relacionado a muitos fatores, como pressão de projeto, temperatura de projeto, risco médio, propriedades mecânicas dos materiais, ocasiões de uso e métodos de instalação.Quanto maior o risco, maiores os requisitos para materiais, projeto, fabricação, inspeção, uso e gerenciamento de vasos de pressão.Portanto, uma classificação razoável de vasos de pressão é necessária.
1. Perigo de mídia
O perigo do meio refere-se à toxicidade, inflamabilidade, corrosividade, oxidação, etc. do meio, entre os quais a toxicidade e a inflamabilidade são os principais fatores que afetam a classificação dos vasos de pressão.
(1) Toxicidade
Toxicidade refere-se à capacidade de um veneno químico causar danos ao corpo e é usada para expressar a relação entre a dose do veneno e a resposta tóxica.O tamanho da toxicidade é geralmente expresso em termos da dose necessária para uma substância química causar uma determinada reação tóxica em animais experimentais.Veneno gasoso, expresso como a concentração da substância no ar.Quanto menor a concentração da dose necessária, maior a toxicidade.
Ao projetar vasos de pressão, de acordo com a concentração máxima permitida de meios químicos, a China classifica os meios químicos como extremamente perigosos (Ⅰ
Existem quatro níveis: alto perigo (nívelⅡ), perigo moderado (nívelⅢ) e risco leve (nívelⅣ).A chamada concentração máxima permitida refere-se à concentração máxima considerada não prejudicial ao corpo humano do ponto de vista médico, expressa em miligramas de substâncias tóxicas por metro cúbico de ar, e a unidade é mg/m3.Os critérios gerais de classificação são:
Concentração de massa máxima permitida extremamente perigosa (Classe I) <0,1mg/m3;
Altamente perigoso (Classe II) concentração de massa máxima permitida 0,1~<1,0mg/m3;
Perigo moderado (grau III) concentração de massa máxima permitida 1,0~<10mg/m3;
Perigo leve (grau IV) A concentração de massa máxima permitida é≥10mg/m3.
Quanto maior a toxicidade do meio, mais sério o dano causado pela explosão ou vazamento do vaso de pressão e maiores os requisitos para seleção de material, fabricação, inspeção e gerenciamento.Por exemplo, chapas de aço Q235-B não devem ser usadas para fabricar vasos de pressão com meios extremamente ou altamente perigosos;ao fabricar recipientes contendo meios extremamente ou altamente perigosos, chapas de aço carbono e aço de baixa liga devem ser submetidas a testes ultrassônicos uma a uma, e o tratamento térmico geral pós-soldagem deve ser realizado e as juntas soldadas Classe A e B em o recipiente também deve ser submetido a 100% de raios ou ultrassom, e o teste de estanqueidade deve ser realizado após a qualificação do teste hidráulico.
Os requisitos para a fabricação de recipientes com toxicidade moderada ou leve são muito menores.O grau de toxicidade tem grande influência na escolha dos flanges, o que se reflete principalmente no nível de pressão nominal do flange.Se o meio interno for moderadamente tóxico, a pressão nominal do flange do tubo selecionado não deve ser inferior a 1,0MPa;o meio interno é alto ou riscos de toxicidade extrema, a pressão nominal do flange do tubo selecionado não deve ser inferior a 1,6 MPa e o flange de solda de topo com pescoço também deve ser usado tanto quanto possível.
(2) Inflamabilidade
A mistura de gás ou vapor combustível e ar não é combustível ou explosiva em nenhuma proporção, mas tem uma proporção quantitativa estrita e muda devido a mudanças nas condições.A pesquisa mostra que quando o teor de gás combustível na mistura atende às condições de combustão completa, a reação de combustão é a mais violenta.Se seu conteúdo diminuir ou aumentar, a velocidade de queima da chama diminuirá e, quando a concentração for menor ou maior que um determinado valor limite, ela não queimará mais e explodirá.A faixa de concentração na qual uma mistura de gás combustível ou vapor e ar explodirá imediatamente ao encontrar uma fonte de incêndio ou uma certa energia de detonação é chamada de limite de concentração de explosão, a menor concentração no momento da explosão é chamada de limite inferior de explosão e a concentração mais alta é chamada de limite superior de explosão.
O limite de explosão é geralmente expresso pela fração de volume de gás ou vapor inflamável na mistura.O meio com o limite inferior de explosão inferior a 10%, ou a diferença entre o limite superior de explosão e o limite inferior é maior ou igual a 20%, geralmente referido como meio inflamável, como metano, etano, etileno, hidrogênio, propano, butano, etc. Meios inflamáveis incluem gases, líquidos e sólidos inflamáveis.O meio inflamável contido no vaso de pressão refere-se principalmente a gás inflamável e gás liquefeito.
Os meios inflamáveis apresentam requisitos mais elevados na seleção, projeto, fabricação e gerenciamento de vasos de pressão.Todas as soldas (incluindo soldas de filete) de vasos de média pressão inflamáveis devem adotar uma estrutura de penetração total, etc.
2. Classificação de vasos de pressão
Diferentes países do mundo têm diferentes métodos de classificação para vasos de pressão.Esta seção enfoca os métodos de classificação nos “Regulamentos de Supervisão Técnica de Segurança de Vasos de Pressão Estacionários” da China.
(1) Classificação por nível de pressão
De acordo com o tipo de pressão, os vasos de pressão podem ser divididos em vasos de pressão internos e vasos de pressão externos.O vaso de pressão interno pode ser dividido em quatro níveis de pressão de acordo com a pressão de projeto (p), que são divididos da seguinte forma:
Recipiente de baixa pressão (código L) 0,1MPa≤p<1,6MPa;
Recipiente de média pressão (código M) 1.6MPa≤p<10,0MPa;
Recipiente de alta pressão (código H) 10MPa≤p<100MPa;
Recipiente de ultra-alta pressão (código U) p≥100MPa.
No recipiente de pressão externa, quando a pressão interna do recipiente é menor que a pressão atmosférica absoluta (cerca de 0,1MPa), também é chamado de recipiente a vácuo.
(2) Classificação de acordo com o papel dos contêineres na produção
De acordo com a função do vaso de pressão no processo de produção, ele pode ser dividido em quatro tipos: vaso de pressão de reação, vaso de pressão de troca de calor, vaso de pressão de separação e vaso de pressão de armazenamento.A divisão específica é a seguinte.
①Vaso de pressão de reação (código R) é usado principalmente para completar a reação física e química do meio, como reator, chaleira de reação, chaleira de polimerização, autoclave, torre de síntese, autoclave, gerador de gás, etc.
②Vaso de pressão de troca de calor (código E) é usado principalmente para completar o vaso de pressão de troca de calor médio.Tais como caldeiras de calor residual de casco e tubo, trocadores de calor, resfriadores, condensadores, evaporadores, aquecedores, etc.
③Vaso de pressão de separação (código S) é usado principalmente para completar o buffer de equilíbrio de pressão de fluido médio e purificação e separação de gás.Tais como separadores, filtros, coletores de óleo, tampões, torres de secagem, etc.
④Vaso de pressão de armazenamento (código C, no qual o tanque esférico código B) é usado principalmente para armazenar e conter gás, líquido, líquido
Vasos de pressão para gás e outros meios.Tais como tanques de armazenamento de amônia líquida, tanques de armazenamento de gás liquefeito de petróleo, etc.
Em um vaso de pressão, se houver dois ou mais princípios de processo ao mesmo tempo, as variedades devem ser divididas de acordo com a função principal no processo.
(3) Classificação por método de instalação
De acordo com o método de instalação, pode ser dividido em vasos de pressão fixos e vasos de pressão móveis.
①Vaso de pressão fixo refere-se ao vaso de pressão com instalação fixa e local de uso, e condições de processo e operadores relativamente fixos.Tais como tanques de armazenamento horizontais, tanques esféricos, torres, reatores, etc. na oficina de produção.
②Vaso de pressão móvel refere-se ao equipamento de transporte composto por tanques ou cilindros de gás de grande volume e engrenagens ou estruturas móveis permanentemente conectadas, incluindo vagões-tanque ferroviários, vagões-tanque automotivos, reboques de tubo longo, contêineres-tanque e contêineres de feixes de tubos.Os vasos de pressão móveis precisam considerar a força de inércia e o derramamento de líquidos durante o transporte, portanto, eles têm requisitos especiais em termos de estrutura, uso e segurança.
Um vaso de pressão que tem a função de carregar e descarregar o meio, é usado apenas no dispositivo ou campo e não participa do transporte ferroviário, rodoviário ou aquaviário não é um vaso de pressão móvel.
(4) Classificação por gerenciamento de tecnologia de segurança
Os vários métodos de classificação mencionados acima consideram apenas um determinado parâmetro de projeto ou condição de uso do vaso de pressão e não podem refletir de forma abrangente o nível geral de perigo enfrentado pelo vaso de pressão.Por exemplo, um vaso de pressão que armazena meios inflamáveis ou moderadamente tóxicos ou mais perigosos é muito mais perigoso do que um vaso de pressão do mesmo tamanho geométrico que armazena meios levemente tóxicos ou não inflamáveis.
O risco do vaso de pressão também está relacionado ao produto de sua pressão de projeto p e o volume total V. Quanto maior o valor de pV, maior a energia de explosão e maior o risco quando o vaso se romper.O projeto, fabricação, inspeção, uso e gerenciamento dos requisitos mais elevados do navio.
Por esta razão, considerando fatores como pressão de projeto, volume, risco médio, papel do vaso na produção, resistência do material, estrutura do vaso e outros fatores, o “Regulamento de Supervisão Técnica de Segurança de Vasos de Pressão” divide os vasos de pressão dentro do escopo aplicável em três categorias.Ou seja, o primeiro tipo de vaso de pressão, o segundo tipo de vaso de pressão e o terceiro tipo de vaso de pressão.
No processo de uso, verifica-se que o foco desse método de classificação não é proeminente.Para vasos de pressão multifuncionais, é difícil definir qual função desempenha um papel importante na produção, o que facilmente leva a opiniões inconsistentes ao classificar.Ao mesmo tempo, com o avanço da ciência dos materiais e da tecnologia de fabricação, a resistência do material, a estrutura do contêiner, etc. não são mais os principais fatores que afetam o nível de risco dos contêineres.
Tendo em vista os problemas acima, a fim de tornar a classificação simples e única, os “Regulamentos de Supervisão de Tecnologia de Segurança de Vasos de Pressão Estacionários” da China classifica os vasos de pressão de acordo com três fatores, como meio, pressão de projeto e volume, e classifica os vasos de pressão dentro do escopo aplicável na Categoria I. Para vasos de pressão, vasos de pressão Classe II e vasos de pressão Classe III, os métodos de classificação são agora introduzidos.
①Agrupamento do meio O meio do vaso de pressão é gás, gás liquefeito e líquido cuja temperatura máxima de trabalho é maior ou igual ao seu ponto de ebulição padrão, e é dividido em dois grupos de acordo com o grau de toxicidade e risco de explosão.
ⅰ.O primeiro grupo de meios: meios químicos, meios explosivos e gases liquefeitos cujo grau de perigo de toxicidade é extremamente perigoso e altamente perigoso.
ii.O segundo conjunto de mídia: mídia diferente do primeiro conjunto de mídia.
O grau de risco de toxicidade e o grau de risco de explosão do meio são determinados de acordo com os dois padrões de GBZ230 “Classificação do grau de perigo de exposição ocupacional a venenos” e HG20660 “Classificação do risco de toxicidade e grau de risco de explosão de meio químico em vasos de pressão ”.Quando os dois forem inconsistentes, prevalecerá aquele com maior grau de periculosidade (perigoso).
②Classificação dos vasos de pressão A classificação dos vasos de pressão deve primeiro selecionar o diagrama de classificação correspondente de acordo com as características do meio e depois
Meça a pressão p (unidade MPa) e o volume V (unidade m3), marque os pontos de coordenadas e determine a categoria do recipiente.
eu.Para o primeiro grupo de meios, a classificação dos vasos de pressão é mostrada na Figura 1-2.
Quando o ponto de coordenada está localizado na linha de classificação da Figura 1-2 ou Figura 1-3, ele é classificado de acordo com a categoria superior;o volume é inferior a 25L ou o diâmetro interno (para seções não circulares, refere-se à largura, altura ou linha diagonal, como o retângulo é Vasos de pressão de pequeno volume com uma linha diagonal e uma elipse como eixo principal) menos de 150 mm são classificados como vasos de pressão Classe I;os meios não especificados nos dois padrões GBZ230 e HG20660 devem ser considerados de forma abrangente de acordo com suas propriedades químicas, grau de perigo e conteúdo. O grupo médio é determinado pela unidade de projeto do vaso de pressão.
Devido às diferenças nas políticas econômicas, políticas técnicas, bases industriais e sistemas de gestão de vários países, os métodos de classificação dos vasos de pressão também são diferentes uns dos outros.Ao projetar vasos de pressão usando padrões internacionais ou padrões estrangeiros avançados, métodos de classificação correspondentes devem ser adotados.
Por exemplo, a “Diretiva de Equipamentos de Pressão” da UE 97/23/EC determina de forma abrangente os riscos de equipamentos de pressão de acordo com fatores como pressão de trabalho permitida, pressão de vapor na temperatura máxima de trabalho permitida, risco médio, volume geométrico ou tamanho nominal e usar.O equipamento de suporte de pressão é dividido em quatro categorias: I, II, III e IV, e os requisitos correspondentes de material, projeto, fabricação e inspeção são fornecidos.
Outro exemplo é o JISB8270 “Pressure Vessel (Basic Standard)” do Japão, promulgado em 1993, que divide os vasos de pressão em três graus de acordo com a pressão do projeto e o perigo do meio: o terceiro tipo de vaso de pressão tem o grau mais baixo e o escopo de aplicação é que a temperatura de projeto não é inferior a 0℃, a pressão de projeto é inferior a 1MPa;a pressão de projeto do segundo tipo de vaso de pressão é inferior a 30MPa;e a pressão de projeto do primeiro tipo de vaso de pressão geralmente deve ser inferior a 100 MPa.No entanto, se houver requisitos especiais para materiais, fabricação, inspeção, etc., os vasos de pressão com pressão de projeto superior a 100MPa também podem ser classificados na primeira categoria de vasos.
Horário da postagem: 19 de setembro de 2022