Tlakové nádoby majú široký rozsah použitia, veľký počet a zložité pracovné podmienky a stupeň škôd spôsobených nehodami je rôzny.Stupeň nebezpečenstva súvisí s mnohými faktormi, ako je návrhový tlak, návrhová teplota, stredné nebezpečenstvo, mechanické vlastnosti materiálov, príležitosti použitia a spôsoby inštalácie.Čím vyššie je nebezpečenstvo, tým vyššie sú požiadavky na materiály tlakových nádob, dizajn, výrobu, kontrolu, používanie a riadenie.Preto je potrebná primeraná klasifikácia tlakových nádob.
1. Nebezpečenstvo pre médiá
Nebezpečnosť média sa vzťahuje na toxicitu, horľavosť, žieravosť, oxidáciu atď. média, medzi ktorými sú toxicita a horľavosť hlavnými faktormi, ktoré ovplyvňujú klasifikáciu tlakových nádob.
(1) Toxicita
Toxicita sa vzťahuje na schopnosť chemického jedu spôsobiť poškodenie tela a používa sa na vyjadrenie vzťahu medzi dávkou jedu a toxickou reakciou.Veľkosť toxicity sa vo všeobecnosti vyjadruje ako dávka potrebná na to, aby chemická látka spôsobila určitú toxickú reakciu u pokusných zvierat.Plynný jed, vyjadrený ako koncentrácia látky vo vzduchu.Čím nižšia je koncentrácia požadovanej dávky, tým väčšia je toxicita.
Pri navrhovaní tlakových nádob podľa maximálnej povolenej koncentrácie chemických médií Čína klasifikuje chemické médiá ako mimoriadne nebezpečné (Ⅰ
Existujú štyri úrovne: vysoké nebezpečenstvo (úroveňⅡ), stredné nebezpečenstvo (úroveňⅢ) a mierne nebezpečenstvo (úroveňⅣ).Takzvaná maximálna prípustná koncentrácia sa vzťahuje na najvyššiu koncentráciu, ktorá sa z medicínskeho hľadiska nepovažuje za škodlivú pre ľudský organizmus, vyjadruje sa v miligramoch toxických látok na meter kubický vzduchu a jednotkou je mg/m3.Všeobecné klasifikačné kritériá sú:
Mimoriadne nebezpečné (trieda I) maximálna prípustná hmotnostná koncentrácia <0,1 mg/m3;
Vysoko nebezpečné (trieda II) maximálna prípustná hmotnostná koncentrácia 0,1~<1,0mg/m3;
Stredné nebezpečenstvo (III. stupeň) maximálna prípustná hmotnostná koncentrácia 1,0~<10mg/m3;
Mierne nebezpečenstvo (IV. stupeň) Maximálna povolená hmotnostná koncentrácia je≥10 mg/m3.
Čím vyššia je toxicita média, tým vážnejšie sú škody spôsobené výbuchom alebo netesnosťou tlakovej nádoby a tým vyššie sú požiadavky na výber materiálu, výrobu, kontrolu a riadenie.Napríklad oceľové dosky Q235-B sa nesmú používať na výrobu tlakových nádob s mimoriadne alebo vysoko nebezpečnými médiami;pri výrobe kontajnerov obsahujúcich extrémne alebo vysoko nebezpečné médiá sa platne z uhlíkovej ocele a nízkolegovanej ocele podrobia jeden po druhom skúšaniu ultrazvukom a musí sa vykonať celkové tepelné spracovanie po zváraní a zvárané spoje triedy A a B na kontajner by mal byť tiež podrobený 100% lúčovému alebo ultrazvukovému testovaniu a test vzduchotesnosti sa musí vykonať po kvalifikácii hydraulickej skúšky.
Požiadavky na výrobu nádob so strednou alebo miernou toxicitou sú oveľa nižšie.Stupeň toxicity má veľký vplyv na výber prírub, čo sa prejavuje najmä na úrovni nominálneho tlaku príruby.Ak je vnútorné médium stredne toxické, menovitý tlak vybranej príruby potrubia by nemal byť menší ako 1,0 MPa;vnútorné médium je vysoké alebo extrémne toxické, nominálny tlak vybranej príruby potrubia by nemal byť nižší ako 1,6 MPa a mala by sa čo najviac používať aj príruba na zváranie na tupo s hrdlom.
(2) Horľavosť
Zmes horľavého plynu alebo pár a vzduchu nie je horľavá ani výbušná v žiadnom pomere, ale má prísne kvantitatívne zastúpenie a mení sa v dôsledku zmien podmienok.Výskum ukazuje, že keď obsah horľavého plynu v zmesi spĺňa podmienky úplného spálenia, je spaľovacia reakcia najbúrlivejšia.Ak sa jeho obsah zníži alebo zvýši, rýchlosť horenia plameňa sa zníži a keď je koncentrácia nižšia alebo vyššia ako určitá limitná hodnota, už nebude horieť a explodovať.Koncentračný rozsah, pri ktorom zmes horľavého plynu alebo pár a vzduchu vybuchne bezprostredne po stretnutí so zdrojom ohňa alebo pri určitej detonačnej energii, sa nazýva medza koncentrácie výbuchu, najnižšia koncentrácia v čase výbuchu sa nazýva dolná medza výbušnosti a najvyššia koncentrácia sa nazýva horná medza výbušnosti.
Hranica výbušnosti sa vo všeobecnosti vyjadruje objemovým podielom horľavého plynu alebo pár v zmesi.Médium s dolnou medzou výbušnosti menšou ako 10 %, alebo rozdiel medzi hornou medzou výbušnosti a dolnou hranicou je väčší alebo rovný 20 %, všeobecne označované ako horľavé médiá, ako je metán, etán, etylén, vodík, propán, bután atď. Medzi horľavé médiá patria horľavé plyny, kvapaliny a tuhé látky.Horľavé médium obsiahnuté v tlakovej nádobe sa týka najmä horľavého plynu a skvapalneného plynu.
Horľavé médiá kladú vyššie požiadavky na výber, konštrukciu, výrobu a riadenie tlakových nádob.Všetky zvary (vrátane kútových zvarov) horľavých strednotlakových nádob musia mať úplnú penetračnú štruktúru atď.
2. Klasifikácia tlakových nádob
Rôzne krajiny sveta majú rôzne metódy klasifikácie tlakových nádob.Táto časť sa zameriava na klasifikačné metódy v čínskych „Nariadeniach o technickom dohľade o bezpečnosti stacionárnych tlakových nádob“.
(1) Klasifikácia podľa úrovne tlaku
Podľa druhu tlaku možno tlakové nádoby rozdeliť na vnútorné tlakové nádoby a vonkajšie tlakové nádoby.Vnútornú tlakovú nádobu je možné podľa konštrukčného tlaku (p) rozdeliť do štyroch tlakových úrovní, ktoré sa delia nasledovne:
Nízkotlaková (kód L) nádoba 0,1MPa≤p<1,6MPa;
Stredotlaková (kód M) nádoba 1,6MPa≤p<10,0 MPa;
Vysokotlaková (kód H) nádoba 10MPa≤p<100 MPa;
Ultravysokotlaková (kód U) nádoba str≥100 MPa.
Vo vonkajšej tlakovej nádobe, keď je vnútorný tlak nádoby nižší ako absolútny atmosférický tlak (asi 0,1 MPa), sa nazýva aj vákuová nádoba.
(2) Klasifikácia podľa úlohy kontajnerov vo výrobe
Podľa funkcie tlakovej nádoby vo výrobnom procese ju možno rozdeliť do štyroch typov: reakčná tlaková nádoba, teplovýmenná tlaková nádoba, separačná tlaková nádoba a skladovacia tlaková nádoba.Konkrétne rozdelenie je nasledovné.
①Reakčná tlaková nádoba (kód R) sa používa hlavne na dokončenie fyzikálnej a chemickej reakcie média, ako je reaktor, reakčný kotol, polymerizačný kotol, autokláv, syntézna veža, autokláv, generátor plynu atď.
②Teplovýmenná tlaková nádoba (kód E) sa používa hlavne na dokončenie stredotlakovej teplovýmennej nádoby.Ako sú plášťové a rúrkové kotly na odpadové teplo, výmenníky tepla, chladiče, kondenzátory, výparníky, ohrievače atď.
③Separačná tlaková nádoba (kód S) sa používa hlavne na dokončenie vyrovnávacej tlakovej vyrovnávacej pamäte pre čistenie a separáciu stredných tekutín a plynov.Ako sú separátory, filtre, zberače oleja, nárazníky, sušiace veže atď.
④Zásobná tlaková nádoba (kód C, v ktorej guľová nádrž kód B) sa používa hlavne na skladovanie a uchovávanie plynu, kvapaliny, kvapaliny
Tlakové nádoby na plyn a iné médiá.Ako sú zásobníky na kvapalný amoniak, zásobníky na skvapalnený ropný plyn atď.
V tlakovej nádobe, ak existujú súčasne dva alebo viac princípov procesu, by sa odrody mali rozdeliť podľa hlavnej úlohy v procese.
(3) Klasifikácia podľa spôsobu inštalácie
Podľa spôsobu inštalácie ho možno rozdeliť na pevné tlakové nádoby a mobilné tlakové nádoby.
①Pevná tlaková nádoba sa vzťahuje na tlakovú nádobu s pevným miestom inštalácie a použitia a relatívne pevnými podmienkami procesu a operátormi.Ako sú horizontálne skladovacie nádrže, guľové nádrže, veže, reaktory atď. vo výrobnej dielni.
②Mobilná tlaková nádoba sa vzťahuje na prepravné zariadenie zložené z nádrží alebo veľkoobjemových plynových fliaš a pojazdového ústrojenstva alebo rámov, ktoré sú trvalo spojené, vrátane železničných cisternových vozňov, automobilových cisternových vagónov, dlhotrubných prívesov, cisternových kontajnerov a kontajnerov so zväzkami rúrok.Mobilné tlakové nádoby musia brať do úvahy zotrvačnú silu a striekanie kvapaliny počas prepravy, takže majú špeciálne požiadavky z hľadiska konštrukcie, použitia a bezpečnosti.
Tlaková nádoba, ktorá má funkciu nakladania a vykladania média, používa sa iba v zariadení alebo na poli a nezúčastňuje sa železničnej, cestnej alebo vodnej dopravy, nie je pojazdnou tlakovou nádobou.
(4) Klasifikácia podľa manažmentu bezpečnostnej technológie
Viaceré metódy klasifikácie uvedené vyššie zohľadňujú len určitý konštrukčný parameter alebo podmienky používania tlakovej nádoby a nemôžu komplexne odrážať celkovú úroveň nebezpečenstva, ktorej tlaková nádoba čelí.Napríklad tlaková nádoba, v ktorej sa skladujú horľavé alebo stredne toxické alebo nebezpečnejšie médiá, je oveľa nebezpečnejšia ako tlaková nádoba rovnakej geometrickej veľkosti, ktorá skladuje mierne toxické alebo nehorľavé médiá.
Nebezpečnosť tlakovej nádoby súvisí aj so súčinom jej projektovaného tlaku p a plného objemu V. Čím väčšia je hodnota pV, tým väčšia je energia výbuchu a tým väčšie je nebezpečenstvo pri prasknutí nádoby.Konštrukcia, výroba, kontrola, používanie a riadenie nádoby sú vyššie požiadavky.
Z tohto dôvodu, berúc do úvahy faktory, ako je konštrukčný tlak, objem, stredné nebezpečenstvo, úloha nádoby vo výrobe, pevnosť materiálu, konštrukcia nádoby a ďalšie faktory, „Nariadenia o technickom dohľade nad bezpečnosťou tlakových nádob“ rozdeľujú tlakové nádoby v príslušnom rozsahu na tri kategórie.Teda prvý typ tlakovej nádoby, druhý typ tlakovej nádoby a tretí typ tlakovej nádoby.
V procese používania sa zistilo, že zameranie tejto klasifikačnej metódy nie je výrazné.Pri multifunkčných tlakových nádobách je ťažké definovať, ktorá funkcia hrá pri výrobe hlavnú úlohu, čo ľahko vedie k nejednotným názorom pri klasifikácii.Zároveň s pokrokom materiálovej vedy a výrobnej technológie už nie sú pevnosť materiálu, štruktúra kontajnerov atď. hlavnými faktormi ovplyvňujúcimi úroveň rizika kontajnerov.
Vzhľadom na vyššie uvedené problémy, aby bola klasifikácia jednoduchá a jedinečná, čínske „Nariadenia o dohľade nad bezpečnostnou technológiou stacionárnych tlakových nádob“ klasifikujú tlakové nádoby podľa troch faktorov, ako je médium, konštrukčný tlak a objem, a klasifikujú tlakové nádoby v rámci použiteľný rozsah do kategórie I. Pre tlakové nádoby, tlakové nádoby triedy II a tlakové nádoby triedy III sa teraz zaviedli klasifikačné metódy.
①Zoskupenie média Médium tlakovej nádoby je plyn, skvapalnený plyn a kvapalina, ktorej maximálna pracovná teplota je vyššia alebo rovná jej štandardnému bodu varu a je rozdelená do dvoch skupín podľa stupňa toxicity a nebezpečenstva výbuchu.
ⅰ.Prvá skupina médií: chemické médiá, výbušné médiá a skvapalnené plyny, ktorých stupeň nebezpečnosti toxicity je mimoriadne nebezpečný a vysoko nebezpečný.
ii.Druhá skupina médií: médiá iné ako prvá skupina médií.
Stupeň nebezpečenstva toxicity a stupeň nebezpečenstva výbuchu média sa určujú podľa dvoch noriem GBZ230 „Klasifikácia stupňa nebezpečenstva vystavenia jedom pri práci“ a HG20660 „Klasifikácia nebezpečenstva toxicity a stupňa nebezpečenstva výbuchu chemického média v tlakových nádobách “.Ak sú tieto dva v rozpore, má prednosť ten s najvyšším stupňom nebezpečenstva (nebezpečný).
②Klasifikácia tlakových nádob Klasifikácia tlakových nádob by mala najskôr vybrať zodpovedajúci klasifikačný diagram podľa charakteristík média a potom
Zmerajte tlak p (jednotka MPa) a objem V (m3), označte súradnicové body a určte kategóriu nádoby.
i.Pre prvú skupinu médií je klasifikácia tlakových nádob znázornená na obrázku 1-2.
Keď sa súradnicový bod nachádza na klasifikačnej línii na obrázku 1-2 alebo obrázku 1-3, je klasifikovaný podľa vyššej kategórie;objem je menší ako 25 l alebo vnútorný priemer (pre nekruhové časti sa to týka šírky, výšky alebo diagonálnej čiary, napríklad obdĺžnika je maloobjemové tlakové nádoby s diagonálou a elipsou ako hlavnou osou) menšie ako 150 mm sú klasifikované ako tlakové nádoby triedy I;médiá nešpecifikované v dvoch normách GBZ230 a HG20660 sa musia komplexne posudzovať podľa ich chemických vlastností, stupňa nebezpečnosti a obsahu , Skupina médií je určená konštrukčnou jednotkou tlakovej nádoby.
V dôsledku rozdielov v hospodárskych politikách, technických politikách, priemyselných základniach a systémoch riadenia rôznych krajín sa aj metódy klasifikácie tlakových nádob navzájom líšia.Pri navrhovaní tlakových nádob s použitím medzinárodných noriem alebo pokročilých zahraničných noriem by sa mali prijať zodpovedajúce metódy klasifikácie.
Napríklad „smernica o tlakových zariadeniach“ EÚ 97/23/EC komplexne určuje nebezpečenstvá tlakových zariadení podľa faktorov, ako je prípustný pracovný tlak, tlak pár pri maximálnej povolenej pracovnej teplote, stredné nebezpečenstvo, geometrický objem alebo menovitá veľkosť a použitie.Tlakové zariadenia sú rozdelené do štyroch kategórií: I, II, III a IV a sú uvedené zodpovedajúce požiadavky na materiál, konštrukciu, výrobu a kontrolu.
Ďalším príkladom je japonská JISB8270 „Tlaková nádoba (základný štandard)“ vyhlásená v roku 1993, ktorá rozdeľuje tlakové nádoby do troch tried podľa konštrukčného tlaku a nebezpečnosti média: tretí typ tlakovej nádoby má najnižší stupeň a rozsah aplikácie je, že návrhová teplota nie je nižšia ako 0℃, konštrukčný tlak je menší ako 1 MPa;konštrukčný tlak druhého typu tlakovej nádoby je menší ako 30 MPa;a konštrukčný tlak prvého typu tlakovej nádoby by mal byť vo všeobecnosti menší ako 100 MPa.Ak sú však špeciálne požiadavky na materiály, výrobu, kontrolu a pod., možno do prvej kategórie nádob zaradiť aj tlakové nádoby s konštrukčným tlakom vyšším ako 100MPa.
Čas odoslania: 19. september 2022