Tryckkärl har ett brett användningsområde, ett stort antal och komplexa arbetsförhållanden, och graden av skador orsakade av olyckor varierar.Farograden är relaterad till många faktorer, såsom konstruktionstryck, konstruktionstemperatur, medelrisk, materials mekaniska egenskaper, användningstillfällen och installationsmetoder.Ju högre fara, desto högre krav på tryckkärlsmaterial, design, tillverkning, inspektion, användning och hantering.Därför krävs en rimlig klassificering av tryckkärl.
1. Mediarisk
Mediets fara hänvisar till mediets toxicitet, brandfarlighet, korrosivitet, oxidation etc., bland vilka toxicitet och brandfarlighet är de viktigaste faktorerna som påverkar klassificeringen av tryckkärl.
(1) Toxicitet
Toxicitet hänvisar till förmågan hos ett kemiskt gift att orsaka skador på kroppen och används för att uttrycka förhållandet mellan giftdosen och det toxiska svaret.Storleken på toxiciteten uttrycks i allmänhet i termer av den dos som krävs för att ett kemiskt ämne ska orsaka en viss toxisk reaktion hos försöksdjur.Gasformigt gift, uttryckt som koncentrationen av ämnet i luften.Ju lägre koncentration av den nödvändiga dosen, desto större toxicitet.
När man designar tryckkärl, enligt den högsta tillåtna koncentrationen av kemiska medier, klassificerar Kina kemiska medier som extremt farliga (Ⅰ
Det finns fyra nivåer: hög risk (nivåⅡ), måttlig fara (nivåⅢ), och mild fara (nivåⅣ).Den så kallade högsta tillåtna koncentrationen avser den högsta koncentration som inte anses vara skadlig för människokroppen från medicinsk nivå, uttryckt i milligram giftiga ämnen per kubikmeter luft, och enheten är mg/m3.De allmänna klassificeringskriterierna är:
Extremt farlig (klass I) högsta tillåtna masskoncentration <0,1mg/m3;
Mycket farlig (klass II) högsta tillåtna masskoncentration 0,1~<1,0mg/m3;
Måttlig fara (grad III) högsta tillåtna masskoncentration 1,0~<10mg/m3;
Mild fara (grad IV) Den högsta tillåtna massakoncentrationen är≥10mg/m3.
Ju högre toxicitet mediet är, desto allvarligare skada orsakad av explosionen eller läckaget av tryckkärlet, och desto högre krav ställs på materialval, tillverkning, inspektion och hantering.Till exempel ska Q235-B stålplåtar inte användas för att tillverka tryckkärl med extremt eller mycket farliga medier;vid tillverkning av behållare som innehåller extremt eller mycket farliga medier, ska kolstål och låglegerade stålplåtar utsättas för ultraljudstestning en efter en, och den övergripande värmebehandlingen efter svetsning måste utföras, och klass A och B svetsfogarna på behållaren bör också utsättas för 100 % strål- eller ultraljudstestning, och lufttäthetstestet måste utföras efter att det hydrauliska testet är kvalificerat.
Kraven för tillverkning av behållare med måttlig eller mild toxicitet är mycket lägre.Graden av toxicitet har stor inverkan på valet av flänsar, vilket främst återspeglas i flänsens nominella trycknivå.Om det interna mediet är måttligt giftigt bör det nominella trycket för den valda rörflänsen inte vara mindre än 1,0 MPa;det interna mediet är högt eller extrema toxicitetsrisker, det nominella trycket för den valda rörflänsen bör inte vara mindre än 1,6 MPa, och stumsvetsflänsen med hals ska också användas så mycket som möjligt.
(2) Brandfarlighet
Blandningen av brännbar gas eller ånga och luft är inte brännbar eller explosiv i någon proportion, utan har en strikt kvantitativ proportion och förändras på grund av förändringar i förhållandena.Forskningen visar att när innehållet av brännbar gas i blandningen uppfyller villkoren för fullständig förbränning är förbränningsreaktionen den häftigaste.Om dess innehåll minskar eller ökar kommer lågans brännhastighet att minska och när koncentrationen är lägre eller högre än ett visst gränsvärde kommer den inte längre att brinna och explodera.Koncentrationsintervallet vid vilket en blandning av brännbar gas eller ånga och luft kommer att explodera omedelbart när den träffar en brandkälla eller en viss detonationsenergi kallas explosionskoncentrationsgränsen, den lägsta koncentrationen vid explosionstillfället kallas den nedre explosionsgränsen, och den högsta koncentrationen kallas den övre explosionsgränsen.
Explosionsgränsen uttrycks i allmänhet av volymandelen brandfarlig gas eller ånga i blandningen.Mediet med den nedre explosionsgränsen mindre än 10 %, eller skillnaden mellan den övre explosionsgränsen och den nedre gränsen är större än eller lika med 20 %, vanligtvis kallad brandfarliga medier, såsom metan, etan, eten, väte, propan, butan, etc. Brandfarliga medier inkluderar brandfarliga gaser, vätskor och fasta ämnen.Det brandfarliga mediet som finns i tryckkärlet avser främst brandfarlig gas och flytande gas.
Brandfarliga medier ställer högre krav på val, design, tillverkning och hantering av tryckkärl.Alla svetsar (inklusive kälsvetsar) av brandfarliga mediumtryckkärl ska ha en full penetrationsstruktur etc.
2. Klassificering av tryckkärl
Olika länder i världen har olika klassificeringsmetoder för tryckkärl.Detta avsnitt fokuserar på klassificeringsmetoderna i Kinas "Stationary Pressure Vessel Safety Technical Supervision Regulations".
(1) Klassificering efter trycknivå
Beroende på typen av tryck kan tryckkärl delas in i interna tryckkärl och externa tryckkärl.Det interna tryckkärlet kan delas in i fyra trycknivåer enligt designtrycket (p), som är uppdelade enligt följande:
Lågtrycksbehållare (kod L) 0,1 MPa≤p<1,6 MPa;
Mediumtryck (kod M) behållare 1,6MPa≤p<10,0 MPa;
Högtrycksbehållare (kod H) 10MPa≤p<100 MPa;
Ultrahögtrycksbehållare (kod U) sid≥100 MPa.
I den externa tryckbehållaren, när det inre trycket i behållaren är mindre än ett absolut atmosfärstryck (cirka 0,1 MPa), kallas det också en vakuumbehållare.
(2) Klassificering enligt behållarnas roll i produktionen
Beroende på tryckkärlets funktion i produktionsprocessen kan det delas in i fyra typer: reaktionstryckkärl, värmeväxlingstryckkärl, separationstryckkärl och lagringstryckkärl.Den specifika indelningen är som följer.
①Reaktionstryckkärl (kod R) används huvudsakligen för att slutföra den fysiska och kemiska reaktionen av mediet, såsom reaktor, reaktionskärl, polymerisationskärl, autoklav, syntestorn, autoklav, gasgenerator, etc.
②Värmeväxlingstryckkärl (kod E) används huvudsakligen för att komplettera medelvärmeväxlingstryckkärlet.Såsom skal- och rörspillvärmepannor, värmeväxlare, kylare, kondensorer, förångare, värmare, etc.
③Separationstryckkärl (kod S) används huvudsakligen för att slutföra tryckbalansbufferten för rening och separation av mediumvätska och gas.Såsom separatorer, filter, oljeuppsamlare, buffertar, torktorn etc.
④Lagringstryckkärl (kod C, i vilken sfärisk tank kod B) används huvudsakligen för att lagra och innehålla gas, vätska, vätska
Tryckkärl för gas och andra medier.Såsom lagringstankar för flytande ammoniak, lagringstankar för flytande petroleumgas, etc.
I ett tryckkärl, om det finns två eller flera processprinciper samtidigt, bör sorterna delas upp efter huvudrollen i processen.
(3) Klassificering efter installationsmetod
Enligt installationsmetoden kan den delas upp i fasta tryckkärl och mobila tryckkärl.
①Med fast tryckkärl avses tryckkärlet med fast installations- och användningsplats, och relativt fasta processförhållanden och operatörer.Såsom horisontella lagringstankar, sfäriska tankar, torn, reaktorer etc. i produktionsverkstaden.
②Mobilt tryckkärl avser transportutrustning som består av tankar eller gasflaskor med stora volymer och resande redskap eller ramar som är permanent anslutna, inklusive järnvägstankvagnar, biltankvagnar, långrörssläp, tankcontainrar och tubbuntscontainrar.Mobila tryckkärl måste ta hänsyn till tröghetskraft och vätskeskvalp under transport, så de har speciella krav när det gäller struktur, användning och säkerhet.
Ett tryckkärl som har funktionen att lasta och lossa medium, endast används i anordningen eller fältet och inte deltar i järnvägs-, väg- eller vattentransporter är inte ett mobilt tryckkärl.
(4) Klassificering efter säkerhetsteknikledning
De olika klassificeringsmetoderna som nämns ovan tar endast hänsyn till en viss designparameter eller användningsvillkor för tryckkärlet och kan inte heltäckande återspegla den övergripande risknivån som tryckkärlet står inför.Till exempel är ett tryckkärl som lagrar brandfarliga eller måttligt giftiga eller mer farliga medier mycket farligare än ett tryckkärl av samma geometriska storlek som lagrar milt giftiga eller icke brandfarliga medier.
Faran för tryckkärlet är också relaterad till produkten av dess designtryck p och full volym V. Ju högre pV-värde, desto större explosionsenergi och desto större fara när kärlet spricker.Konstruktion, tillverkning, inspektion, användning och förvaltning av fartyget högre krav.
Av denna anledning, med hänsyn till faktorer som designtryck, volym, medelrisk, kärlets roll i produktionen, materialstyrka, kärlstruktur och andra faktorer, delar "Pressure Vessel Safety Technical Supervision Regulations" in tryckkärl inom tillämplig omfattning i tre kategorier.Det vill säga den första typen av tryckkärl, den andra typen av tryckkärl och den tredje typen av tryckkärl.
Under användningsprocessen har det visat sig att fokus för denna klassificeringsmetod inte är framträdande.För multifunktionella tryckkärl är det svårt att definiera vilken funktion som spelar stor roll i produktionen, vilket lätt leder till inkonsekventa åsikter vid klassificering.Samtidigt, med framsteg inom materialvetenskap och tillverkningsteknik, är materialstyrka, behållarstruktur etc. inte längre de viktigaste faktorerna som påverkar behållarnas risknivå.
Med tanke på ovanstående problem, för att göra klassificeringen enkel och unik, klassificerar Kinas "Stationary Pressure Vessel Safety Technology Supervision Regulations" tryckkärl enligt tre faktorer, såsom medium, designtryck och volym, och klassificerar tryckkärl inom tillämplig räckvidd i kategori I. För tryckkärl, klass II tryckkärl och klass III tryckkärl introduceras nu klassificeringsmetoderna.
①Gruppering av medium Tryckkärlets medium är gas, flytande gas och vätska vars maximala arbetstemperatur är högre än eller lika med standardkokpunkten och delas in i två grupper efter graden av toxicitet och explosionsrisk.
ⅰ.Den första gruppen av medier: kemiska medier, explosiva medier och flytande gaser vars toxicitetsriskgrad är extremt farlig och mycket farlig.
ii.Den andra uppsättningen media: andra media än den första uppsättningen media.
Toxicitetsriskgraden och explosionsriskgraden för mediet bestäms enligt de två standarderna GBZ230 "Klassificering av riskgraden för yrkesexponering för gifter" och HG20660 "Klassificering av toxicitetsrisk och explosionsriskgrad för kemiska medier under tryck ”.När de två är inkonsekventa ska den med den högsta graden av fara (farlig) råda.
②Klassificering av tryckkärl Klassificeringen av tryckkärl bör först välja motsvarande klassificeringsdiagram enligt mediets egenskaper och sedan
Mät trycket p (enhet MPa) och volym V (enhet m3), markera koordinatpunkterna och bestäm behållarkategorin.
i.För den första gruppen media visas klassificeringen av tryckkärl i figur 1-2.
När koordinatpunkten är placerad på klassificeringslinjen i figur 1-2 eller figur 1-3, klassificeras den enligt den högre kategorin;volymen är mindre än 25L eller innerdiametern (för icke-cirkulära sektioner hänvisar det till bredd, höjd eller diagonal linje, såsom rektangeln är Tryckkärl med liten volym med en diagonal linje och en ellips som huvudaxel) mindre än 150 mm klassificeras som klass I tryckkärl;de medier som inte specificeras i de två standarderna GBZ230 och HG20660 ska övervägas helt i enlighet med deras kemiska egenskaper, riskgrad och innehåll. Mediegruppen bestäms av tryckkärlets designenhet.
På grund av skillnaderna i ekonomisk politik, teknisk politik, industriella baser och ledningssystem i olika länder skiljer sig klassificeringsmetoderna för tryckkärl också från varandra.Vid konstruktion av tryckkärl med hjälp av internationella standarder eller avancerade utländska standarder bör motsvarande klassificeringsmetoder antas.
Till exempel bestämmer EU 97/23/EC "Tryckutrustningsdirektivet" uttömmande farorna med tryckbärande anordningar enligt faktorer som tillåtet arbetstryck, ångtryck vid högsta tillåtna arbetstemperatur, medelhög fara, geometrisk volym eller nominell storlek, och använda sig av.Den tryckbärande utrustningen är indelad i fyra kategorier: I, II, III och IV, och motsvarande material, konstruktion, tillverkning och inspektionskrav anges.
Ett annat exempel är Japans JISB8270 "Pressure Vessel (Basic Standard)" som utfärdades 1993, som delar in tryckkärl i tre kvaliteter enligt konstruktionstrycket och mediets risk: den tredje typen av tryckkärl har den lägsta kvaliteten och omfattningen tillämpningen är att designtemperaturen inte är lägre än 0℃, designtrycket är mindre än 1 MPa;designtrycket för den andra typen av tryckkärl är mindre än 30 MPa;och designtrycket för den första typen av tryckkärl bör i allmänhet vara mindre än 100 MPa.Om det finns särskilda krav på material, tillverkning, besiktning etc. kan tryckkärl med ett konstruktionstryck högre än 100MPa även klassificeras i den första kategorin av kärl.
Posttid: 2022-09-19