Bình chịu áp lực có phạm vi sử dụng rộng rãi, số lượng nhiều, điều kiện làm việc phức tạp, mức độ tác hại do tai nạn cũng khác nhau.Mức độ nguy hiểm có liên quan đến nhiều yếu tố, chẳng hạn như áp suất thiết kế, nhiệt độ thiết kế, mức độ nguy hiểm trung bình, tính chất cơ học của vật liệu, dịp sử dụng và phương pháp lắp đặt.Mức độ nguy hiểm càng cao thì yêu cầu đối với vật liệu, thiết kế, chế tạo, kiểm tra, sử dụng và quản lý bình chịu áp lực càng cao.Do đó, cần phải có sự phân loại hợp lý các bình chịu áp lực.
1. Mối nguy truyền thông
Nguy cơ của môi trường đề cập đến độc tính, tính dễ cháy, ăn mòn, oxy hóa, v.v. của môi trường, trong đó độc tính và tính dễ cháy là những yếu tố chính ảnh hưởng đến việc phân loại bình chịu áp lực.
(1) Độc tính
Độc tính đề cập đến khả năng gây hại cho cơ thể của chất độc hóa học và được sử dụng để thể hiện mối quan hệ giữa liều lượng chất độc và phản ứng độc hại.Mức độ gây độc thường được biểu thị bằng liều lượng cần thiết để một chất hóa học gây ra phản ứng độc nhất định ở động vật thí nghiệm.Chất độc dạng khí, được biểu thị bằng nồng độ của chất đó trong không khí.Nồng độ của liều lượng cần thiết càng thấp thì độc tính càng lớn.
Khi thiết kế bình chịu áp lực, theo nồng độ tối đa cho phép của môi trường hóa chất, Trung Quốc phân loại môi trường hóa chất là cực kỳ nguy hiểm (Ⅰ
Có bốn cấp độ: nguy hiểm cao (mứcⅡ), nguy hiểm trung bình (mứcⅢ), và nguy hiểm nhẹ (mứcⅣ).Cái gọi là nồng độ tối đa cho phép dùng để chỉ nồng độ cao nhất được coi là không gây hại cho cơ thể con người từ cấp độ y tế, được biểu thị bằng miligam chất độc hại trên một mét khối không khí và đơn vị là mg/m3.Các tiêu chí phân loại chung là:
Nồng độ khối lượng tối đa cho phép cực kỳ nguy hiểm (Loại I) <0,1mg/m3;
Nồng độ khối lượng tối đa cho phép rất nguy hiểm (Loại II) 0,1~<1,0mg/m3;
Nguy cơ trung bình (cấp III) nồng độ khối lượng tối đa cho phép 1,0~<10mg/m3;
Nguy hiểm nhẹ (cấp IV) Nồng độ khối lượng tối đa cho phép là≥10mg/m3.
Môi trường có độc tính càng cao thì tác hại do nổ hoặc rò rỉ bình chịu áp lực càng nghiêm trọng và yêu cầu về lựa chọn, sản xuất, kiểm tra và quản lý vật liệu càng cao.Ví dụ, các tấm thép Q235-B không được sử dụng để sản xuất bình chịu áp lực với môi trường cực kỳ nguy hiểm hoặc cực kỳ nguy hiểm;khi sản xuất các thùng chứa chứa phương tiện cực kỳ nguy hiểm hoặc cực kỳ nguy hiểm, thép cacbon và các tấm thép hợp kim thấp phải được kiểm tra siêu âm từng cái một, và phải tiến hành xử lý nhiệt tổng thể sau khi hàn, và các mối hàn loại A và B trên thùng chứa cũng phải được kiểm tra 100% bằng tia hoặc siêu âm, và kiểm tra độ kín khí phải được thực hiện sau khi kiểm tra thủy lực đủ tiêu chuẩn.
Các yêu cầu để sản xuất các thùng chứa có độc tính vừa phải hoặc nhẹ thấp hơn nhiều.Mức độ độc hại có ảnh hưởng lớn đến việc lựa chọn mặt bích, điều này chủ yếu được phản ánh ở mức áp suất danh nghĩa của mặt bích.Nếu môi trường bên trong độc hại vừa phải, áp suất danh nghĩa của mặt bích ống được chọn không được nhỏ hơn 1.0MPa;môi trường bên trong có nguy cơ cao hoặc độc tính cực cao, áp suất danh nghĩa của mặt bích ống được chọn không được nhỏ hơn 1.6MPa và mặt bích hàn đối đầu có cổ cũng nên được sử dụng càng nhiều càng tốt.
(2) Tính dễ cháy
Hỗn hợp khí hoặc hơi dễ cháy và không khí không cháy hoặc nổ theo bất kỳ tỷ lệ nào, nhưng có tỷ lệ định lượng nghiêm ngặt và thay đổi do thay đổi điều kiện.Nghiên cứu cho thấy rằng khi hàm lượng khí cháy trong hỗn hợp đáp ứng các điều kiện đốt cháy hoàn toàn, phản ứng đốt cháy là mạnh mẽ nhất.Nếu hàm lượng của nó giảm hoặc tăng, tốc độ cháy của ngọn lửa sẽ giảm và khi nồng độ thấp hơn hoặc cao hơn một giá trị giới hạn nhất định, nó sẽ không cháy và phát nổ nữa.Khoảng nồng độ mà tại đó hỗn hợp khí hoặc hơi dễ cháy và không khí sẽ nổ ngay khi gặp nguồn lửa hoặc năng lượng kích nổ nhất định gọi là giới hạn nồng độ nổ, nồng độ thấp nhất tại thời điểm nổ gọi là giới hạn nổ dưới, và nồng độ cao nhất được gọi là giới hạn nổ trên.
Giới hạn cháy nổ thường được biểu thị bằng phần thể tích của khí hoặc hơi dễ cháy trong hỗn hợp.Môi trường có giới hạn nổ dưới nhỏ hơn 10% hoặc chênh lệch giữa giới hạn nổ trên và giới hạn dưới lớn hơn hoặc bằng 20%, thường được gọi là môi trường dễ cháy, chẳng hạn như metan, etan, ethylene, hydro, propan, butan, v.v. Môi trường dễ cháy bao gồm khí, chất lỏng và chất rắn dễ cháy.Môi trường dễ cháy chứa trong bình chịu áp lực chủ yếu đề cập đến khí dễ cháy và khí hóa lỏng.
Phương tiện dễ cháy đặt ra các yêu cầu cao hơn về việc lựa chọn, thiết kế, sản xuất và quản lý bình chịu áp lực.Tất cả các mối hàn (bao gồm cả mối hàn góc) của bình áp suất trung bình dễ cháy phải sử dụng kết cấu xuyên thấu hoàn toàn, v.v.
2. Phân loại bình chịu áp lực
Các quốc gia khác nhau trên thế giới có các phương pháp phân loại bình chịu áp lực khác nhau.Phần này tập trung vào các phương pháp phân loại trong “Quy định giám sát kỹ thuật an toàn tàu chịu áp lực tĩnh” của Trung Quốc.
(1) Phân loại theo cấp áp suất
Theo loại áp suất, bình chịu áp lực có thể được chia thành bình chịu áp lực bên trong và bình chịu áp lực bên ngoài.Bình áp suất bên trong có thể được chia thành bốn cấp áp suất theo áp suất thiết kế (p), được chia như sau:
Bình chứa áp suất thấp (mã L) 0.1MPa≤p<1,6MPa;
Bình chứa áp suất trung bình (mã M) 1.6MPa≤p<10,0MPa;
Bình chứa cao áp (mã H) 10MPa≤p<100MPa;
Bình chứa siêu cao áp (mã U) p≥100MPa.
Trong bình chứa áp suất bên ngoài, khi áp suất bên trong của bình chứa nhỏ hơn áp suất khí quyển tuyệt đối (khoảng 0,1MPa), nó còn được gọi là bình chứa chân không.
(2) Phân loại theo vai trò của container trong sản xuất
Theo chức năng của bình áp suất trong quá trình sản xuất, nó có thể được chia thành bốn loại: bình áp suất phản ứng, bình áp suất trao đổi nhiệt, bình áp suất tách và bình áp suất lưu trữ.Sự phân chia cụ thể như sau.
①Bình áp suất phản ứng (mã R) chủ yếu được sử dụng để hoàn thành phản ứng vật lý và hóa học của môi trường, chẳng hạn như lò phản ứng, ấm phản ứng, ấm trùng hợp, nồi hấp, tháp tổng hợp, nồi hấp, máy tạo khí, v.v.
②Bình áp suất trao đổi nhiệt (mã E) chủ yếu được sử dụng để hoàn thiện bình áp suất trao đổi nhiệt trung bình.Chẳng hạn như nồi hơi nhiệt thải vỏ và ống, bộ trao đổi nhiệt, bộ làm mát, bình ngưng, thiết bị bay hơi, lò sưởi, v.v.
③Bình áp suất tách (mã S) chủ yếu được sử dụng để hoàn thành bộ đệm cân bằng áp suất của quá trình lọc và tách chất lỏng và khí trung bình.Chẳng hạn như thiết bị tách, bộ lọc, bộ thu dầu, bộ đệm, tháp sấy, v.v.
④Bình tích áp (mã C, trong đó bình cầu mã B) chủ yếu dùng để chứa, chứa khí, lỏng, lỏng
Bình chịu áp lực cho khí đốt và các phương tiện khác.Chẳng hạn như bể chứa amoniac lỏng, bể chứa khí hóa lỏng, v.v.
Trong một bình chịu áp lực, nếu có hai nguyên tắc quy trình trở lên đồng thời, thì các giống nên được chia theo vai trò chính trong quy trình.
(3) Phân loại theo phương pháp lắp đặt
Theo phương pháp cài đặt, nó có thể được chia thành bình chịu áp lực cố định và bình chịu áp lực di động.
①Bình chịu áp lực cố định đề cập đến bình chịu áp lực có vị trí lắp đặt và sử dụng cố định, điều kiện xử lý và người vận hành tương đối cố định.Chẳng hạn như bể chứa ngang, bể hình cầu, tháp, lò phản ứng, v.v. trong xưởng sản xuất.
②Bình chịu áp suất di động đề cập đến thiết bị vận chuyển bao gồm xe tăng hoặc bình khí thể tích lớn và thiết bị hoặc khung di chuyển được kết nối vĩnh viễn, bao gồm xe bồn đường sắt, xe bồn ô tô, rơ moóc ống dài, thùng chứa và thùng chứa bó ống.Bình chịu áp lực di động cần xét đến lực quán tính và sự trượt chất lỏng trong quá trình vận chuyển nên có những yêu cầu đặc biệt về kết cấu, sử dụng và an toàn.
Bình chịu áp lực có chức năng bốc dỡ phương tiện, chỉ được sử dụng trong thiết bị hoặc hiện trường, không tham gia vận tải đường sắt, đường bộ hoặc đường thủy không phải là bình chịu áp lực di động.
(4) Phân loại theo quản lý công nghệ an toàn
Một số phương pháp phân loại được đề cập ở trên chỉ xem xét một thông số thiết kế nhất định hoặc điều kiện sử dụng của bình chịu áp lực và không thể phản ánh toàn diện mức độ nguy hiểm tổng thể mà bình chịu áp lực phải đối mặt.Ví dụ, bình chịu áp lực lưu trữ môi trường dễ cháy hoặc độc vừa phải hoặc nguy hiểm hơn sẽ nguy hiểm hơn nhiều so với bình chịu áp lực có cùng kích thước hình học lưu trữ môi trường độc hại nhẹ hoặc không bắt lửa.
Nguy cơ của bình chịu áp lực cũng liên quan đến tích của áp suất thiết kế p và thể tích đầy đủ V. Giá trị pV càng lớn, năng lượng nổ càng lớn và nguy cơ vỡ bình càng lớn.Việc thiết kế, chế tạo, kiểm tra, sử dụng và quản lý tàu đòi hỏi ngày càng cao.
Vì lý do này, khi xem xét các yếu tố như áp suất thiết kế, thể tích, mức độ nguy hiểm trung bình, vai trò của bình trong sản xuất, độ bền vật liệu, cấu trúc bình và các yếu tố khác, “Quy định giám sát kỹ thuật an toàn bình chịu áp lực” chia bình chịu áp lực trong phạm vi áp dụng thành ba loại.Đó là, loại bình chịu áp lực thứ nhất, loại bình chịu áp lực thứ hai và loại bình áp suất thứ ba.
Trong quá trình sử dụng, người ta thấy rằng trọng tâm của phương pháp phân loại này là không nổi bật.Đối với bình chịu áp lực đa chức năng, rất khó xác định chức năng nào đóng vai trò chính trong sản xuất, dễ dẫn đến những ý kiến không thống nhất khi phân loại.Đồng thời, với sự tiến bộ của khoa học vật liệu và công nghệ chế tạo, độ bền vật liệu, kết cấu container… không còn là những yếu tố chính ảnh hưởng đến mức độ rủi ro của container.
Trước những vấn đề trên, để làm cho việc phân loại trở nên đơn giản và độc đáo, “Quy định giám sát công nghệ an toàn bình chịu áp lực cố định” của Trung Quốc phân loại bình chịu áp lực theo ba yếu tố, chẳng hạn như phương tiện, áp suất và thể tích thiết kế, đồng thời phân loại bình chịu áp lực trong phạm vi phạm vi áp dụng vào Loại I. Đối với các bình chịu áp lực, bình chịu áp lực Cấp II và bình chịu áp lực Cấp III, các phương pháp phân loại hiện được giới thiệu.
①Nhóm môi chất Môi trường của bình chịu áp lực là khí, khí hóa lỏng và chất lỏng có nhiệt độ làm việc tối đa cao hơn hoặc bằng điểm sôi tiêu chuẩn của nó và được chia thành hai nhóm theo mức độ độc hại và nguy cơ cháy nổ.
ⅰ.Nhóm phương tiện đầu tiên: phương tiện hóa học, phương tiện nổ và khí hóa lỏng có mức độ nguy hiểm độc tính là cực kỳ nguy hiểm và rất nguy hiểm.
thứ hai.Bộ phương tiện thứ hai: phương tiện khác với bộ phương tiện thứ nhất.
Mức độ nguy hiểm độc tính và mức độ nguy hiểm cháy nổ của môi trường được xác định theo hai tiêu chuẩn GBZ230 “Phân loại mức độ nguy hiểm do phơi nhiễm nghề nghiệp với chất độc” và HG20660 “Phân loại mức độ nguy hiểm độc tính và nguy cơ cháy nổ của môi trường hóa chất trong bình chịu áp lực ”.Khi cả hai không nhất quán, thì cái có mức độ nguy hiểm (nguy hiểm) cao nhất sẽ được áp dụng.
②Phân loại bình chịu áp lực Việc phân loại bình chịu áp lực trước tiên nên chọn sơ đồ phân loại tương ứng theo đặc điểm của môi trường, sau đó
Đo áp suất p (đơn vị MPa) và thể tích V (đơn vị m3), đánh dấu các điểm tọa độ và xác định loại bình chứa.
Tôi.Đối với nhóm phương tiện thứ nhất, việc phân loại bình chịu áp lực được thể hiện trong Hình 1-2.
Khi điểm toạ độ nằm trên đường phân loại của Hình 1-2 hoặc Hình 1-3 thì được xếp theo loại cao hơn;thể tích nhỏ hơn 25L hoặc đường kính trong (đối với các phần không phải hình tròn, nó đề cập đến chiều rộng, chiều cao hoặc đường chéo, chẳng hạn như hình chữ nhật là bình chịu áp lực thể tích nhỏ với đường chéo và hình elip làm trục chính) nhỏ hơn 150 mm được xếp vào bình chịu áp lực loại I;các phương tiện không được quy định trong hai tiêu chuẩn GBZ230 và HG20660 sẽ được xem xét toàn diện theo tính chất hóa học, mức độ nguy hiểm và hàm lượng, Nhóm phương tiện do đơn vị thiết kế bình chịu áp lực xác định.
Do sự khác biệt về chính sách kinh tế, chính sách kỹ thuật, cơ sở công nghiệp và hệ thống quản lý của các quốc gia khác nhau nên phương pháp phân loại bình chịu áp lực cũng khác nhau.Khi thiết kế bình chịu áp lực theo tiêu chuẩn quốc tế hoặc tiêu chuẩn tiên tiến của nước ngoài, nên áp dụng các phương pháp phân loại tương ứng.
Ví dụ: “Chỉ thị về thiết bị áp suất” của EU 97/23/EC xác định toàn diện các mối nguy hiểm của thiết bị chịu áp lực theo các yếu tố như áp suất làm việc cho phép, áp suất hơi ở nhiệt độ làm việc tối đa cho phép, nguy cơ trung bình, thể tích hình học hoặc kích thước danh nghĩa, và sử dụng.Thiết bị chịu áp lực được chia thành bốn loại: I, II, III và IV, và các yêu cầu về vật liệu, thiết kế, sản xuất và kiểm tra tương ứng được đưa ra.
Một ví dụ khác là “Bình chịu áp lực (Tiêu chuẩn cơ bản)” JISB8270 của Nhật Bản ban hành năm 1993, chia bình chịu áp lực thành ba loại theo áp suất thiết kế và mức độ nguy hiểm của môi trường: loại bình chịu áp lực thứ ba có cấp thấp nhất và phạm vi của ứng dụng là nhiệt độ thiết kế không thấp hơn 0℃, áp suất thiết kế nhỏ hơn 1MPa;áp suất thiết kế của loại bình chịu áp lực thứ hai nhỏ hơn 30MPa;và áp suất thiết kế của loại bình chịu áp lực đầu tiên thường phải nhỏ hơn 100MPa.Tuy nhiên, nếu có những yêu cầu đặc biệt đối với vật liệu, chế tạo, kiểm tra, v.v., bình chịu áp lực có áp suất thiết kế cao hơn 100MPa cũng có thể được xếp vào loại bình thứ nhất.
Thời gian đăng: 19-09-2022