Что такое разрешенное давление для сосудов

Что такое разрешенное давление для сосудов thumbnail

Авторы:
А.В. Балутов, Е.П. Денисенко, Д.А. Легостаев (ЗАО «НПО «Ленкор»),
А.Е. Шувалов (ООО «Балтморпроект»), А.Ф. Васецкий (НТЦ «ЭДО»).

Опубликовано в журнале Химическая техника №11/2015

Эксплуатация любого опасного производственного объекта (ОПО) не обходится без использования сосудов и аппаратов, работающих под давлением. Наряду со свойствами продуктов, обращающихся в технологическом цикле, на продолжительность эксплуатации оборудования значительное влияние оказывают и параметры, при которых осуществляется их работа. В рамках данной статьи оставим в стороне рассмотрение различных толкований, связанных с понятием «температура», а остановимся на уяснении такой характеристики, как «давления».

Анализируя содержание определений, приведенных в нормативных документах и технической литературе, можно выстроить некую структурную цепочку, сложенную из различных взаимосвязанных понятий. Так, первое определение понятия «технологическое давление» может быть найдено в РД 51-0220570-2–93 [1]. Технологическое давление рт – избыточное давление в сосуде, при котором осуществляется технологический процесс. Это давление принимается по верхнему значению заданного диапазона давлений проведения технологического процесса. Технологическое давление не должно превышать рабочее давление. Оно, как правило, ниже уровня, на который настроены предохранительные клапаны, с целью предотвращения частого их срабатывания.

Следующим в этой цепочке располагается «рабочее давление», определения которого приводятся уже в большем числе нормативных документов таких, как ГОСТ 356 [2], ГОСТ Р 52857.1 [3], Инструкция по выбору сосудов и аппаратов, работающих под давлением до 100 кг/см2 и защите их от превышения давления [4]. Остановимся на ныне используемом определении, приведенном в Техническом регламенте Таможенного союза ТР ТС 032/2013 [5], где сказано следующее: рабочее давление – максимальное избыточное давление, возникающее при нормальном протекании рабочего процесса. Иными словами, рабочее давление – это максимальное из ряда значений технологических давлений. Зачастую специалисты пытаются оспорить такой подход к выбору рабочего давления, мотивируя это тем, что в разных частях аппарата возможны разные значения давления (например, вверху колонны давление газовой фазы 5,4 кг/см2, а внизу 5,8 кг/см2, значит, в качестве рабочего давления следует указывать оба этих значения. Но зачем это делать, если ясно, что только максимальное значение должно учитываться при его определении. Другим примером возможного изменения рабочего давления может быть параметр ведения технологического процесса в начале использования нового катализатора и в момент перед его выгрузкой из системы. Ясно, что в начале использования свежего катализатора значение технологического давления будет ниже, чем при эксплуатации отработавшего катализатора. Но в обоих случаях за рабочее давление следует принимать самое большое его значение, которое действительно оказывает влияние на ведение безопасного технологического процесса. А все остальные, более низкие его значения, не оказывают влияния на безопасность системы.

Следующим по важности и значимости в цепочке понятий располагается «расчетное давление». Его мы также приведем из действующего Технического регламента ТР ТС 032/2013 [5]: давление расчетное – давление, на которое производится расчет на прочность стандартных сосудов (узлов, деталей, арматуры). Некоторые нормативные документы дают дополнительные разъяснения по значению расчетного давления. Так, в ГОСТ Р 52857.1. [3] указано, что расчетное давление может быть выше рабочего в следующих случаях: если во время действия предохранительных устройств давление в аппарате может повыситься более чем на 10% рабочего, то расчетное давление должно быть равно 90% давления в аппарате при полном открытии предохранительного устройства; если на элемент действует гидростатическое давление от столба жидкости в аппарате, значение которого свыше 5% расчетного, то расчетное давление для этого элемента соответственно повышается на значение гидростатического давления.

Дополнительно следует обратить внимание на момент назначения расчетного давления аппарата при проектировании технологической схемы производства. Согласно требованиям Инструкции [4], расчетное давление должно быть назначено несколько выше рабочего давления, что в дальнейшем приведет к следующему:

  • созданию дополнительной возможности продления срока эксплуатации аппаратов, отработавших расчетный ресурс;
  • снижению количества срабатываний предохранительных клапанов;
  • снижению количества продуктов выброшенных «на факел».

Вместе с тем без учета требований Инструкции [4] расчетное давление может быть назначено равным рабочему.

Отдельно в ряду определений стоит «пробное давление», так как оно определяет условия экстремальных испытаний аппарата при параметрах, превышающих и рабочие, и расчетные значения. Неслучайно в приказе №116 от 25.03.2014 г. ФСЭТАН [6] специально оговариваются условия выбора пробного давления. Положения этого приказа являются важнейшим условием испытания аппаратов как при изготовлении, так и при техническом освидетельствовании и экспертизе промышленной безопасности. В этом документе сказано, что «пробное давление рпр при гидравлическом испытании металлических сосудов (за исключением литых) определяется по формуле рпр = 1,25р([σ]20/[σ]), где р – расчетное давление в случае доизготовления на месте эксплуатации, в остальных случаях – рабочее давление, МПа; [σ]20, [σ] – допустимые напряжения для материала сосуда (или его элементов) соответственно при 20°С и расчетной температуре, МПа.

Наконец, выбирая из ряда существующих понятий, нельзя не остановиться на понятии «разрешенное давление». Это понятие претерпело некоторую модификацию за время своего существования и в настоящее время используется в виде определения, приведенного в том же Техническом регламенте Таможенного союза ТР ТС 032/2013 [5]. Давление разрешенное – максимальное избыточное допустимое давление для оборудования (элемента), установленное на основании оценки соответствия и (или) контрольного расчета на прочность.

Собственно за время своего существования оно изменилось незначительно, и первая формулировка, выявленная в нормативных документах 1993 г. отличается от действующей тем, что в РД 51-0220570-2–93 [1] указывалось, что для вновь проектируемых сосудов разрешенное давление принимается равным рабочему. Далее мы постараемся уделить этому понятию более пристальное внимание, так как разрешенное давление оказывает активное влияние на жизненный цикл оборудования.

Читайте также:  Что поступает в лимфатический сосуд кишечной ворсинки

Исходя из приведенных выше определений схема взаимной увязки различных определений давления (по возрастанию значения) выглядит следующим образом:

Технологическое давление → Рабочее давление (максимальное значение технологического давления) → Расчетное давление по ГОСТ Р 52857.1[3] → Разрешенное давление (в общем случае больше или равно рабочему давлению) → Пробное давление (в процессе эксплуатации составляет 1,25 рабочего давления).

Приступая к конструированию аппарата, специалист конструкторского бюро среди нескольких значений технологического давления, установленных технологом процесса, выбирает наибольшее значение, которое в дальнейшем называется рабочим. Исходя из значений рабочего давления и температуры с учетом характеристик рабочей среды (ее взрывопожароопасности, химической опасности и коррозионной активности), а также требований [4] назначается расчетное давление. Расчетное давление используется при определении толщины стенки аппарата и расчетного срока службы аппарата. Расчетный срок службы ложится в дальнейшем в основу определения назначенного срока эксплуатации. Таким образом, с использованием рабочего и расчетного давлений осуществляется расчет на прочность аппарата и определяется толщина стенки аппарата для его изготовления, а также устанавливается назначенный срок эксплуатации аппарата. Именно эти характеристики аппарата заносятся в паспорт технического устройства и соответствуют условиям безопасной эксплуатации аппарата в назначенный срок эксплуатации.

Готовый аппарат предприятием-изготовителем вместе с паспортом технического устройства передается владельцу ОПО, который осуществляет его монтаж на площадке строительства по рабочей документации, выполненной проектной организацией.

В процессе эксплуатации аппарата под воздействием коррозионно-активных сред и изменяющихся рабочих параметров технологического процесса происходит утонение стенок аппарата, при определенных условиях не исключена также вероятность изменения структуры металла корпуса аппарата.

Все эти процессы приводят к снижению показателя безопасности использования аппарата и требуют проведения технического освидетельствования и экспертизы промышленной безопасности, подтверждающих либо возможность дальнейшей эксплуатации аппарата при рабочем давлении, либо требующих снижения давления с целью сохранения показателей надежности аппарата в период, когда уже истек назначенный срок эксплуатации, установленный при его изготовлении.

И здесь встает вопрос о назначении по результатам экспертизы разрешенного давления и назначенного срока эксплуатации, позволяющего продлить срок эксплуатации по сравнению с назначенным при изготовлении сроком эксплуатации.

Выполнение освидетельствования, диагностирования и экспертизы промышленной безопасности сопровождается проведением гидравлических испытаний, выполнением поверочного расчета на прочность и комплексным освидетельствованием аппарата, включая замер толщины стенки сосуда. По нашему мнению, в качестве исходных данных для проведения поверочного расчета следует принимать рабочее давление в аппарате (т.е. максимальное из рабочих давлений в технологическом процессе). Это подтверждается и требованиями приказа №116 [6] и основными допущениями при расчете на прочность, изложенными в работе [7]. Почему необходимо заострить внимание именно на этом моменте? При выполнении поверочного расчета нельзя ограничиваться использованием только расчетного давления. Ведь это давление потому и называлось расчетным, что оно использовалось в момент подготовки к изготовлению аппарата, и на его основе был назначен срок безопасной эксплуатации аппарата. Мы не исключаем ситуацию, когда при выполнении поверочного расчета в качестве разрешенного давления может приниматься расчетное, и эта формула будет действующей до тех пор, пока результат расчета получается положительным. Но если аппарат уже отработал какой-то срок, и стенки аппарата стали тоньше, а металл, из которого аппарат изготовлен, стал иметь другую структуру, и запаса прочности не хватает для выполнения поверочного расчета на расчетное давление, то почему же проверку следует производить, основываясь именно на этом значении? Наши оппоненты пытаются сгладить ситуацию, ссылаясь на постоянное противоречие между технологами и механиками владельца ОПО.

В условиях эксплуатации ОПО механику важно обеспечить надежность и по этой причине ему выгодно иметь разрешенное давление на уровне рабочего давления.

Технологу же приходится думать о возможном увеличении границ рабочего давления, и поэтому он стремится застолбить расчетное давление в качестве максимального рабочего. При этом появляются ссылки на то, что давление в другом аппарате технологической цепочки может оказаться выше, чем рабочее давление в данном сосуде или что установочное давление предохранительного клапана принято по расчетному давлению системы.

Но все это отговорки и попытки в очередной раз запутать пользователей. Нам представляется, что при определении соотношений значений давлений должна выполняться следующая взаимозависимость: рраб ≤ рразр – Максимальное технологическое давление в технологическом процессе рразр ≤ ррасч – Давление, на которое выполнен расчет на прочность аппарата рраб ≤ рразр ≤ ррасч – Максимально избыточное допустимое внутреннее или наружное давление, установленное по результатам технического освидетельствования

Владельцы ОПО, которые действуют от расчетного давления, не учитывают один существенный момент: аппараты выбирались под конкретный базовый проект, в котором заложены рабочие параметры ведения технологического процесса. И, если у владельца возникает желание увеличить параметр по сравнению с ранее назначенным, то начинать эту процедуру следует с внесения изменений в проектную документацию; получения заключения Главгосэкспертизы и реализации технических решений путем выполнения необходимых строительно-монтажных работ. Самостоятельное изменение параметров процесса недопустимо и может привести к катастрофическим последствиям. Именно об этом сказано в действующем Градостроительном кодексе (Федеральный закон №191 от 29.12.2004 г.) [8]

Поводя итог, следует сказать, что при выполнении освидетельствования, технического диагностирования, предшествующего экспертизе промышленной безопасности сначала целесообразно на технологической установке выделить участки с одинаковыми значениями рабочего давления. Эти участки могут ограничиваться секционирующей арматурой, выделяющей технологические блоки, или ручной арматурой, выделяющей отдельный аппарат, защищенный предохранительным клапаном.

Читайте также:  Смесь для чистки сосудов из меда лимона чеснока

В дальнейшем для данной группы аппаратов все оценки следует производить, основываясь на значениях единого рабочего давления, включая проведение поверочного расчета и выполнение гидравлических испытаний. Если возникнет необходимость снизить разрешенное давление ниже ранее установленного для конкретного аппарата, то такое снижение следует производить для всей группы выделенных аппаратов, защищаемых единым предохранительным клапаном. Такая операция сопровождается перерасчетом установочных давлений и пропускной способности предохранительных клапанов из-за снижения разрешенного давления, при котором эксплуатация аппарата безопасна.

По результатам освидетельствования и технического диагностирования в заключении экспертизы промышленной безопасности устанавливается разрешенное давление дальнейшей эксплуатации сосуда, которое, как правило, равняется рабочему давлению в аппарате и безусловно ниже расчетного давления, принятого на стадии проектирования аппарата. Эти данные экспертом промышленной безопасности заносятся в паспорт сосуда и используются в качестве максимальных в течение всего срока, на который продлен период эксплуатации аппарата. Задача же специалистов владельца ОПО будет состоять в том, чтобы произвести перерасчет установочных давлений предохранительных клапанов таким образом, чтобы они согласовывались с новыми разрешенными давлениями.

Что такое разрешенное давление для сосудовНа рисунке представлен пример развития событий при освидетельствовании и экспертизе промышленной безопасности сосудов технологической установки нефтеперерабатывающего завода в зависимости от результатов поверочных расчетов на прочность.

Список литературы

  1. РД 51-0220570-2–93. Клапаны предохранительные. Выбор, установка и расчет.
  2. ГОСТ 356–80. Арматура и детали трубопроводов. Давления номинальное, пробное и рабочее. Ряды.
  3. ГОСТ Р 52857.1–2007. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность.
  4. Инструкция по выбору сосудов и аппаратов, работающих под давлением до 100 кг/см2 и защите их от превышения давления.
  5. ТР ТС 032/2013. Технический регламент Таможенного союза «О безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением», утверждено решением Евразийской экономической комиссии от 02.07.2013 г. №41.
  6. ФНП Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением. Утверждены приказом ФСЭТАН №116 от 25.03.2014 г.
  7. Зыков А.А. и др. Справочник по объектам котлонадзора. М. Энергия, 1974.
  8. Федеральный закон №191-ФЗ от 29.12.2004 г. с изменениями от 13.07.2015 г. Градостроительный кодекс Российской Федерации.

Источник

Вопрос 31: Разрешенное давление в сосуде зто-

-давление, при котором производят испытание сосуда,
— расчетное давление при Т= 20оС.

-максимальное внутреннее или наружное давление, возникающее при нормальном протекании рабочего процесса.

*-максимально допустимое избыточное давление сосуда и(элемента), установленное по результатам технического освидетельствования или диагностирования.

Вопрос 32 : Для управления работой и обеспечения безопасных условий эксплуатации сосуды должны быть оснащены. Укажите неправильный ответ:

-запорной и запорно-регулирующей арматурой

*-люками и лючками

-приборами для измерения давления

Вопрос 33: Какой должен быть класс точности манометра при давлении в сосуде до 2,5 МПа?

-не ниже 1,5.
*-не ниже 2,5.

Вопрос 34: Какие данные из перечисленных заносит в паспорт изготови-гель?

*-давление, температуру, рабочую среду, вместимость
сведения о ремонте и техническом освидетельствовании
— место установки
— регистрационный номер.

Вопрос 35: По какому документу персонал выполняет свои обязанности по обслуживанию
осуда?

* -по инструкции по режиму работы и безопасному обслуживанию сосуда.

-по приказу предприятия.

-по паспорту сосуда.

-по руководству по эксплуатации сосуда.

Вопрос 36: Расчетное давление в сосуде это:

*-давление, на которое производится расчет на прочность,
-давление, при котором производят испытание сосуда.

максимальное внутреннее или наружное давление, возникающее при нормальном протекании рабочего процесса.

-максимально допустимое избыточное давление сосуда
-(элемента), установленное по результатам технического освидетельствования или диагностирования.

Вопрос 37: Какой организацией определяется количество, тип и место установки запорной арматуры?

*9-разработчиком проекта,
-заводом изготовителем,
-организацией заказчика,
— монтажной организацией.

Вопрос 38: Где должен устанавливаться манометр?

*-на штуцере сосуда или трубопроводе между сосудом и запорной арматурой.

-на дренажном трубопроводе.

-на штуцере для удаления воздуха.

-на трубопроводе после запорной арматуры сосуда.

Вопрос 39: Кем регистрируются сосуды, не регистрируемые в Ростехнадзоре?

— главным инженером предприятия-владельца сосуда.

— инженером по охране труда и промышленной безопасности.

*-ответственным за производственный контроль за соблюдением и требований промышленной безопасности при эксплуатации сосудов.

-ответственным за исправное состояние и безопасное действие сосудов.

Источник

Понятие об абсолютном, атмосферном и избыточном давлении. Единицы измерения. Расчетное, разрешенное, пробное, рабочее давление.

Ответ: Давление

p =

; в системе СИ единицей измерения давления является 1 = 1 Па.

1МПа = 10 6 Па; 1КПа = 10 3 Па.

При решении прикладных задач чаще используется избыточное давление.

Гидростатическое давление¾ Pизб = ρgH;

Простейший прибор для измерения этого давления – пьезометр. Измерение по пьезометру проводят в единицах высоты столба жидкости.

Атмосферное давление равное 760 мм. рт. ст. соответствует высоте ртути в пьезометре 760 мм.

Подставив ρрт = 13600 кг/м 3 получим Р = 13600·9,8·0,76 = 1,013·10 5 Па.

Эта величина называется физической атмосферой.

Давление 736 мм. рт. ст. соответствует технической атмосфере.

P = 13600·9,8·0,736 = 98094 Па = 0,981·10 5 Па.

Атмосферное давление — давление атмосферы на все находящиеся в ней предметы и земную поверхность. Атмосферное давление равно весу вышележащего столба воздуха с площадью основания, равной единице.

На земной поверхности оно изменяется в зависимости от места. Измеряется барометром.

Атмосферное давление, равное давлению столба ртути высотой 760 мм при температуре 0 °C, называется нормальным атмосферным давлением (101 325 Па).

Избыточное давление
Избыточное давление — это разница между абсолютным и атмосферным (барометрическим) давлением: Ризб = P – Pатм

где Ризб – избыточное давление; Р – абсолютное давление; Ратм – атмосферное давление.
Величину избыточного давления измеряют при помощи манометров.

Для абсолютного давления нулем является отметка при переходе вакуума в давление, таким образом, его значение можно получить – измерив, избыточное давление плюс атмосферное давление.
Для избыточного давления нулем является давление атмосферного воздуха, таким образом, его значение равно абсолютному давлению минус атмосферное давление.

Читайте также:  Изготовление сосудов по asme

Давление пробное — давление, при котором производится испытание сосуда.

Давление рабочее — максимальное внутреннее избыточное или наружное давление, возникающее при нормальном протекании рабочего процесса.

Давление расчетное — давление, на которое производится расчет на прочность.

Разрешенное давление — это максимально допустимое избыточное давление сосуда, установленное по результатом технического освидетельствования или диагностирования.

2. Аварийная остановка сосуда. Средства пожаротушения.

Ответ: Сосуд должен быть немедленно остановлен в случаях предусмотренных инструкцией по режиму работы и безопасному обслуживанию в частности:

А) Если давление в сосуде поднялось выше разрешенного и не снижается, несмотря на меры принятые персоналом.

Б) При выявлении неисправности предохранительных устройств от повышения давления.

В) При обнаружении в сосуде и его элементах не плотности (выпучен, разрыв прокладок).

Г) При неисправности манометра и невозможности определить давление по другим приборам.

Д) При снижении уровня жидкости ниже допустимого в сосудах с огневым обогревом.

Е) При выходе из строя всех указателей уровня жидкости.

Ж) При неисправности предохранительных блокировочных устройств.

З) При возникновении пожара непосредственно угрожающего сосуду.

Источник

Разрешенные параметры: давление температура?

Согласно Приказа №116 от 25.03.2014 с изменениями на 12.12.2017 г. (ОРПИД), Приложение №1:

Давление разрешенное рабочее (разрешенное давление, максимально допустимое рабочее давление) — максимальное значение избыточного рабочего давления, допустимое для оборудования или его элемента, установленное на основании первичной оценки его соответствия после изготовления (реконструкции), а также оценки фактического технического состояния периодически в процессе эксплуатации по результатам технического освидетельствования и (или) диагностирования и контрольного расчета на прочность.

Величина разрешенного давления оборудования, находящегося в исправном состоянии, соответствует рабочему давлению, указанному изготовителем в паспорте.

Об этом же говориться в ответе Ростехнадзора https://www.gosnadzor.ru/industrial/equipment/faq/equipment_under_pressure/tech/index.php

То есть какое рабочее давление указал производитель такое и будет разрешенное (или меньшее- по результатам диагностирования).

А как быть с рабочей (разрешенной) температурой? Об этом где-то сказано? Вопрос в том, что Заказчик хочет поднять температуру до расчетной (которая выше рабочей по паспорту) и просит аргументировать можно или нет так сделать.

Комментарии:

Нельзя. Расчетная температура стенки (подчеркиваю — стенки, а не среды) очень часто принимается с запасом относительно макс. рабочей температуры среды, особенно, когда это не повышает себестоимость оборудования. Но раз темп. рабочей среды в паспорте указана ниже расчетной стенки, то повысить её никто не даст, либо договаривайтесь с изготовителем и заказывайте новый паспорт с новыми параметрами. Заодно посмотрите — что на заводской табличке указано, если там темп. раб. среды фигурирует (у сосудов это не указывают, но всякое может быть), то и табличку придется менять.

Примерно так я и объяснял. Но проблема в том, что Заказчик просит именно ссылку на документ (как с давлением) или разъяснение Ростехнадзора, а я ссылку нигде найти не могу.

Ситуация такая, что сам Заказчик (НПЗ) не против поменять сосуды (они уже достаточно старые), но хозяин у НПЗ-Москва и там хотят четкую аргументацию почему нельзя поднять температуру до расчетной.

Я таких разъяснений от РТН не встречал. Объясните москвичам по-простому, что температура рабочей среды — это одно, а расчетная температура стенки (металла) — иное, их нельзя рассматривать в качестве взаимозаменяемых.

Какие значения рабочей и расчетной температуры? Одно дело когда, например, с 300 градусов хотят повысить до 350, и совсем другое, когда с 50 градусов до 100. Во втором случае я не вижу препятствий для повышения.

Сосуды разные, разброс температур разный. В данном случае надо принципиально понять (обосновать) можно ли поднимать температуру до расчетной или нет.

А как быть с рабочей (разрешенной) температурой? Об этом где-то сказано? Вопрос в том, что Заказчик хочет поднять температуру до расчетной (которая выше рабочей по паспорту) и просит аргументировать можно или нет так сделать.

Термин «разрешенная температура» в ТР ТС 032 и ФНП отсутствуют. Вероятно требования во ФНП — это «отголосок» из ПБ 03-576-03: допустимая температура стенки максимальная (минимальная) — максимальная (минимальная) температура стенки, при которой допускается эксплуатация сосуда. Сейчас данный термин называется «температура стенки допустимая», т.е. максимальная (минимальная) температура стенки, при которой допускается эксплуатация оборудования и данная величина может отличаться от «расчетной температуры».

Сергей Владимирович все верно написал ссылка. . ???? Если обратитесь в РТН за разъяснением, Вам вероятно ответят так:

(п.365) ???? примерно так:

. Учитывая изложенное сообщаем:

1. Установление разрешенных параметров (давление, температура), отличных от указанных изготовителем в паспорте рабочего давления, рабочей температуры возможно только на основании результатов технического диагностирования оборудования, работающего под избыточным давлением, в случае выявления при проведении технического освидетельствования дефектов.

2. Установление величин разрешенных параметров (давление, температура), превышающих значений рабочего давления, рабочей температуры указанных изготовителем в паспорте, фактически означает, что эксплуатирующая организация планирует использовать оборудование, работающее под избыточным давлением, в рабочем процессе, для которого оно не предназначено.

Таким образом, величины разрешенных параметров (давление, температура) эксплуатации, установленные по результатам технического освидетельствования, не могут превышать рабочее давление, рабочую температуру установленных изготовителем и указанных в паспорте оборудования, работающего под избыточным давлением.

Источник

Источник