Давление в сосудах 0 07мпа

Известно, что под термином «опасный производственный объект» понимается объект, на котором применяется оборудование, работающее под давлением более 0,07 Мпа. Именно такая формулировка встречается в ряде официальных документов.

Данная формулировка означает, что требование касается оборудования, которое работает под давлением более 0,7 кгс/см2. То же самое можно сказать об оборудовании, находящемся под определенным разрежением.

Практическое измерение давления газа или жидкости измеряется относительно абсолютного вакуума или атмосферного давления. В первом случае речь идет об абсолютном давлении Раб., во втором – об атмосферном Ратм..

Давление, которое отличается от атмосферного, но измеряется относительно него, называется избыточным – Ризб. или вакуумметрическим давлением – Рвак.. В итоге, абсолютное давление представляет собой сумму атмосферного давления и избыточного, или же разность атмосферного и вакуумметрического.

Избыточное давление нередко именуют манометрическим, так как оно измеряется соответсвующими приборами для контроля давления.

В технической системе единиц давление имеет размерность кгс/м2 и кгс/см2 («килограмм силы на квадратный метр» и «килограмм силы на квадратный сантиметр»). Единицу измерения кгс/см2 называют также «технической атмосферой». Если измерение производят в технических атмосферах, то абсолютное давление обозначают, как «ата», а избыточное – как «ати».

В европейских странах распространена также единица измерения «пси», которая определяется, как фунт силы на квадратный дюйм. Для измерения избыточного и абсолютного давлений применяют соответственно «psig» и «psia».

В международной системе единиц размерностью силы является «ньютон» Н, а размерностью площади – «метр в квадрате» м2. Единицей давления является «паскаль» Па, при этом 1 Па=1 Н/м2. В практическом применении часто встречаются «килопаскаль» кПа и «мегапаскаль» Мпа.

На территории Российской Федерации принято использовать единицы, обозначения и наименования согласно международной системы единиц, то есть в современных документах в качестве единицы измерения давления следует использовать единицу Па или ее производные.

Значение 0,7 появилось впервые в «Правилах устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением», которые вступили в силу в 1957 году. Данный документ имел силу в отношении емкостей с рабочим давлением более 0,7 ати. Выражение «более 0,7 ати» можно понимать, как «давление выше атмосферного более чем на 0,7 кгс/см2. А если переводить в международную систему, то 0,7 кгс/см2=0,07 Мпа. Однако такой перевод необходимо сопровождать пояснением «с избыточным давлением свыше 0,07 Мпа», так как отдельного обозначения не имеется. В другом случае, верной можно считать формулировку «с давлением свыше атмосферного более чем на 0,07 Мпа».

Можно также встретить и другие подходы к моменту пояснения об избыточном давлении.

В системе единиц СГС в качестве размерности силы применяют «дину», а в качестве единицы давления – «бар», то есть 1 бар=1дин/см2. Все тот же ГОСТ 8.417-2002 для расчетов допускает применять бар, при этом 1 бар = 105 Па = 0,1 Мпа.

Можно также встретить такую единицу измерения давления, как «атмосфера» атм, которая численно равна 760 мм рт.ст. («миллиметров ртутного столба»).

Кстати, европейская директива, требования которой затрагивают оборудование, работающее под давлением, предъявляет более серьезные требования. В ней значение давления, которое является рабочим для сосудов, является более 0,5 бар. Причем в этой директиве конкретно указано, что давление принимается относительно атмосферного.

Пояснения об избыточном давлении в российских документах, а также расшифровка термина «давление», подразумевающая разницу между давлением в сосуде и атмосферным давлением, наталкивают на мысль, что выражение «…оборудование, работающее под давлением более 0,07 Мпа…» – это небрежность, а не техническая неточность.

Встречающиеся приборы для измерения давления с нулевой отметкой делают более логичным определение «с избыточным давлением свыше 0,07 Мпа».

В итоге выходит, что официально закрепленное выражение «оборудование, работающее под давлением более 0,07 Мпа» означает, что оборудование работает в условиях разрежения, то есть в вакууме. Для исключения данного казуса, во всех законотворческих документах перед словом «давление» необходимо приписать «избыточное», или же дать развернутое определение «давлению».

Вопрос:

Для корректного проектирования технической документации, а также в целях формирования единого подхода, используемого различными организациями в сфере проектирования, изготовления, эксплуатации и надзора за оборудованием, работающим под давлением, просим Вас дать пояснения по вопросу перевода единиц измерения давления в соответствии с нижеприведенными доводами.

Традиционно при указании в проектной документации двух единиц измерения давления (МПа и кгс/см2) их значения принимаются с переводным коэффициентом 1:10, т.е. 1 МПа ≈ 10 кгс/см2. К примеру, в технической характеристике сосуда в качестве рабочего давления указывается: 51 кгс/см2 (5,1 МПа). Такое же соотношение между МПа и кгс/см2 принято и при указании давления одновременно в обеих единицах измерения в нормативно-технической документации, регламентирующей проектирование и эксплуатацию сосудов под давлением, в частности ТР ТС 032/2013, ПБ 03-584-03, ФНП «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением» (0,07 МПа (0,7 кгс/см2), 16 МПа (160 кгс/см2) и т.п.).

Согласно «Положению о единицах величин, допускаемых к применению в Российской Федерации» (утверждено постановлением Правительства РФ № 879 от 31.10.2009) и ГОСТ 8.417-2002 1 кгс/см2 = 98066,5 Па, т.е. в случае точного перевода: 1 МПа = 10,197 кгс/см2.

Очевидно, что применение переводного коэффициента 1:10 приводит к ошибке менее 2% которая зачастую нивелируется большей погрешностью используемых на оборудовании приборов (при установке манометров с классом точности 2,5). Однако, согласно п. 307 ФНП «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением» для сосудов с рабочим давлением более 2,5 МПа класс точности применяемых манометров должен быть не ниже 1,5 т.е. погрешность измерения не должна превышать 1,5%. Таким образом, в последнем случае применение переводного коэффициента 1:10 приводит к превышению установленного предела погрешности на 0,47%.

В то же время нормы проектирования сосудов регламентируют не учитывать дополнительные прибавки к основным расчетным величинам (давлению, толщине стенки) в пределах 5% от их номинального значения (см. п. 6.3, 6.5, 12.4 ГОСТ 34233.1-2017). Т.е. фактически погрешность выполнения расчета на прочность любого проектируемого сосуда может составлять, как, минимум 5%.

В связи с различием требований в действующей нормативной документации просим Вас пояснить, каким переводным коэффициентом следует пользоваться при указании в технической документации значений давления одновременно в двух единицах измерения (МПа и кгс/см2), с учетом сложившихся практики проектирования и условий эксплуатации оборудования, работающего под давлением свыше 2,5 МПа.

Ответ: Согласно положениям пунктов 7 и 12 Технического регламента Таможенного союза «О безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением» (далее – ТР ТС 032/2013):

• оборудование должно разрабатываться (проектироваться) и изготавливаться (производится) таким образом, чтобы при применении по назначению, эксплуатации и техническом обслуживании обеспечивалось его соответствие требованиям безопасности;
• при изготовлении (производстве) оборудования и устройств безопасности изготовителем обеспечивается их соответствие параметрам и характеристикам, установленным проектной документацией, и требованиям ТР ТС 032/2013.

В соответствии с пунктом 11 ТР ТС 032/2013 безопасность оборудования обеспечивается путем соблюдения при разработке (проектировании), изготовлении (производстве) требований безопасности, изложенных в ТР ТС 032/2013 и приложении № 2 к нему.

В том числе при разработке (проектировании) оборудования для обеспечения его безопасности при эксплуатации:

• с целью определения рисков для оборудования должны учитываться факторы, представляющие собой основные виды опасности, перечисленные в пункте 8 ТР ТС 032/2013;
• для идентифицированных видов опасности должна проводится оценка риска расчетным, экспериментальным, экспертным путем или по данным эксплуатации аналогичных видов оборудования согласно пункту 9 ТР ТС 032/2013;
• рассчитывается прочность оборудования с учетом прогнозируемых нагрузок, которые могут возникнуть в процессе его эксплуатации, транспортировки, перевозки, монтажа и прогнозируемых отклонений от таких нагрузок, а также с учетом факторов, перечисленных в пункте 1 приложения 2 к ТР ТС 032/2013.

Кроме этого, пункт 7 приложения № 2 к ТР ТС 032/2013, устанавливает требования к проекту оборудования, в части применения:

• а) средств контроля и измерений, погрешность которых в рабочих условиях не превышает предельно допустимое отклонение контрольного параметра;
• б) средств измерений в соответствии с условиями эксплуатации оборудования.

Исходя из вышесказанного, обращаем Ваше внимание, что, например, для указанного Вами случая, рабочее давление 51 кгс/см2 (5,1 МПа) при применении манометра классом точности 1,5 со шкалой от 0 до 10 МПа: 1,5% погрешности в пересчете в МПа составит 0,15 МПа, что составит меньше 0,09860 МПа разницы между округленным значением 5,1 МПа и 5,00199 МПа (при точном переводе 51 кгс/см2 в МПа). А при применении манометра со шкалой от 0 до 100 кгс/см2 с классом точности 1,5 – вышеуказанное значение 0,09860 МПа при переводе в кгс/см2 равна 1,00551 кгс/см2, что также ниже 1,5% погрешности прибора, составляющей 1,5 кгс/см2.

Следовательно, при таких параметрах, указание в технической документации технических характеристик в кгс/см2 и МПа с использованием коэффициента точного перевода, создаст неисполнимые условия для эксплуатирующих организаций, а также не обеспечит возможности выполнения требований пункта 7 приложения № 2 к ТР ТС 032/2013.