Характеристики сосуда работающего под давлением

У этого термина существуют и другие значения, см. Сосуд.

Сосуд под давлением — закрытая ёмкость (стационарно установленная или передвижная), предназначенная для ведения химических, тепловых и других технологических процессов, а также для хранения и транспортировки газообразных, жидких и других веществ[1]. Границей сосуда являются входные и выходные штуцеры.

Использование[править | править код]

Сосуды под давлением широко используются как в промышленности, так и в быту, спорте и пр. Разнообразие размеров, технических характеристик и способов применения их чрезвычайно велико, начиная от ядерных реакторов и заканчивая домашними отопительными котлами и баллонами для дайвинга. Другими примерами использования сосудов под давлением являются паровые котлы, барокамеры, автоклавы, ресиверы, цистерны, газовые баллоны и бочки, предназначенные для транспортировки или хранения сжатых, сжиженных газов, жидкостей и сыпучих тел.

Требования к сосудам под давлением в РФ[править | править код]

В едином перечне продукции, в отношении которой устанавливаются обязательные требования в рамках Таможенного союза, присутствуют пункты: «оборудование, работающее под избыточным давлением» и «сосуды, работающие под давлением».[2] Соответствующие требования установлены ТР ТС 032/2013 «О безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением».[3]

Сосуды под давлением являются техническими устройствами, эксплуатация которых делают производственный объект опасным. С авариями сосудов под давлением связано большое количество несчастных случаев, поэтому на их проектирование, устройство, изготовление, реконструкцию, наладку, монтаж, ремонт, техническое диагностирование и эксплуатацию в большинстве стран мира накладывается ряд ограничений.

В России обязательны Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением», а также ряд других отраслевых документов, действие которых ограничено своей специфической областью (например «Правила устройства и безопасной эксплуатации оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок», «Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением, для объектов использования атомной энергии» и др.). Эти и другие[4] государственные документы устанавливают границы параметров содержащихся в сосуде веществ, превышение которых причисляет сосуд к опасным, в общем случае, как:

• вода с температурой выше 115 °С или другие нетоксичные, невзрывопожароопасные жидкости при температуре, превышающей температуру кипения при давлении 0,07 МПа;
• пар, газ или токсичные взрывопожароопасные жидкости с давлением свыше 0,07 МПа;
• сжатых, сжиженных и растворенных газов под давлением свыше 0,07 МПа.

Требования к оснащению[править | править код]

Для управления работой и обеспечения безопасных условий эксплуатации сосуды в зависимости от назначения должны быть оснащены:

• запорной или запорно-регулирующей арматурой;
• приборами для измерения давления;
• приборами для измерения температуры;
• предохранительными устройствами;
• указателями уровня жидкости.

Контроль сварных соединений[править | править код]

Организация-изготовитель (доизготовитель), монтажная или ремонтная организация обязаны применять такие виды и объёмы контроля своей продукции, которые гарантировали бы выявление недопустимых дефектов, её высокое качество и надежность в эксплуатации.
Контроль качества сварки и сварных соединений должен включать:

• проверку аттестации персонала;
• проверку сборочно-сварочного, термического и контрольного оборудования, аппаратуры, приборов и инструментов;
• контроль качества основных материалов;
• контроль качества сварочных материалов и материалов для дефектоскопии;
• операционный контроль технологии сварки;
• неразрушающий контроль качества сварных соединений;
• разрушающий контроль качества сварных соединений;
• контроль исправления дефектов.

Государственный надзор[править | править код]

Сосуды, на которые распространяются российские государственные правила, до пуска их в работу должны быть зарегистрированы в органах Ростехнадзора России[5], кроме специально оговоренных случаев, на основании письменного заявления владельца сосуда; при перестановке сосуда на новое место или передаче сосуда другому владельцу, а также при внесении изменений в схему его включения сосуд до пуска в работу должен быть перерегистрирован в органах Ростехнадзора России.

Кроме того сосуды, на которые распространяется действие государственных правил, должны подвергаться техническому освидетельствованию после монтажа, до пуска в работу, периодически в процессе эксплуатации и в необходимых случаях — внеочередному освидетельствованию с участием специалиста организации, имеющей лицензию Ростехнадзора России (если сосуд зарегистрирован). Объём, методы и периодичность технических освидетельствований сосудов (за исключением баллонов) должны быть определены изготовителем и указаны в руководстве по эксплуатации. В случае отсутствия таких указаний техническое освидетельствование должно проводиться в соответствии с требованиями государственных правил.

См. также[править | править код]

• Паровой котёл
• Ресивер (сосуд)
• Барокамера

Примечания[править | править код]

Емкости бывают открытыми и закрытыми. Последние из них называют со-судами. Сосуд – это герметически закрытая емкость, предназначенная для ве-дения химических, тепловых и других технологических процессов, а также для хранения и транспортировки газообразных, жидких и других веществ. Грани-цей сосуда являются входные и выходные штуцера. ([1], приложение 1, п. 42.).

Сосуды делятся на передвижные, используемые для транспортировки, и стационарные, используемые для хранения веществ и проведения в них различ-ных технологических операций. Сосуд передвижной – это сосуд, предназна-ченный для временного использования в различных местах или во время его перемещения ([1], приложение 1, п. 43.). Сосуд стационарный – это постоянно установленный сосуд, предназначенный для эксплуатации в одном определен-ном месте ([1], приложение 1, п. 44.).

Сосуды бывают одно- и многокамерными. Многокамерный сосуд – это со-суд, имеющий две или более рабочие полости, используемые при различных или одинаковых условиях (давление, температура, среда и др.) ([1], приложение 1, п. 23.) Пример – химический реактор и связанный с ним ресивер, их часто рассматривают как одно целое. Между отдельными камерами сосуда, как пра-вило, не должно быть запорной и отсечной арматуры, а если она присутствует, то при проведении технологических операций она должна находиться в откры-том состоянии.

В промышленности сосуды обычно делят по их назначению на баллоны, бочки, цистерны, резервуары, газгольдеры, барокамеры, криогенные емкости (если на ней есть запорная арматура) и другие, каждый из которых имеет свою специфику.

Баллон – это сосуд, имеющий одну или две горловины для установки вен-тилей, фланцев или штуцеров, предназначенный для транспортировки, хране-ния и использования сжатых, сжиженных или растворенных под давлением га-зов

Цистерна – это передвижной сосуд, постоянно установленный на раме же-лезнодорожного вагона, на шасси автомобиля (прицепа) или на других сред-ствах передвижения, предназначенный для транспортировки и хранения газо-образных, жидких и других веществ

Бочка – это сосуд цилиндрической или другой формы, который можно пе-рекатывать с одного места на другое и ставить на торцы без дополнительных опор, предназначенный для транспортировки и хранения жидких и других веществ

Резервуар – это стационарный сосуд, предназначенный для хранения газо-образных, жидких и других веществ

Газгольдер – это резервуар для хранения газов под избыточным давлением, а также распределения газов по потребителям, выравнивания газа в замкнутой газораспределительной системе и т.д. Различают газгольдеры низкого (1,7 ÷ 4,0 кПа) и высокого (0,07 ÷ 3,0 МПа и даже выше) давления.

Криогенная емкость – это емкость для хранения и транспортировки крио-генной жидкости. Иногда при хранении и транспортировке в них сжиженных газов эти емкости периодически герметизируют, и тогда давление в них в ре-гламентном режиме может доходить до ~ 1,0 МПа.

Барокамера – это сосуд, оснащенный приборами и оборудованием и пред-назначенный для размещения в нем людей

На пищевых предприятиях широко используются аппараты, сосуды, коммуникации и другое оборудование, работающее под давлением. К нему относятся водогрейные и паровые котлы, выпарные аппараты, автоклавы, компрессоры, холодильные установки, ресиверы, теплообменники, трубопроводы. Их основная опасность при эксплуатации заключается в возможном внезапном разрушении, что сопровождается взрывом, при котором потенциальная энергия сжатой среды в короткий промежуток времени за счет ее адиабатического расширения переходит в кинетическую энергию разлетающихся осколков разрушенного оборудования.
Например, при вместимости сосуда 1 м3, находящегося под давлением газа 1 МПа, мощность взрыва составит 13,2 МВт, а водяного пара —около 200 МВт. Взрыв такой мощности сопровождается не только разрушением зданий, но и травматизмом с тяжелым и смертельным исходом.
Все работающее под давлением оборудование разделяется на два основных класса — подлежащее и. не подлежащее регистрации в органах Госпроматомнадзора. Для первого действующие правила Госпроматомнадзора регламентируют проектирование, изготовление, эксплуатацию, ремонт и техническое освидетельствование. К этому оборудованию относятся: паровые котлы, работающие под давлением > 0,07 МПа; водогрейные котлы, работающие при температуре нагрева воды >115°С; компрессоры, сосуды а другое оборудование, работающее под давленом >0,07 МПа; цистерны и бочки для перевозки сжиженных газов, давление паров в которых при температуре до 50 °С превышает 0,07 МПа; сосуды и цистерны для хранения и перевозки сжиженных газов, жидкостей и сыпучих продуктов без давления и перевозки сжиженных газов, жидкостей и сыпучих продуктов без давления, но опорожняемых под давлением >0,07 МПа; баллоны, предназначенные для перевозки и хранения сжатых, сжиженных и растворенных газов с рабочим давлением >0,07 МПа.
Указанное оборудование до начала эксплуатации должно быть зарегистрировано в органах Госпроматомнадзора.

Все оборудование, работающее под давлением, находится под вневедомственным контролем органов Госпроматомнадзора, которые осуществляют его периодическое освидетельствование, в том числе и объектов, рабочее давление и температура которых не превышают указанные. Последние не подлежат регистрации в его органах и находятся под надзором администрации предприятий, являющихся владельцами этого оборудования.
К паровым, водогрейным котлам и водоподогревателям, не подлежащим регистрации в органах Госпроматомнадзора, относятся: паровые котлы, экономайзеры, пароперегреватели, работающие с избыточным давлением пара ≤0,07 МПа; водогрейные котлы, водоподогреватели (бойлеры), работающие при температуре ≤115°С; Обогреватели паром с избыточным давлением ≤0,07 МПа или водой с температурой ≤115 °С; паровые котлы, у которых произведение объема воды на разность (t —100)≤5, где t — температура насыщенного пара при рабочем давлении; котлы с электрическим обогревом.
К сосудам, не регистрируемым в органах Госпроматомнадзора, относятся: работающие под избыточным давлением ≤0,07 МПа или давлением воды с температурой ≤115 °С, из неметаллических материалов, холодильных установок, а также входящие в систему трубопроводов и являющиеся их неотъемлемой частью (водоотделители, грязевики и т. п.); работающие под давлением неагрессивных, неядовитых и невзрывоопасных сред при температуре стенок ≤200 °С, у которых произведение вместимости (дм3) на давление (МПа) не превышает 1000; сосуды, баллоны вместимостью до 25 дм3 у которых произведение вместимости (дм3) на рабочее давление (МПа) не превышает 20; сосуды, цистерны для хранения, перевозки сжиженных газов, жидких, сыпучих продуктов без давления, но опоражниваемых при давлении газа ≤0,07 МПа; цистерны, бочки для хранения, перевозки сжиженных газов, давление паров в которых при температуре +50 °С не превышает 0,07 МПа, приборы парового и водяного отопления; баллоны, предназначенные для перевозки сжатых, сжиженных и растворимых газов под давлением ≤0,07 МПа; промежуточные холодильники и маслоотделители компрессорных установок и т. п.
К трубопроводам, не регистрируемым в органах Госпроматомнадзора, относятся транспортирующие пар с рабочим давлением ≤0,07 МПа или горячую воду с температурой ≤115 °С; из неметаллических материалов 1 категории с наружным диаметром ≤51 мм, а также других категорий с диаметром <76 мм; расположенные в пределах котла, сливные, продувные, выхлопные трубопроводы.

13.Основные требования к конструкции, установке и техническому освидетельствованию сосудов, работающих под избыточным давлением

КОНСТРУКЦИЯ СОСУДОВ

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

2.1.1. Конструкция сосудов должна обеспечивать надежность ибезопасность эксплуатации в течение расчетного срока службы и предусматриватьвозможность проведения технического освидетельствования, очистки, промывки,полного опорожнения, продувки, ремонта, эксплуатационного контроля металла исоединений.

2.1.2. Для каждого сосуда должен быть установлен и указан впаспорте расчетный срок службы с учетом условий эксплуатации.

2.1.3. Устройства, препятствующиенаружному и внутреннему осмотрам сосудов (мешалки, змеевики, рубашки, тарелки,перегородки и другие приспособления), должныбыть, как правило, съемными.

При примененииприварных устройств должна быть предусмотрена возможность их удаления для проведениянаружного и внутреннего осмотров и последующей установки на место. Порядоксъема и установки этих устройств должен быть указан в руководстве поэксплуатации сосуда.

2.1.4. Если конструкция сосуда не позволяет проведение наружногои внутреннего осмотров или гидравлического испытания, предусмотренныхтребованиями Правил, разработчиком проекта сосуда в руководстве по эксплуатациидолжны быть указаны методика,периодичностьиобъем контроля, выполнение которых обеспечит своевременное выявление и устранениедефектов. В случае отсутствия в руководстве таких указаний методика,периодичность и объем контроля определяются специализированной организацией.

2.1.5. Конструкции внутренних устройств должны обеспечиватьудаление из сосуда воздуха при гидравлическом испытании и воды послегидравлического испытания.

2.1.6. Сосуды должны иметьштуцера для наполнения и слива воды, а также для удаления воздуха пригидравлическомиспытании.

2.1.7. На каждом сосуде должны быть предусмотрены вентиль, кран или другоеустройство, позволяющее осуществлять контроль за отсутствием давления в сосудеперед его открыванием; при этом отвод среды должен быть направлен в безопасноеместо.

2.1.8. Расчет на прочность сосудов и их элементов долженпроизводиться по НД, согласованной с Госгортехнадзором России. Сосуды, предназначенные для работы в условияхциклических и знакопеременных нагрузок, должны быть рассчитаны на прочность сучетом этих нагрузок.

При отсутствиинормативного метода расчет на прочность должен выполняться по методике, согласованнойсо специализированной научно-исследовательской организацией.

2.1.9. Сосуды, которые в процессе эксплуатации изменяют своеположение в пространстве, должны иметь приспособления, предотвращающие ихсамоопрокидывание.

2.1.10. Конструкция сосудов, обогреваемых горячими газами, должнаобеспечивать надежное охлаждение стенок, находящихся под давлением, дорасчетной температуры.

2.1.11. Для проверки качестваприварки колец, укрепляющих отверстия для люков, лазов и штуцеров, должно бытьрезьбовое контрольное отверстие в кольце, если оно приварено снаружи, или встенке, если кольцо приварено с внутренней стороны сосуда.

Данноетребование распространяется также и на привариваемые снаружи к корпусу накладкиили другие укрепляющие элементы.

Наружные глухие элементы(например, накладки), не работающие под давлением, должны иметь дренажныеотверстия в самых низких местах.

2.1.12. Заземление иэлектрическое оборудование сосудов должны соответствовать правилам техническойэксплуатации электроустановок потребителей и правилам техники безопасности приэксплуатации электроустановок потребителей в установленном порядке.

УСТАНОВКА СОСУДОВ

6.1.1. Сосуды должны устанавливаться на открытых площадках в местах,исключающих скопление людей, или в отдельно стоящих зданиях.

6.1.2. Допускается установка сосудов:

в помещениях,примыкающих к производственным зданиям, при условии отделения ихот здания капитальной стеной;

впроизводственных помещениях в случаях, предусмотренных отраслевымиправиламибезопасности;

с заглублением вгрунт при условии обеспечения доступа к арматуре и защиты стеноксосуда от почвенной коррозии и коррозии блуждающими токами.

6.1.3. Не разрешаетсяустановка регистрируемых в органах Госгортехнадзора России сосудов в жилых,общественных и бытовых зданиях, а также в примыкающих к ним помещениях.

6.1.4. Установка сосудовдолжна исключать возможность их опрокидывания.

6.1.5. Установка сосудов должна обеспечить возможность осмотра,ремонта и очистки их с внутренней и наружной сторон.

Для удобстваобслуживания сосудов должны быть устроены площадки и лестницы. Для осмотра иремонта сосудов могут применяться люльки и другие приспособления. Указанныеустройства не должны нарушать прочности и устойчивости сосуда, а приварка их ксосуду должна быть выполнена по проекту в соответствии с требованием Правил.Материалы, конструкция лестниц и площадок должны соответствовать действующей НД.