Изменение рабочего давления сосудов

Значения различных видов давления в сосудах в процессе эксплуатации

С. Т. Толчеев, технический директор ООО «Липецкпромэкспертиза»

Я. С. Толчеев, эксперт ООО «Липецкпромэкспертиза»

И.М. Стрекалов, эксперт ООО «ЭТС «Металлург-Л»

При эксплуатации сосудов различные виды давлений трактуются по разному. Одни считают, что расчетное давление равносильно разрешенному давлению. Другие считают, что разрешенное давление равносильно максимально возможному рабочему давлению. От правильной трактовки этих давлений зависит правильность настройки пружинных предохранительных клапанов, выбор пробного давления.

Согласно техническому регламенту Таможенного союза «О безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением» (ТР ТС 032/2013)

«давление рабочее» — максимальное избыточное давление, возникающее при нормальном протекании рабочего процесса;

«давление разрешенное» — максимально допустимое избыточное давление для оборудования (элемента), установленное на основании оценки соответствия и (или) контрольного расчета на прочность;

«давление расчетное» — давление на которое производится расчет на прочность оборудования.

«давление пробное» — избыточное давление, при котором производится испытание оборудования на прочность и плотность.

Рассмотрим оборудование при пуске в работу и в процессе эксплуатации.

Разработчик и изготовитель оборудования и устройств безопасности прилагает к оборудованию паспорт и расчет на прочность оборудования, расчет пропускной способности предохранительных устройств. Определяет рабочее, расчетное и пробное давление сосуда.

В соответствии с п. 318 Федеральными нормами и правилами в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением» при работающих предохранительных клапанах в сосуде не допускается давление, превышающее:

а) разрешенное давление более чем на 0,05 МПа – для сосудов с давлением до 0,3МПа;

б) разрешенное давление более чем на 15 % – для сосудов с давлением от 0,3МПа до 6МПа;

в) разрешенное давление более чем на 10% – для сосудов с давлением свыше 6МПа.

В соответствии с пунктом 212 (б) Федеральными нормами и правилами в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением» на оборудование вывешивается табличка на которую наносится разрешенное давление и другие сведения.

Кто должен определить разрешенное давление ?

Учитывая, что расположение клапанов на вертикальных сосудах, как правило, на верхних днищах или в местах наибольшего скопления паров и газов, то тогда разрешенное давление должно быть равно расчетному, так как рабочее давление не учитывает гидростатического давления среды и допустимого кратковременного повышения давления во время действия предохранительного клапана. Следовательно разрешенное давление должно быть больше рабочего давления (Рраз>Рраб).

А расчетное давление рассчитывается на давление равное 90% давления при полном открытии клапана. Разрешенное давление должно быть (Рраз=Ррас>Рраб).

Если это не учитывать, то настройка предохранительного клапана может быть неверна.

Если в процессе эксплуатации снижено рабочее давление сосуда, то необходимо провести расчет пропускной способности предохранительных устройств для новых условий работы.

Для большинства типов оборудования, работающего под давлением значение пробного давления Рпр при испытаниях определяют по формулам 3 Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением»:

Коэффициент К, зависящий от типа оборудования и вида испытания.

Р – расчетное, рабочее или разрешенное давление оборудования.

В соответствии с п. 172 Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением» значение пробного давления определяется от рабочего давления, а согласно п. 392 ФНП определяют величину пробного давления исходя из величины разрешенного давления.

Определение пробного давления зависит от того, на каком этапе происходит испытание. После изготовления и доизготовления на месте эксплуатации за Р принимается расчетное давление. Если испытание оборудования производится в период его использования в сроки, установленные изготовителем, за Р принимается рабочее давление. Если испытание осуществляется по истечении срока службы величина Р принимается равной разрешенному давлению, установленному экспертной организацией.

Если в процессе эксплуатации снижено рабочее давление сосуда и необходимо провести гидравлическое испытание, то необходимо определить пробное давление по установленному разрешенному давлению.

Мы знаем, что рабочее давление не учитывает гидростатического давления среды. Тогда

разрешенное давление должно определяться как расчетное давление в условиях испытаний. Это давление которому элементы сосуда подвергаются во время пробного испытания, включая гидростатическое давление, если оно составляет 5% или более пробного давления.

При определении разрешенного давления это обстоятельство многие не учитывают в своих расчетах.

1. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов на которых используется оборудование работающее под избыточным давлением», утвержденными приказом Ростехнадзора от 25.03.2014 № 116.
2. (ТР ТС 032/2013) Технический регламент Таможенного союза «О безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением» (принят решением Совета Евразийской экономической комиссии от 02.07.2013 № 41).
3. ПБ 03-584-03 Правила проектирования, изготовления и приемки сосудов и аппаратов стальных сварных. Утверждены постановлением Госгортехнадзора России от 10.06.2003 № 81.
4. РД 03-421-01. Методические указания по проведению диагностирования технического состояния и определению остаточного срока службы сосудов и аппаратов.
5. ГОСТ 14249-89. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность.

Источник

Новые правила по котлонадзору: Снижение рабочего давления оборудования

Вопрос:

Правомочно ли указание в паспорте сосуда СУГ величины рабочего давления 1,57 МПа, если это согласовано с заводом-изготовителем?

Область применения ТР ТС 032/2013 определена пунктами 2 и 3 ТР ТС 032/2013, классификация оборудования по категориям опасности установлена в приложении 1 к ТР ТС 032/2013, в том числе при указании значений давления в тексте ТР ТС 032/2013 применены единицы измерения, установленные международной системой измерений СИ – паскаль (Па), мегапаскаль (МПа).

В пункте 21 ТР ТС 032/2013 установлены требования к информации, которую должен указать изготовитель в паспорте сосуда, в том числе значения рабочего и расчетного давлений МПа (кгс/см2). При этом согласно ТР ТС 032/2013 и ранее действовавшим до его вступления в силу Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением (ПБ 03-576-03), изготовитель в паспорте сосуда и иной технической документации в сведениях о технических характеристиках указывает конкретные значения расчетного давления и рабочего (максимально допустимого при нормальном протекании рабочего процесса) давления, при превышении которого эксплуатация сосуда недопустима.

В соответствии с установленными в приложении 2 к ТР ТС 032/2013 требованиями к безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением, при его проектировании (разработке) должны быть учтены:

• нагрузки, действующие на внутреннюю и наружную поверхность;
• температуры окружающей и рабочей среды; давление в рабочих условиях и в условиях испытаний с учетом веса содержимого;
• инерционные нагрузки при движении
• и другие прогнозируемые факторы, влияющие на прочность оборудования.

При этом также устанавливаются технические эксплуатационные характеристики, минимизирующие возможность возникновения инцидента, аварии при эксплуатации оборудования.

При проектировании и изготовлении конкретной модели сосуда разработчик проекта (изготовитель) подтверждает значения расчетного и максимального рабочего давлений расчетами для обеспечения необходимого запаса прочности с учетом вышеперечисленных факторов, влияющих на прочность оборудования, в том числе свойств конкретной рабочей среды и требований, установленных к ней соответствующими нормативными документами.

При этом согласно пункту 35 ТР ТС 032/2013 соответствие оборудования требованиям данного технического регламента обеспечивается путем непосредственного выполнения этих требований либо путем выполнения требований стандартов, включенных в перечень стандартов, в результате применения которых на добровольной основе обеспечивается соблюдение требований ТР ТС 032/2013.

В указанный перечень стандартов ТР ТС 032/2013, а также в перечень стандартов, применяемых для обеспечения соблюдения требований технического регламента Таможенного союза «О безопасности колесных транспортных средств» (ТР ТС 018/2011), утвержденный Решением Комиссии Таможенного союза от 09.12.2011 № 877, включен ГОСТ 21561 «Автоцистерны для транспортирования сжиженных углеводородных газов на давление до 1,8 МПа. Общие технические условия.», в соответствии с которым в настоящее время предприятия-изготовители выпускают автоцистерны для СУГ с давлением до 1,8 МПа. Автоцистерны для транспортирования СУГ более раннего выпуска производились с рабочим давлением 1,6 МПа.

Требования к СУГ, применяемым в качестве топлива для коммунально-бытового потребления, моторного топлива для автомобильного транспорта, а также в промышленных целях, установлены ГОСТ Р 52087-2003 «Газы углеводородные сжиженные топливные. Технические условия.», в котором в числе физико-химических и эксплуатационных показателей СУГ определено значение избыточного давления насыщенных паров СУГ не более 1,6 МПа.

С целью обеспечения требований ТР ТС 032/2013 к безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением, и минимизации рисков возникновения инцидента, аварии при его эксплуатации, максимальное значение рабочего давления сосудов-автоцистерн для транспортирования СУГ устанавливается и указывается изготовителем в паспорте сосуда, оформляемом на него в процессе изготовления, и не может быть менее максимального значения давления насыщенных паров СУГ, установленного ГОСТ Р 52087-2003, т.е. 1,6 МПа.

Снижение значения рабочего давления сосудов-автоцистерн для транспортирования СУГ менее 1,6 МПа в процессе эксплуатации по результатам технического освидетельствования или экспертизы промышленной безопасности в случае выявления дефектов, влияющих на прочность сосуда, также не допустимо, так как с учетом вышеизложенного и условий эксплуатации автоцистерны уменьшает уровень безопасности сосуда и не позволяет сделать положительный вывод о его соответствии требованиям промышленной безопасности.

В отношении существующей практики применения при оформлении документации на оборудование различных систем единиц измерения давлений и их конкретных значений обращаем Ваше внимание, что в ТР ТС 032/2013 и ФНП ОРПД, как и в действовавших до их вступления в силу Правилах устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением (ПБ 03-576-03), при указании в тексте давлений в единицах (МПа и кгс/см2) двух систем измерений (СИ и СГС) их значения приведены не с точностью до тысячных, а с округлением, например, 0,07 МПа (0,7 кгс/см2), что также было указано изготовителями в паспортах автоцистерн – 1,6 МПа (16 кгс/см2).

Применение на протяжении длительного периода времени при проектировании, изготовлении и эксплуатации сосудов практики перевода единиц измерения давления из кгс/см2 в МПа с округлением до целого значения объясняется тем, что манометры, применяемые для контроля в сосуде давления СУГ технически не обеспечивают возможности более точного измерения его значений, так как их погрешность (класс точности – 2,5) превышает разницу между единицами измерения систем СИ и СГС при более точном их переводе.Указание в паспортах сосудов значений давления СУГ, не соответствующих техническим возможностям применяемых для его измерения манометров, а также использование их при разработке и утверждении эксплуатирующей организацией производственных инструкций по режиму работы и безопасному обслуживанию сосудов устанавливает условия, не выполнимые при эксплуатации.

Вопрос:

Какое рабочее давление правомерно указывать при регистрации цистерны для СУГ на АГЗС, если экспертизой промышленной безопасности по результатам технического освидетельствования рабочее давление данного сосуда установлено (снижено) до 1,55 МПа, а в заводском паспорте указано 1,6 МПа? Каким значением рабочего давления сосуда под давлением следует руководствоваться при его регистрации, если в паспорте данного сосуда рабочее давление указано как: МПа (кгс/см2) соответственно 1,6 (16), а между тем 16 кгс/см2 соответствует 1,57 МПа?

Область применения ТР ТС 032/2013 определена пунктами 2 и 3 ТР ТС 032/2013, классификация оборудования по категориям опасности установлена в приложении 1 к ТР ТС 032/2013, в том числе при указании значений давления в тексте ТР ТС 032/2013 применены единицы измерения, установленные международной системой измерений СИ – паскаль (Па), мегапаскаль (МПа).

В пункте 21 ТР ТС 032/2013 установлены требования к информации, которую должен указать изготовитель в паспорте сосуда, в том числе рабочее давление МПа (кгс/см2).

В соответствии с установленными в приложении 2 к ТР ТС 032/2013 требованиями к безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением, при его проектировании (разработке) должны быть учтены:

• нагрузки, действующие на внутреннюю и наружную поверхность;
• температуры окружающей и рабочей среды;
• давление в рабочих условиях и в условиях испытаний с учетом веса содержимого;
• инерционные нагрузки при движении
• и другие прогнозируемые факторы, влияющие на прочность оборудования.

При этом также устанавливаются технические эксплуатационные характеристики, минимизирующие возможность возникновения инцидента, аварии при эксплуатации оборудования. В связи с этим при проектировании сосуда, предназначенного для работы под давлением конкретной рабочей среды, необходимо учитывать требования, установленные к ней соответствующими нормативными документами. Согласно пункту 35 ТР ТС 032/2013 соответствие оборудования требованиям данного технического регламента обеспечивается путем непосредственного выполнения этих требований либо путем выполнения требований стандартов, включенных в перечень стандартов, в результате применения которых на добровольной основе обеспечивается соблюдение требований ТР ТС 032/2013.

В указанный перечень стандартов ТР ТС 032/2013, а также в перечень стандартов, применяемых для обеспечения соблюдения требований технического регламента Таможенного союза «О безопасности колесных транспортных средств» (ТР ТС 018/2011), утвержденный Решением Комиссии Таможенного союза от 09.12.2011 № 877, включен ГОСТ 21561 «Автоцистерны для транспортирования сжиженных углеводородных газов на давление до 1,8 МПа. Общие технические условия», в соответствии с которым в настоящее время предприятия-изготовители выпускают автоцистерны для СУГ с давлением до 1,8 МПа. Автоцистерны для транспортирования СУГ более раннего выпуска производились с рабочим давлением 1,6 МПа. Помимо обеспечения технических условий, установленных стандартом, значения расчетного и максимального рабочего давлений для конкретной модели сосуда изготовитель подтверждает расчетами для обеспечения необходимого запаса прочности с учетом вышеперечисленных факторов, влияющих на прочность оборудования.

Кроме этого, требования к применяемым в качестве топлива для коммунально-бытового потребления, моторного топлива для автомобильного транспорта, а также в промышленных целях СУГ установлены ГОСТ Р 52087-2003 «Газы углеводородные сжиженные топливные. Технические условия», в котором в числе физико-химических и эксплуатационных показателей СУГ определено значение избыточного давления насыщенных паров СУГ не более 1,6 МПа.

С целью обеспечения требований ТР ТС 032/2013 к безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением, и минимизации рисков возникновения инцидента, аварии при его эксплуатации, максимальное значение рабочего давления сосудов-автоцистерн для транспортирования СУГ устанавливается и указывается в паспорте изготовителем сосуда и не может быть менее максимального значения давления насыщенных паров СУГ, установленного ГОСТ Р 52087-2003, т.е. 1,6 МПа.

Принятие экспертной организацией решения о снижении значения рабочего давления сосудов-автоцистерн для транспортирования СУГ менее 1,6 МПа в процессе эксплуатации в случае выявления дефектов, влияющих на прочность сосуда, по результатам технического освидетельствования или экспертизы промышленной безопасности уменьшает уровень безопасности сосуда ниже установленного изготовителем, что не допустимо, так как с учетом вышеизложенного и условий эксплуатации автоцистерны не позволяет сделать положительный вывод о ее соответствии требованиям промышленной безопасности.

В ином случае принятие указанного решения о снижении давления без каких-либо оснований по инициативе эксплуатирующей организации незаконно, так как экспертная и эксплуатирующая организации не являются изготовителем данного сосуда и не правомочны изменять его паспортные технические характеристики, установленные изготовителем.

При указании в тексте давлений в единицах (МПа и кгс/см2) двух систем измерений (СИ и СГС) их значения приведены не с точностью до тысячных, а с округлением, например, 0,07 МПа (0,7 кгс/см2). Применение на протяжении длительного периода времени практики перевода единиц измерения давления из кгс/см2 в МПа с округлением до целого значения при эксплуатации сосудов объясняется тем, что манометры применяемые для контроля в сосуде давления СУГ не обеспечивают возможности более точного измерения его значений, так как их погрешность (класс точности – 2,5) превышает разницу между единицами измерения систем СИ и СГС при более точном их переводе.

В связи с чем указание в паспортах сосудов значений давления СУГ, не соответствующих техническим возможностям применяемых для его измерения манометров, а также использование их при разработке и утверждении эксплуатирующей организацией производственных инструкций по режиму работы и безопасному обслуживанию сосудов, устанавливает условия, не выполнимые при эксплуатации.

Разделы сайта, связанные с этой новостью:

Последовательность событий и новостей по этой теме

(перемещение по новостям, связанным друг с другом)

Источник