Сосуды давления в нефтехимии

Основные понятия и определения. На предприятиях нефтегазовой отрасли широко применяются аппараты, работающие под давлением

На предприятиях нефтегазовой отрасли широко применяются аппараты, работающие под давлением. Под сосудом, работающим под давлением, понимается герметически закрытая ёмкость, предназначенная для ведения химических и тепловых процессов, а также для хранения и перевозки сжатых, сжиженных и растворённых газов и жидкостей под давлением. Опасность эксплуатации таких аппаратов заключается в том, что при потере механической прочности стенок обечайки (коррозия, локальный перегрев, трещины и т.п.) или повышении давления может произойти (взрыв) разрушение сосуда, в результате которого потенциальная энергия сжатой среды переходит в кинетическую энергию разлетающихся осколков. Работа взрыва при адиабатическом расширении газа определяется по формуле:

, (1)

где P1 – начальное давление в сосуде, Па;

P2 – конечное давление в сосуде, Па;

V – начальный объём газа, м 3 ;

k – показатель адиабаты.

Взрывы сосудов приводят к тяжёлым несчастным случаям, разрушению зданий и оборудования. Чем больше энергия сжатой среды, тем тяжелее последствия аварий.

Основными причинами таких взрывов являются:

1. Некачественное проектирование и изготовление;

2. Дефект в конструкционных материалах;

3. Плохая защита от коррозии;

4. Старение материалов в процессе эксплуатации;

5. Нарушение технологического режима;

6. Недостаточная квалификация обслуживающего персонала и т.д.

При разрушении сосудов, работающих под давлением, существует 4 опасных фактора:

1. Разлет осколков;

2. Взрывная волна;

3. Если среда не инертная, то выделение токсичных веществ;

4. Выделение горючих веществ.

Сосуды под давлением представляют большую опасность, поэтому их проектирование, изготовление и эксплуатация регламентируется «Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением (ПБ 03-576-03)».

Правила распространяются на:

— сосуды, работающие под давлением воды с температурой выше 115 ºС или других нетоксичных, невзрывопожароопасных жидкостей при температуре, превышающей температуру кипения при давлении 0,07 МПа (0,7 кгс/см 2 );

— сосуды, работающие под давлением пара, газа или токсичных взрывопожароопасных жидкостей свыше 0,07 МПа (0,7 кгс/см 2 );

— баллоны, предназначенные для транспортировки и хранения сжатых, сжиженных и растворенных газов под давлением свыше 0,07 МПа (0,7 кгс/см 2 );

— цистерны и бочки для транспортировки и хранения сжатых и сжиженных газов, давление паров которых при температуре до 50 ˚С превышает давление 0,07 МПа (0,7 кгс/см 2 );

— цистерны и сосуды для транспортировки или хранения сжатых, сжиженных газов, жидкостей и сыпучих тел, в которых давление выше 0,07 МПа (0,7 кгс/см 2 ) создается периодически для их опорожнения;

Правила не распространяются на:

— сосуды атомных энергетических установок, а также сосуды, работающие с радиоактивной средой;

— сосуды вместимостью не более 0,025 м 3 (25 л) независимо от давления, используемые для научно-экспериментальных целей. При определении вместимости из общей емкости сосуда исключается объем, занимаемый футеровкой, трубами и другими внутренними устройствами. Группа сосудов, а также сосуды, состоящие из отдельных корпусов и соединенные между собой трубами с внутренним диаметром более 100 мм, рассматриваются как один сосуд;

— сосуды и баллоны вместимостью не более 0,025 м 3 (25 л), у которых произведение давления в МПа (кгс/см 2 ) на вместимость в м 3 (литрах) не превышает 0,02 (200);

— сосуды, работающие под давлением, создающимся при взрыве внутри них в соответствии с технологическим процессом или горении в режиме самораспространяющегося высокотемпературного синтеза;

— сосуды, работающие под вакуумом;

— сосуды, устанавливаемые на морских, речных судах и других плавучих средствах (кроме драг);

— сосуды, устанавливаемые на самолетах и других летательных аппаратах;

— воздушные резервуары тормозного оборудования подвижного состава железнодорожного транспорта, автомобилей и других средств передвижения;

— сосуды специального назначения военного ведомства;

— приборы парового и водяного отопления;

— сосуды, состоящие из труб с внутренним диаметром не более 150 мм без коллекторов, а также с коллекторами, выполненными из труб с внутренним диаметром не более 150 мм;

— части машин, не представляющие собой самостоятельных сосудов (корпуса насосов или турбин, цилиндры двигателей паровых, гидравлических, воздушных машин и компрессоров).

Под расчетным давлением в рабочих условиях для элементов сосудов и аппаратов следует понимать давление, на которое проводится их расчет на прочность. Расчетное давление для элементов сосуда или аппарата принимают, как правило, равным рабочему давлению или выше.

В зависимости от расчётного давления, температуры стенки и характера среды сосуды делятся на 4 группы.

Таблица 1 – Характеристика групп сосудов, работающих под давлением

Под рабочим давлением для сосуда и аппарата следует понимать максимальное внутреннее избыточное или наружное давление, возникающее при нормальном протекании рабочего процесса, без учета гидростатического давления среды и без учета допустимого кратковременного повышения давления во время действия предохранительного клапана или других предохранительных устройств.

Под пробным давлением в сосуде или аппарате следует понимать давление, при котором проводится испытание сосуда или аппарата.

Дата добавления: 2015-07-02 ; Просмотров: 1164 ; Нарушение авторских прав?

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Классификация систем, работающих под давлением

На предприятиях машиностроения широко применяются системы, работающие под давлением. К ним относятся:

1. Сосуды, работающие под давлением – герметически закрытые емкости, предназначенные для ве­дения химических, тепловых и других технологических процессов, а также для хранения и транс­портирования газообразных, жидких и других веществ.

К сосудам, работающим под давлением, относятся также:

2. Компрессоры и воздухосборники (ресиверы) при них.

3. Паровые и водогрейные котлы.

4. Трубопроводы для транспортировки газов, паров, жидкостей.

Системы, находящиеся под давлением, относятся к объектам повышенной опасности. При на­ру­ше­нии их герметичности и режимов эксплуатации возможны взрывы, при которых развивается большая мощ­ность с освобождением потенциальной энергии сжатого газа и жидкости и превращением ее в ки­не­ти­чес­кую.

12.4.2. Регистрация и техническое освидетельствование сосудов,
работающих под давлением

Разгерметизация сосудов, работающих под давлением, может привести к авариям, поэтому при их из­готовлении, эксплуатации и ремонте необходимо соблюдать «Правила устройства и безопасной эксплуа­та­ции сосудов, работающих под давлением» (ПБ 03-574-03).

Действия этих правил распространяется на:

· сосуды, работающие под давлением воды с температурой выше

или другой жидкости с тем­пературой, превышающей температуру кипения при давлении 0,07 МПа без учета гид­рос­та­ти­ческого давления;

· сосуды, работающие под давлением пара или газа свыше 0,07 МПа;

· баллоны для транспортировки и хранения сжатых, сжиженных и растворенных га­зов под давлением свыше 0,07 МПа;

· цистерны и бочки для транспортирования и хранения сжатых и сжиженных газов, давление паров ко­торых при температуре до

превышает давление 0,07 МПа;

· цистерны и сосуды для транспортирования или хранения сжатых, сжиженных газов, жидкостей и сы­пучих тел, в которых давление выше 0,07 МПа создается периодически для их опорожнения.

Правила не распространяются на:

· части машин, не представляющие собой самостоятельных сосудов (корпуса насосов или турбин, ци­линдры двигателей паровых, гидравлических, воздушных машин и компрессоров);

· сосуды вместимостью не более 0,025 м 2 (25 л) независимо от давления, используемые для науч­но-экспериментальных целей;

· сосуды и баллоны вместимостью не более 0,025 м 2 (25 л), у которых произведение давления в МПа (Кгс/см 2 ) на вместимость в м 3 (литрах) не превышает 0,02 (200);

· сосуды, работающие под давлением, создающимся при взрыве внутри них в соответствии с тех­но­логическим процессом;

· сосуды, работающие под вакуумом;

· сосуды, устанавливаемые на морских, речных судах и других плавучих средствах (кроме драг);

· воздушные резервуары тормозного оборудования подвижного состава железнодорожного транс­пор­та, автомобилей и других средств передвижения;

· приборы парового и водяного отопления;

· на некоторые другие типы сосудов, не применяемые в машиностроении.

Сосуды, на которые распространяются Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, ра­ботающих под давлением, до пуска их в работу, подлежат регистрации в органах Госгортехнадзора за иск­лючением:

· баллонов вместимостью до 100 литров, предназначенных для транспортировки и хранения сжа­тых, сжиженных и растворенных газов;

· сосудов для хранения или транспортировки сжиженных газов, жидкостей и сыпучих тел, на­хо­дя­щих­ся под давлением периодически при их опорожнении;

· сосудов, работающих под давлением взрывоопасных, или пожароопасных, или 1-го или 2-го клас­сов опасности сред при температуре стенки не выше

, у которых произведение дав­ле­ния в МПа (кгс/см 2 ) на вместимость в м 3 (литрах) не превышает 0,05 (500);

· сосудов, работающих под давлением невзрывоопасных, непожароопасных, неядовитых сред при температуре стенки не выше

, у которых произведение давления в МПа (кгс/см 2 ) на вмес­тимость в м 3 (литрах) не превышает 0,1 (1000);

· некоторые другие типы сосудов, не применяемые в машиностроении.

Регистрация сосуда производится на основании письменного заявления владельца сосуда.

Сосуды, на которые распространяется действие Правил устройства и безопасной эксплуатации со­су­дов, работающих под давлением, должны подвергаться техническому освидетельствованию после мон­та­жа, до пуска в работу, периодически и в необходимых случаях — внеочередному освидетельствованию.

Техническое освидетельствование заключается во внутреннем и наружном осмотре с целью вы­яв­ле­ния состояния внутренних и наружных поверхностей, гидравлическом испытании с предварительным внут­ренним и внешним осмотром.

Наружный и внутренний осмотры проводят с периодичностью не реже
1-10 лет в зависимости от ти­па сосуда, среды, вызывающей коррозию, материала сосуда.

Гидравлические испытания проводят с периодичностью не реже 8-12 лет, в зависимости от типа со­су­да, среды, вызывающей коррозию материала сосуда. Гидравлическое испытание проводят пробным давлением Рпр, регламентируемым Правилами в за­ви­симости от конструкции сосудов, рабочего давления P, а также допускаемых напряжений для материала со­суда:

где А – коэффициент, зависящий от метода изготовления сосуда (А = 1,25 — 1,6);

, – допускаемые напряжения для материала сосуда при и расчетной температуре t. Продолжительность гидравлического испытания не менее
10 минут.

Внеочередное освидетельствование сосудов, находящихся в эксплуатации, проводится в сле­дую­щих случаях:

· если сосуд не эксплуатировался более 12 месяцев;

· если сосуд был демонтирован и установлен на новом месте;

· если произведено выправление выпучин и вмятин, а также реконструкция или ремонт сосуда;

· перед наложением защитного покрытия на стенки сосуда;

· после отработки расчетного срока службы сосуда;

· после аварии сосуда или его элементов;

· по требованию инспектора Госгортехнадзора или ответственного по надзору за техническим сос­тоя­ниям и эксплуатацией сосуда.

Результаты технического освидетельствования записываются в паспорте сосуда лицом, про­во­див­шим освидетельствование, с указанием разрешенных параметров эксплуатации сосуда и сроков сле­дую­щих освидетельствований. На сосудах, признанных при техническом освидетельствовании годными к даль­ней­шей эксплуатации, наносятся на специальной табличке следующие сведения:

1) регистрационный номер;

2) разрешенное давление;

3) число, месяц, год следующих наружного и внутреннего осмотров и гидравлического испытания.

Источник