Сосуды и аппараты работающие под атмосферным давлением
из “Конструирование технологических машин и аппаратов
“
К категориям аппаратов, работающих под атмосферным давлением, относятся все аппараты, работающие при избыточном давлении не более 0,7 9,81 10 Па и не подведомственные Госгортехнадзору.
[c.144]
Расчетная толщина стенок цилиндрических стальных сосудов получается, как правило, слишком малой, поэтому из конструктивных и технологических соображений, возможности изготовления и обеспечения необходимой долговечности, определяемой коррозионным износом, и др. она увеличивается до разумных пределов. Минимальная толщина обечаек, свальцованных из листовой стали и сваренных электродуговой сваркой, принимается равной 3—4 мм из листовой меди — 1—3 мм чугунных литых — 20—25 мм. При необходимости защиты от коррозии применяют более стойкий материал или защитные покрытия.
[c.144]
Толщину плоских днищ цилиндрических резервуаров принимают равной толщине обечайки или на 25% больше ее. Соединение плоского днища с обечайкой производится двумя кольцевыми сплошными швами втавр (рис. 84). Выступ днища положительно влияет на работу узла. Выступ днища у больших резервуаров, рассчитанных под налив, нужно делать равным 40—50 мм в малых резервуарах его делают равным (l,5-f-2,0) б.
[c.144]
Сверху открытых резервуаров привариваются обвязочные уголки, служащие фланцем для присоединения плоской крышки. Если необходимо соединение крышки с обечайкой выполнить плотным, то вместо уголкового фланца устанавливают обычные (точеные) приварные фланцы.
[c.144]
Для снижения себестоимости цилиндрических сосудов желательно придавать им такие пропорции, при которых затраты металла и отходы при раскрое листов получались бы минимальными.
[c.145]
Если бд=бк = б, то Ho -Do = . При учете отходов обычно получают Но – Do .
[c.146]
Прямоугольные резервуары и сосуды позволяют более рационально использовать производственные площади, что является важным фактором. В прямоугольных сосудах удобно размещать рабочие устройства. Они конструктивно просты при их изготовлении количество отходов металла незначительно. Прямоугольные сосуды могут быть без укрепляющих элементов (баки), с внутренними и наружными укрепляющими элементами. Сверху открытых сосудов обычно приваривается уголковый фланец для усиления бортов. Листы корпусов прямоугольных аппаратов соединяются встык, листы днищ — встык с подкладкой снизу. Стенки прямоугольных аппаратов можно рассчитывать как пластинки, нагруженные давлением. Заделку краев пластинок (стенок) можно считать шарнирной. Среднее давление жидкости можно принимать в качестве расчетной нагрузки, равномерно распределенной по всей площади пластинки.
[c.146]
Применение прямоугольных резервуаров для хранения жидкостей считается не совсем целесообразным, потому что они получаются более металлоемкими и дорогими по сравнению с цилиндрическими. Удельный расход металла на изготовление прямоугольных резервуаров составляет от 90 до 130 кг/м емкости, а для цилиндрических — от 18 до 50 кг/м емкости, причем удельный расход металла в обоих случаях уменьшается с увеличением емкости. Применение прямоугольных сосудов целесообразно в том случае, когда увеличение расхода металла компенсируется эксплуатационными удобствами или есть необходимость лучше использовать внутреннее пространство аппарата.
[c.146]
Очевидно, что минимальная поверхность будет у куба ki = = 1). Однако на практике приходится применять прямоугольные сосуды, отличающиеся от куба. Они будут характеризоваться различными значениями ку, которые могут либо задаваться, либо выбираться.
[c.147]
Таким образом, все три размера.прямоугольного сосуда с минимальной площадью поверхности и сама поверхность являются функциями объема и отношения двух его измерений. Два других оптимальных отношения ребер прямоугольного сосуда также являются функциями только ki, т. е.
[c.147]
Для определения размеров сосуда с минимальной площадью поверхности при известном значении k достаточно провести вертикаль через это значение. Ординаты точек пересечения вертикали с кривыми определят соответствующие значения безразмерных параметров. Для определения параметров рассматриваемого сосуда не обязательно знать именно fei. С одинаковым успехом можно задать любой из безразмерных параметров и по нему определить все остальные. Для получения абсолютных значений параметров прямоугольного сосуда заданного объема необходимо после определения соответствующих безразмерных параметров воспользоваться их зависимостями.
[c.148]
График к расчету прямоугольных сосудов.
[c.148]
Практически окончательный выбор размеров сосуда в каждом конкретном случае нужно согласовывать с размерами листового металла, со снижением трудоемкости изготовления сосуда и т. д.
[c.149]
Определение размеров прямоугольного сосуда, имеющего минимальную площадь поверхности на единицу объема при заданном значении к, имеет практическое значение н для расхода эмалей, лаков, красок, которые широко применяются в пищевой, промышленности в качестве покрытий.
[c.149]
Большинство аппаратов представляет собой совокупность оболочек вращения, сваренных встык или соединенных с помощью фланцев. Расчет таких аппаратов сводится к расчету составных его элементов, к определению напряжений и деформаций или толщины корпуса, днища и крышки аппарата.
[c.149]
Принято считать увеличение радиуса оболочки отрицательным. Положительной угловой деформации соответствует поворот края оболочки против вращения часовой стрелки, если рассматриваемая точка находится справа от оси оболочки.
[c.151]
Приведенные общие формулы применительно к оболочкам определенной формы значительно упрощаются. Рассмотрим несколько примеров преобразования общих формул при нагружении оболочек постоянным газовым давлением р при условии определения усилий и деформации на краю оболочки.
[c.151]
Из уравнения равновесия элемента оболочки удельное кольцевое усилие Т = рг.
[c.152]
Из уравнения равновесия зоны оболочки удельное меридиональное усилие S = Q,bpr.
[c.152]
Вернуться к основной статье
Источник
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 4 сентября 2018; проверки требует 1 правка.
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]
Крышка реактора PWR — сосуда с очень высокими параметрами среды
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]
Эта статья или раздел описывает ситуацию применительно лишь к одному региону, возможно, нарушая при этом правило о взвешенности изложения. Вы можете помочь Википедии, добавив информацию для других стран и регионов. |
Источник
ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Сосудом, работающим под давлением, называют герметически закрытую емкость, предназначенную для ведения химических, тепловых и других технологических процессов, а также для хранения и транспортирования газообразных, жидких и других веществ. Границей сосуда являются входной и выходной штуцера. К числу сосудов, работающих под давлением, относятся котлы, баллоны, цистерны, бочки. Сосуды, работающие под давлением, изготавливают сварными или литыми на предприятиях, имеющих разрешение Госнадзорохрантруда. На заводе на поверхность сосудов наносят паспортные данные. После изготовления все сосуды подлежат испытанию пробным давлением.
При эксплуатации наиболее частыми причинами аварий и взрывов сосудов являются: превышение предельно допустимого давления, нарушение температурного режима, потеря ими механической прочности.
Сосуды, работающие под давлением, из-за возможности взрыва являются оборудованием повышенной опасности, поэтому эксплуатировать их необходимо в соответствии с “Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением”. Эти правила распространяются на: сосуды, работающие под давлением воды с температурой выше 115°С 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, предназначенные для транспортирования и хранения сжатых, сжиженных и растворенных газов под давлением свыше 0,07 МПа; цистерны и бочки для транспортирования и хранения сжиженных газов, давление паров которых при температуре до 50°С превышает 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; барокамеры.
Указанные правила не распространяются на: сосуды и баллоны вместимостью не более 0,025 м3(25 л), для которых произведение давления (р) в МПа на вместимость (V) в м3 не превышает 0,02; сосуды, работающие под вакуумом; приборы парового и водяного отопления; трубчатые печи; части машин, не представляющие собой самостоятельных сосудов, и некоторые другие.
Сосуды, на которые распространяются “Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением”, подлежат регистрации и техническому освидетельствованию – осмотру и испытанию пробным давлением. Предусмотрена регистрация некоторых сосудов в органах Госнадзорохрантруда. Регистрации в этих органах не подлежат: сосуды холодильных установок и холодильных блоков в составе технологических установок; бочки для перевозки сжиженных газов, баллоны вместимостью до 100 л включительно, установленные стационарно, а также предназначенные для транспортировки и (или) хранения сжатых, сжиженных и растворенных газов; сосуды для хранения или транспортировки сжиженных газов, жидкостей и сыпучих тел, находящиеся под давлением периодически при их опорожнении; сосуды со сжатым и сжиженным газами, предназначенные для обеспечения топливом двигателей транспортных средств, на которых они установлены, и некоторые другие.
На предприятиях торговли и общественного питания не используются сосуды, подлежащие регистрации в органах Госнадзор-охрантруда. Однако на этих предприятиях имеются или обращаются сосуды (аппараты), на которые распространяются требования “Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением”. К таким сосудам относятся аппараты стационарных холодильных установок, автосатураторы, баллоны с различными газами.
Разрешение на ввод в эксплуатацию сосуда, не подлежащего регистрации в органах Госнадзорохрантруда, выдается лицом, назначенным приказом по предприятию для осуществления надзора за техническим состоянием и эксплуатацией сосудов, на основании документации предприятия-изготовителя после проверки представителем организации обслуживания и, при необходимости, технического освидетельствования. Разрешение на ввод сосуда в эксплуатацию записывается в его паспорт. На поверхности сосуда должны быть следующие данные: регистрационный номер, разрешенное рабочее давление, дата (число, месяц и год) следующих осмотра и испытания.
Cосуд или группа сосудов, входящих в установку, включаются в работу на основании письменного распоряжения администрации предприятия. Сосуды, на которые распространяются требования указанных выше правил, периодически в процессе эксплуатации и, при необходимости, досрочно подвергаются техническому освидетельствованию. Объем, методы и периодичность технических освидетельствований сосудов (за исключением баллонов) определены предприятиями-изготовителями, указаны в паспортах и инструкциях по монтажу и безопасной эксплуатации. Техническое освидетельствование сосудов, цистерн, баллонов и бочек может производиться на специальных ремонтно-испытательных пунктах, на предприятиях-изготовителях, на наполнительных станциях, а также на предприятиях владельцев.
На предприятиях должны быть обеспечены содержание сосудов в исправном состоянии и безопасные условия их работы. Приказом по предприятию или объединению предприятий назначаются из числа инженерно-технических работников лицо, ответственное за исправное состояние и безопасное действие сосудов, и лицо, осуществляющее надзор за их техническим состоянием и эксплуатацией. К обслуживанию сосудов, работающих под давлением, допускаются лица, достигшие 18-летнего возраста, прошедшие специальное обучение (в профессионально-техническом училище, учебно-курсовом комбинате), аттестацию в квалификационной комиссии и инструктаж по безопасному обслуживанию сосудов. Проверка знаний персонала, обслуживающего сосуды, проводится не реже одного раза в год.
Инструкции по режиму работы и безопасной эксплуатации сосудов должны быть вывешены на рабочих местах и выданы под расписку обслуживающему персоналу.
При нарушениях режимов работы и появлении неисправностей эксплуатация сосудов должна быть прекращена.
Для управления работой и обеспечения безопасной эксплуатации сосуды оборудуют приборами для измерения давления и температуры, предохранительными устройствами, запорной арматурой и, при необходимости, указателями уровня жидкости.
На сосудах для измерения давления устанавливают манометры, проверка которых с опломбированием или клеймением производится не реже одного раза в год. Не реже одного раза в 6 месяцев на предприятии проверяют показания рабочих манометров по контрольному; результаты проверки записывают в журнал. Манометр должен иметь красную черту по делению, соответствующему разрешенному рабочему давлению в сосуде.
Предохранительные клапаны бывают пружинного и рычажно-грузового действия. Предохранительные клапаны должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.085-82.”ССБТ. Сосуды, работающие под давлением. Клапаны предохранительные. Требования безопасности”. Давление настройки предохранительных клапанов должно быть равно рабочему давлению в сосуде или превышать его, но не более чем на 25% . Рабочую среду, выходящую из предохранительного клапана, следует отводить в безопасное место. Предохранительные клапаны проверяют не реже одного раза в 6 месяцев или одного раза в год в зависимости от вида сосуда, на котором они установлены. При проведении периодических проверок предохранительный клапан после испытания и тарировки должен пломбироваться.
Вместо предохранительных клапанов могут быть использованы предохранительные пластины, разрывающиеся при давлении в сосуде, превышающем рабочее не более чем на 25% .
Сосуд, работающий под давлением, меньшим давления питающего его источника, должен быть оборудован автоматическим редуцирующим устройством для понижения давления газа. Камера низкого давления редуктора должна иметь манометр и пружинный предохранительный клапан, отрегулированный на соответствующее разрешенное давление в емкости, в которую перепускается газ. Такие устройства-редукторы имеются, например, в автосатураторах.
Запорную арматуру устанавливают на трубопроводах, по которым к сосуду подводятся или от него отводятся жидкости, пары или газы. Установка запорной арматуры между сосудом и предохранительным клапаном не допускается. Нельзя устанавливать запорные приспособления на трубах, отводящих газ или пар от предохранительных устройств.
Между сосудом с чрезвычайно опасным или высокоопасным веществом, а также с пожаро- или взрывоопасной средой и насосом (компрессором) устанавливают обратный клапан, автоматически закрывающийся под действием давления из сосуда.
При необходимости контроля уровня жидкости в сосудах, имеющих границу раздела сред, применяются указатели уровня. Кроме указателей уровня, на сосудах могут быть установлены звуковые, световые и другие сигнализаторы и блокировки по уровню.
Эксплуатацию паровых и водогрейных котлов регламентируют “Правила устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов”.
Паровые котлы с рабочим давлением до 0,07 МПа должны соответствовать требованием ГОСТ 12.2.096-83. “ССБТ. Котлы паровые с рабочим давлением до 0,07 МПа. Требования безопасности”.
§ 2. Дополнительные требования к баллонам,
Источник