Сосуды под давлением в реакторах

Реакционный сосуд (автоклав)

Для комплектации реакторов с перемешиванием компания Autoclave Engineers предлагает три стандартных типа реакционных сосудов. Выбор подходящего сосуда производится с учетом требований к температуре, давлению, химической стойкости, а также простоте открытия-закрытия реактора. По специальному заказу возможно также изготовление реакторов на базе сосудов других видов (см. раздел «Сосуды высокого давления»), а также реакторов из специальных материалов или нестандартных объемов.

ZipperClave

EZE-Seal

На болтах

ZipperClave обеспечивает наиболее быстрое открытие-закрытие реактора. Никаких болтов и зажимов — достаточно вставить пружину в паз при помощи ручки, и реактор закрыт. Для герметизации реакторов этого типа используются уплотнения из полимерных материалов.Автоклавы EZE-Seal позволяют работать при умеренных температурах и давлениях. Свободный фланец позволяет легко менять один реакционный сосуд на другой. Для затягивания болтов не требуется больших усилий. Уплотнения для реакторов этого типа изготавливаются из металлов с серебряным покрытием или полимерных материалов.Автоклав с крышкой на болтах обеспечивает более высокие давления и температуры. Уплотнения для реакторов этого типа изготавливаются из металлов (без покрытия) или полимерных материалов.

Максимальное рабочее давление

Объем сосуда

500, 1000, 2000, 4000, 8000 мл100, 300, 500, 1000, 2000, 4000 мл100, 300, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 мл

Материал сосуда

Нержавеющая сталь AISI 316
Хастеллой C-276Нержавеющая сталь AISI 316
Хастеллой C-276Нержавеющая сталь AISI 316
Хастеллой C-276

Материалы уплотнений и их максимальная рабочая температура

Buna N (121°C )
Полиэтилен-пропилен (149°C )
Силикон (204°C )
Тефлон (ПТФЭ) (232°C )
Витон (232°C )
Кальрез (260°C )Buna N (121 °C)
Полиэтилен-пропилен (149 °C)
Силикон (204 °C)
Тефлон (ПТФЭ) (232 °C)
Витон (232 °C)
Кальрез (260 °C)
Металл (с покрытием Ag) (454 °C)Buna N (121 °C)
Полиэтилен-пропилен (149 °C)
Силикон (204 °C)
Тефлон (ПТФЭ) (232 °C)
Витон (232 °C)
Кальрез (260 °C)
Металл (343 °C)
Металл (510 °C)

Взаимозаменяемость сосудов

Для всех типов реакционных сосудов их размеры унифицированы для разных объемов. Это позволяет использовать несколько сосудов разных объемов с одной и той же крышкой, при условии, что они одного и того же типа и имеют одинаковый диаметр. Взаимозаменяемые объемы сосудов: 100 и 300 мл, 500 и 1000 мл, 2000 и 4000 мл.

Доступны для заказа наборы для конверсии, включающие сменный реакционный сосуд с нагревателем и внутренние компоненты реактора.

Размеры сосудов	100 мл	300 мл	500 мл	1000 мл	2000 мл	4000 мл
Внутренний диаметр (ID)	46 мм	46 мм	76 мм	76 мм	127 мм	127 мм
Внутренняя высота (IL)	70 мм	170 мм	116 мм	221 мм	153 мм	312 мм

Сливной вентиль

Реакторы Autoclave Engineers могут быть оснащены сливным вентилем в донной части. Сливной вентиль позволяет легко слить содержимое реактора через отверстие диаметром 1/2″ (12,7 мм). В закрытом состоянии вентиль не нарушает гладкость дна сосуда и не образует застойных зон. Возможно оснащение сливного вентиля пневматическим приводом.

Примечание: в силу пространственных ограничений реакторы со сливным вентилем монтируются только на напольной стойке.

Сертификация

Все оборудование Autoclave Engineers разработано в соответствии с требованиями ASME (Американское общество инженеров-механиков). Сертификат ASME выдается по требованию клиента. Для европейских потребителей на оборудование может быть поставлен штамп о соответствии европейским нормам безопасности (CE, PED).

Производство продукции Autoclave Engineers также сертифицировано по ISO 9001.

Примечание: отдельные комплектации реакторов могут не соответствовать нормам CE. Также, на сосуды ZipperClave не ставится штамп ASME.

Стойка

Реакторы с перемешиванием монтируются на открытых стойках, что обеспечивает удобный доступ к их отдельным частям. Выпускается четыре вида стоек: два настольных и два напольных варианта, выбираемые в зависимости от объема реактора.

Настольная стойка

Легкая напольная стойка

Тяжелая напольная стойка

Выбор стойки

Габаритные размеры, мм

Тип100 и 300 мл500 и 1000 мл2000 и 4000 млШиринаГлубинаВысотаНизкая настольнаяV521665884Высокая настольнаяV5216651001Легкая напольнаяV6356731570Тяжелая напольнаяV7217821565

Все стойки для лабораторных реакторов сконструированы следующим образом: крышка реактора закреплена в стойке неподвижно, а реакционный сосуд после открытия снимается вниз. Для облегчения подъема и опускания сосуда стойка оснащается подъемным механизмом. Наличие подъемника необходимо для реакторов больших объемов, а также в тех случаях, когда требуется частое открытие-закрытие сосуда.

Для подвода вращения в реакторах с перемешиванием используется бесконтактный магнитный привод MagneDrive, конструкция которого была впервые разработана инженерами Autoclave Engineers. Используемые в конструкции привода магниты из редкоземельных элементов создают высокий вращающий момент. Привод MagneDrive — герметичная система, в ней нет динамических уплотнений, которые могли бы износиться, вызывая утечки и в итоге простой реактора. Широкий диапазон скоростей перемешивания — до 3300 оборотов в минуту — удовлетворит практически любые потребности. Для лабораторных реакторов применяются магнитные приводы серии MAG075. Эти приводы имеют улучшенную конструкцию с длительным сроком службы подшипников, а также возможность увеличения вращающего момента с 0,79 Н-м до 1,8 Н-м путем установки более мощного модуля статора.

Примечание: подшипники из высокотемпературных полимеров подходят не для любых процессов. Перед приобретением проконсультируйтесь со специалистами Autoclave Engineers.

Двигатель с регулируемой скоростью вращения соединяется с магнитным приводом MagneDrive посредством ременной передачи, закрытой защитным кожухом. Электропитание двигателя подается через контроллер, осуществляющий также регулирование скорости перемешивания.

Реактор можно также оснастить съемными волнорезами для повышения эффективного перемешивания.

Вместо традиционной мешалки в реактор могут быть установлены различные корзины для катализаторов, как неподвижные, так и вращающиеся (подробнее — см. раздел «Каталитические реакторы»). Ниже приведены некоторые из них.

Реактор с перемешиванием может быть снабжен портом для ввода газов во внутренний объем сосуда. Порт расположен в верхней части крышки сосуда, к нему могут быть одна или две подающие линии для газов с ручными вентилями.

Выпускной вентиль служит для сброса давления в реакторе после окончания реакции или в случае необходимости.

Все лабораторные реакторы оборудуются механическими манометрами с двойной шкалой (бар/psi) для контроля за давлением. Также может быть установлен электронный датчик давления для передачи данных в контроллер и автоматического управления давлением. Датчик давления – двухконтактный с выходным сигналом 4-20 мА. Измерение давления производится в следующих диапазонах:

0-41 бар (0-600 psi),
0-69 бар (0-1,000 psi),
0-138 бар (0-2,000 psi),
0-207 бар (0-3,000 psi),
0-345 бар (0-5,000 psi)
0-517 бар (0-7,500 psi).

Также каждый реактор обязательно оснащается предохранительным устройством с разрывной мембраной для защиты измерительного оборудования от превышения давления.

Существует два основных способа внешнего нагрева (или охлаждения) реакционного сосуда:

В целях защиты от перегрева электронагреватель оснащается дополнительной термопарой, контролирующей температуру на внешней стенке реактора. При достижении предельного значения температуры происходит отключение нагревателя до тех пор, пока температура не опустится ниже порогового значения. Имеются термопары типов К (хромель-алюмель) и J (железо-константан) на выбор.

Для ввода внутрь реактора каких-либо веществ в крышке может быть предусмотрен дополнительный порт с шаровым краном (внутренний диаметр 1/4″). Этот порт позволяет вводить как жидкие, так и твердые реагенты, например, катализаторы.

Вместо шарового крана в этот порт может быть установлен обратный холодильник для конденсации и возврата в реактор испаряющихся жидких реагентов при работе в проточном режиме.

Компания Autoclave Engineers предлагает различные варианты контрольно-регулирующего оборудования для реакторов — от простых контрольных модулей до мощных логических контроллеров.

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

Производственные объекты, эксплуатирующие сосуды под давлением, относятся к опасным из-за высоких рисков возникновения взрывов и, как следствие, несчастных случаев и производственных травм. Наиболее частые причины аварий и взрывов сосудов связаны с нарушениями их обслуживания – превышением предельно допустимого давления, несоблюдением температурного режима и т. д. Поэтому их эксплуатация должна проходить в строгом соответствии с существующими нормами в области промышленной безопасности. А ответственный за данное оборудование персонал обязан иметь необходимую квалификацию.

В нашей статье мы поговорим о том:

какое оборудование относится к сосудам под давлением и где оно применяется,
каким образом законодательство регулирует работу с данным оборудованием,
какие требования предъявляются к обучению персонала, работающего с сосудами под давлением,
какие программы обучения предлагает наш центр в этой области.

О чем речь?

Сосуд под давлением – это закрытая емкость, предназначенная для ведения химических, тепловых и других технологических процессов, а также для хранения и транспортировки газообразных, жидких и других веществ. Может быть передвижным или стационарным.

Такие сосуды широко используются в различных отраслях промышленности, предприятиях торговли и общественного питания, медицинских учреждениях и даже в быту. Области их применения разнообразны – от ядерных реакторов до паровых котлов, которыми отапливаются помещения.

Что предписывает закон?

Требования к размещению, монтажу, оснащению, ремонту, обеспечению безопасных условий работы сосудов под давлением, а также подготовке персонала, обслуживающего данное оборудование, регламентированы «Правилами промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением» (Приказ Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 25 марта 2014 г. № 116).

Правила обязательны к исполнению всеми организациями, которые применяют в своей деятельности сосуды под давлением, независимо от формы собственности.

Правила направлены на обеспечение промышленной безопасности, предупреждение аварий, инцидентов и производственного травматизма на объектах при эксплуатации оборудования под давлением более 0,07 мегапаскаля (МПа):

пара, газа (в газообразном, сжиженном состоянии);
воды при температуре более 115 градусов Цельсия (°С);
иных жидкостей при температуре, превышающей температуру их кипения при избыточном давлении 0,07 МПа.

Действие Правил распространяется на следующее оборудование (при условии, что сосуды отвечают одному или нескольким признакам, указанным выше):

паровые котлы, автономные пароперегреватели и экономайзеры;
водогрейные, пароводогрейные, электро- и энерготехнологические котлы;
котлы-утилизаторы (паровых и водогрейных);
передвижные котлы и транспортабельные установки;
котлы, работающие с высокотемпературными органическими и неорганическими теплоносителями;
трубопроводы пара и горячей воды;
трубопроводы технологические для транспортирования газообразных, парообразных и жидких сред;
баллоны, цистерны, бочки, предназначенные для сжатых, сжиженных и растворенных под давлением газов;
сосуды для сжатых, сжиженных газов, жидкостей и сыпучих тел, в которых избыточное давление создается периодически для их
опорожнения;
0барокамеры.

При этом правила не регулируют работу с сосудами:

атомных энергетических установок,
работающими с радиоактивной средой;
вместимостью не более 0,025 м3 (25 л) независимо от давления, используемыми для научно-экспериментальных целей.

Существует ряд других отраслевых документов, которые нормируют работу с сосудами под давлением в конкретных областях. 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 другие.

Также важно отметить, что до пуска в работу все сосуды, которые учтены в Правилах, подлежат регистрации и техническому освидетельствованию. В зависимости от типа оборудования его регистрация и учет происходит в органах Ростехнадзора или ведется надзорным отделом предприятия.

Кто отвечает за безопасное обслуживание оборудования в организации

На предприятии, где используются сосуды под давлением, должен быть назначен сотрудник, ответственный за их исправное состояние и безопасную работу, и специалист, осуществляющий надзор за их техническим состоянием и эксплуатацией. Как правило, это персонал инженерно-технических подразделений.

Обслуживать сосуды могут только лица, достигшие 18-летнего возраста и прошедшие специальное обучение и аттестацию. Необходимую квалификацию можно получить в учебном центре, у которого есть лицензия на образовательную деятельность в этой области.

В дальнейшем у персонала, ответственного за обслуживание сосудов под давлением, нужно проверять знания не реже одного раза в год.

Программы обучения по эксплуатации сосудов под давлением в «Юнитал-М»

В нашем учебном центре можно пройти необходимые курсы повышения квалификации по безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением, чтобы получить допуск к работе с данным оборудованием и успешно выполнять функции по его обслуживанию.

Кроме того, на базе «Юнитал-М» можно пройти обучение по курсу «Ответственный за исправное состояние и безопасную эксплуатацию сосудов, работающих под давлением (не регистрируемых в органах Ростехнадзора)» и профессиональную подготовку по программе «Оператор котельной» для лиц, претендующих на должности, связанные с работой с паровыми котлами. По итогам ее успешного окончания слушателям выдается свидетельство о профессии.

Содержание программы обучения

Остановимся подробнее на содержании программы обучения по безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением – обязательного вида обучения для всех работников, обслуживающих оборудование под давлением.

Программа составлена в соответствии с действующими законодательными требованиями и покрывает весь спектр вопросов по безопасной работе с оборудованием под давлением, начиная от основ теплотехники и классификации сосудов до действий персонала в случае ЧП:

основные сведения из физики и теплотехники;
назначение, виды и группы сосудов, работающих под давлением;
порядок ввода в эксплуатацию и учета оборудования, работающего под давлением;
эксплуатация баллонов для сжатых, сжиженных и растворенных газов;
эксплуатация газификаторов, газгольдеров и газоразрядных ламп;
эксплуатация стерилизаторов, автоклавов;
эксплуатация резервуаров, бочек, цистерн, баллонов, барокамер, ресиверов, сосудов Дьюара;
основные требования, предъявляемые к персоналу, обслуживающему сосуды под давлением;
порядок допуска персонала к обслуживанию сосудов;
порядок действий в случаях аварий при эксплуатации оборудования под давлением.

Обучение можно пройти как в очной форме в оборудованных аудиториях учебного центра, так и дистанционно на базе обучающей интернет-платформы. Последний вариант позволит подготовиться самостоятельно в удобное время из любого региона страны.

Для прохождения подготовки нужно иметь документ о наличии среднего общего образования. Слушателям, успешно окончившим обучение, выдается удостоверение установленного образца о повышении квалификации, действующее один год.

comments powered by HyperComments

Источник