Проектирование сосудов работающих под давлением: Положение о проектировании сосудов, работающих под давлением

Емкости под давлением изготовление

Емкости и аппараты под давлением

Швы емкостей под давлением

Сварные швы при приварке днищ к обечайкам должны быть с полным проплавдение, также допускаются соединения в тавр, угловые, но также с полным проплавлением. Приварка внахлест допускается только для усиливающих колец. Продольные швы смежныхобечаек и швы днищ сосудов должны быть смещены относительно друг друга навеличину трехкратной толщины наиболее толстого элемента, но не менее чем на 100 мм между осями швов. Указанные швы допускается не смещать относительно друг друга в сосудах, предназначенных дляработы под давлением не более 1,6 МПа (16 кгс/см2) и температуре стенки не выше 400 °С, с номинальной толщиной стенки не более 30 мм при условии, что эти швы выполняются автоматической или электрошлаковой сваркой и места пересечения швов контролируются методом радиографии или ультразвуковой дефектоскопии в объеме100 %.

Для изготовления емкостей под давлением применяют следующие стали

Категории сталей для сосудов в зависимости от средней температуры воздуха наиболее холодной пятидневки

Завод-изготовитель применяет такие виды и объемы контроля качества сварных соединений, которые бы выявили недопустимые дефекты. К таким видам контроля относится:

• Проверка аттестации персонала;
  
• Проверка 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.
  
• Виды контроля определяются конструкторской организацией в соответствии с требованиями Правил.
  
• Виды контроля определяются в зависимости от группы сосудов.

Сосуды, прошедшие контроль качества и испытания маркируются, комплектуются паспортом на изделие, руководством по эксплуатации. На каждом сосуде должна быть табличка со следующей информацией:

• товарный знак или наименование изготовителя;
  
• наименование или обозначение сосуда;
  
• порядковый номер сосуда по системе нумерации изготовителя;
  
• год изготовления;
  
• рабочее давление, МПа;
  
• расчетное давление, МПа;
  
• пробное давление, МПа;
  
• допустимая максимальная и (или) минимальная рабочая температура стенки, °С;
  
• масса сосуда,кг.

Проектирование и конструирование сосудов, работающих под давлением

Общие положения
Ввод в эксплуатацию сосудов, работающих под давлением
Требования промышленной безопасности к эксплуатации оборудования, работающего под давлением
Техническое освидетельствование, экспертиза промышленной безопасности, техническое диагностирование оборудования под давлением
Требования промышленной безопасности к техническому перевооружению ОПО, монтажу, ремонту, реконструкции (модернизации) и наладке оборудования под давлением

Обзор по сосудам, работающим под давлением — 2012

В Анализе проектирования сосуда давления комбинируются результаты статических исследований желаемых данных. Каждое статическое исследование обладает набором различных нагрузок, которые производят соответствующие результаты. Эти нагрузки могут иметь характер замороженных нагрузок, живых нагрузок (приближенных статическими нагрузками), термических нагрузок и т.п. Исследования конструкции сосуда, работающего под давлением объединяет результаты статических исследований, используя линейную комбинацию в алгебраической форме или квадратный корень суммы квадратов (SRSS).

При использовании сетки на твердом теле, программное обеспечение обеспечивает инструмент линеаризации напряжений для отделения компонентов изгиба и мембраны.

ПРИМЕЧАНИЯ

• Важно! — Могут меняться только нагрузки. Материалы, ограничения, условия контакта, конфигурации моделей и сеток комбинируемых статических исследований должны быть идентичными.

• Решение имеет силу только тогда, когда результаты находятся на линейном участке. Следовательно, исследования не могут использовать Решение большого перемещения или контакт Без проникновения, так как допущение линейности в таких случаях становится недействительным.

• В проектировании сосудов, работающих под давлением, эта функциональность широко используется. Создание проектных и производственных кодов требует комбинирования некоторых сценариев приложения нагрузок.

• Данная программа не решает системы совместных уравнений. Она считывает существующие результаты выбранных исследований и затем комбинирует их.

• При вычислении таких величин, как результирующее перемещение и главные напряжения и напряжения von Mises, программа вначале комбинирует направленные компоненты.

• Для исследований по сосудам, работающим под давлением, использующим SRSS, нельзя создавать эпюры перемещений или деформаций. Это объясняется тем, что при возведении в квадрат отрицательные компоненты перемещения становятся положительными. Это приводит к некорректным результатам при суммировании значений.

• В данном выпуске программы недоступны отчеты для исследований по сосудам, работающим под давлением.

Для применения исследования конструкции сосуда, работающего под давлением:

1. Запустите статические исследования, которые вы хотите включить в комбинацию.

2. Нажмите правой кнопкой мыши значок модели в дереве исследованию Simulation и выберите Исследование.

3. В PropertyManager нажмите на Конструкция сосуда, работающего под давлением , затем нажмите на .

4. Правой кнопкой мыши нажмите на Настройки для получения доступа к PropertyManager Настройки комбинации результата.

Выберите исследования, которые вы хотите скомбинировать, и примените определенный коэффициент для каждого исследования, если вы выбираете параметр Линейная комбинация.

5. Нажмите правой кнопкой мыши исследование и выберите Выполнить.

Программа скомбинирует результаты выбранных исследований. Можно просмотреть эпюры по умолчанию или создать новые эпюры.

ПБ 10-115-96. Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов работающих под давлением. Приложения 1,2,3,4

Приложение 1
ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К НАСТОЯЩИМ ПРАВИЛАМ

1. Армированные пластмассы — материал неоднородного строения, состоящий из пластмассы (связующего) и наполнителя.
2. Барокамера — сосуд, оснащенный приборами и оборудованием и предназначенный для размещения в нем людей.
3. Баллон — сосуд, имеющий одну или две горловины для установки вентилей, фланцев или штуцеров, предназначенный для транспортирования, хранения и использования сжатых, сжиженных или растворенных под давлением газов.
4. Бочка — сосуд цилиндрической или другой формы, который можно перекатывать с одного места на другое и ставить на торцы без дополнительных опор, предназначенный для транспортирования и хранения жидких и других веществ.
5. Вместимость — объем внутренней полости сосуда, определяемый по заданным на чертежах номинальным размерам.
6. Владелец сосуда — организация, индивидуальный предприниматель, в собственности которого находится сосуд.
7. Давление внутреннее (наружное) — давление, действующее на внутреннюю (наружную) поверхность стенки сосуда.
8. Давление пробное — давление, при котором производится испытание сосуда.
9. Давление рабочее — максимальное внутреннее избыточное или наружное давление, возникающее при нормальном протекании рабочего процесса.
10. Давление расчетное — давление, на которое производится расчет на прочность.
11. Давление условное — расчетное давление при температуре 20°С, используемое при расчете на прочность стандартных сосудов (узлов, деталей, арматуры).
12. Допустимая температура стенки максимальная (минимальная) — максимальная (минимальная) температура стенки, при которой допускается эксплуатация сосуда.
13. Днище — неотъемная часть корпуса сосуда, ограничивающая внутреннюю полость с торца.
14. Заглушка — объемная деталь, позволяющая герметично закрывать отверстия штуцера или бобышки.
15. Змеевик — теплообменное устройство, выполненное в виде изогнутой трубы.
16. Избыточное давление — разность абсолютного давления и давления окружающей среды, показываемого барометром.
17. Корпус — основная сборочная единица, состоящая из обечаек и днищ.
18. Композиционный материал (композит) — материал неоднородной структуры, состоящий из нескольких однородных материалов (компонентов).
19. Крышка — отъемная часть, закрывающая внутреннюю полость сосуда или отверстие люка.
20. Люк — устройство, обеспечивающее доступ во внутреннюю полость сосуда.
21. Лейнер — внутренний герметизирующий слой сосуда из армированных пластмасс, который может нести часть нагрузки.
22. Металлопластиковые сосуды — многослойные сосуды, в которых внутренний слой (оболочка) выполнен из металла; остальные слои выполнены из армированных пластмасс. Внутренний слой несет часть нагрузки.
23. Многокамерный сосуд — сосуд, имеющий две или более рабочие полости, используемые при различных или одинаковых условиях (давление, температура, среда).
24. Неметаллические сосуды — сосуды, выполненные из однородных или композиционных неметаллических материалов.
25. Наполнитель — материал, армирующий пластмассу; в качестве армирующего материала могут использоваться волокна, тканые и нетканые материалы.
26. Нормативная документация (НД) — правила, отраслевые и государственные стандарты, технические условия, руководящие документы на проектирование, изготовление, ремонт, реконструкцию, монтаж, наладку, техническое диагностирование (освидетельствование), эксплуатацию.
27. Обечайка — цилиндрическая оболочка замкнутого профиля, открытая с торцов.
28. Окно смотровое — устройство, позволяющее вести наблюдение за рабочей средой.
29. Однородный материал — материал, состоящий из одного вещества, сплава или твердого раствора, например стекло, сталь, керамика и т.п.
30. Образец-свидетель — образец, изготовленный из того же материала и по той же технологии, что и сосуд, используемый для определения состояния материала в процессе эксплуатации.
31. Остаточный ресурс — суммарная наработка объекта от момента контроля его технического состояния до перехода в предельное состояние.
32. Опора — устройство для установки сосуда в рабочем положении и передачи нагрузок от сосуда на фундамент или несущую конструкцию.
33. Опора седловая — опора горизонтального сосуда, охватывающая нижнюю часть кольцевого сечения обечайки.
34. Разрешенное давление сосуда (элемента) — максимально допустимое избыточное давление сосуда (элемента), установленное по результатам технического освидетельствования или диагностирования.
35. Реконструкция — изменение конструкции сосуда, вызывающее необходимость корректировки паспорта сосуда, например устройство дополнительных элементов, и другие вызывающие изменения параметров работы сосуда.
36. Резервуар — стационарный сосуд, предназначенный для хранения газообразных, жидких и других веществ.
37. Рубашка сосуда — теплообменное устройство, состоящее из оболочки, охватывающей корпус сосуда или его часть, и образующее совместно со стенкой корпуса сосуда полость, заполненную теплоносителем.
38. Расчетный срок службы сосуда — срок службы в календарных годах, исчисляемый со дня ввода сосуда в эксплуатацию.
39. Расчетный ресурс сосуда (элемента) — продолжительность эксплуатации сосуда (элемента), в течение которой изготовитель гарантирует надежность его работы при условии соблюдения режима эксплуатации, указанного в инструкции изготовителя, и расчетного числа пусков из холодного или горячего состояния.
40. Срок службы сосуда — продолжительность эксплуатации сосуда в календарных годах до перехода в предельное состояние.
41. Соединение фланцевое — неподвижное разъемное соединение частей сосуда, герметичность которого обеспечивается путем сжатия уплотнительных поверхностей непосредственно друг с другом или через посредство расположенных между ними прокладок из более мягкого материала, сжатых крепежными деталями.
42. Сосуд — герметически закрытая емкость, предназначенная для ведения химических, тепловых и других технологических процессов, а также для хранения и транспортирования газообразных, жидких и других веществ. Границей сосуда являются входные и выходные штуцера.
43. Сосуд передвижной — сосуд, предназначенный для временного использования в различных местах или во время его перемещения.
44. Сосуд стационарный — постоянно установленный сосуд, предназначенный для эксплуатации в одном определенном месте.
45. Сертификационный центр — организация, аккредитованная в установленном порядке, для подготовки и проведения сертификации сосудов.
46. Связующие — материал, обеспечивающий монолитность композита.
47. Стыковые сварные соединения — соединения, в которых свариваемые элементы примыкают друг к другу торцевыми поверхностями и включают в себя шов и зону термического влияния.
48. Специализированная научно-исследовательская организация — организация, имеющая разрешение Госгортехнадзора России на проведение проектно-конструкторских работ по созданию, ремонту и реконструкции сосудов, а также на изготовление, монтаж, ремонт, реконструкцию сосудов и (или) их наладку, диагностику.
49. Ремонт — восстановление поврежденных, изношенных или пришедших в негодность по любой причине элементов сосуда с доведением их до работоспособного состояния.
50. Температура рабочей среды (min, max) — минимальная (максимальная) температура среды в сосуде при нормальном протекании технологического процесса.
51. Температура стенки расчетная — температура, при которой определяются физико-механические характеристики, допускаемые напряжения материала и проводится расчет на прочность элементов сосуда.
52. Техническое диагностирование — определение технического состояния объекта. Задачи технического диагностирования — контроль технического состояния, поиск места и определение причин отказа (неисправности), прогнозирование технического состояния.
53. Техническая диагностика — теория, методы и средства определения технического состояния объекта.
54. Цистерна — передвижной сосуд, постоянно установленный на раме железнодорожного вагона, на шасси автомобиля (прицепа) или на других средствах передвижения, предназначенный для транспортирования и хранения газообразных, жидких и других веществ.
55. Штуцер — элемент, предназначенный для присоединения к сосуду трубопроводов, трубопроводной арматуры, контрольно-измерительных приборов и т.п.
56. Элемент сосуда — сборная единица сосуда, предназначенная для выполнения одной из основных функций сосуда.
57. Экспертное техническое диагностирование — техническое диагностирование сосуда, выполняемое по истечении расчетного срока службы сосуда или расчетного ресурса безопасной работы, а также после аварии или обнаруженных повреждений элементов, работающих под давлением, с целью определения возможных параметров и условий дальнейшей эксплуатации.

Приложение 2(К)
СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЕ ОРГАНИЗАЦИИ

Приложение 3
ТИПОВОЙ ПАСПОРТ СОСУДА, РАБОТАЮЩЕГО ПОД ДАВЛЕНИЕМ
(форма 210х297 мм в жесткой обложке)
(к ст. 4.9.1)

(стр. 1)

Паспорт сосуда (по данной форме также оформляются паспорта на цистерны и баллоны.), работающего под давлением

Регистрационный N _____________________________ __________________________

При передаче сосуда другому владельцу вместе с сосудом передается настоящий паспорт.

В паспорте должно быть 32 страницы. В скобках указано, к какой странице относится запись.

(стр.2)

Разрешение на изготовление N ________

от _______________________ 19___ г. выдано

органом Госгортехнадзора России

Удостоверение о качестве изготовления сосуда ( к удостоверению о качестве изготовления должен быть приложен эскиз сварных соединений с указанием проконтролированных участков и методов дефектоскопии.)
__________________________________________________________

______________________________ порядковый N ____________________________ изготовлен
(наименование сосуда)

__________________________________________________________________________________
(дата изготовления, наименование изготовителя и его адрес)

__________________________________________________________________________________

Характеристика сосуда

(стр.3)
Сведения об основных элементах сосуда

В графе “Основной металл” наряду с наименованием и маркой стали для углеродистой стали указывается “кипящая” или “спокойная”.

При изготовлении сосуда по специальным техническим условиям, которые предусматривают проверку механических свойств металла при рабочих температурах или после термообработки, а также в случаях, когда сосуд изготовлен из материалов, на которые нет ГОСТов, данные этой таблицы дополняются сведениями о результатах механических испытаний и химического анализа основного металла, произведенных в объеме согласно ТУ.

(стр. 4)
Данные о штуцерах, фланцах, крышках и крепежных изделиях

Данные о термообработке сосуда и его элементов
(вид и режим)

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

(стр. 5)
Основная арматура, контрольно-измерительные приборы и приборы безопасности

Сосуд изготовлен в полном соответствии с “Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением”, и техническими условиями на изготовление. Сосуд подвергался наружному и внутреннему осмотрам и гидравлическому испытанию пробным давлением:
корпуса МПа (кгс/см² )
трубные части МПа (кгс/см² )
рубашки МПа (кгс/см² )

и пневматическому испытанию на герметичность давлением:
корпуса МПа (кгс/см² )
трубные части МПа (кгс/см² )
рубашки МПа (кгс/см² ).

Сосуд признан годным для работы с указанными в настоящем удостоверении параметрами и средой.

Расчетный срок службы сосуда __________лет.

Главный инженер организации _________________________________________________
(подпись)

М. П.

Начальник ОТК организации ___________________________________________________

(подпись)

“_____”_________________19__г.

Обязательные приложения к паспорту:

1) Чертежи сосуда с указанием основных размеров.
2) Расчет на прочность с приложением эскизов основных несущих элементов сосуда: стенок сосуда, горловин, крышек, трубных решеток, фланцев, узлов врезки штуцеров, люков и др.
3) Инструкция по монтажу и эксплуатации.
4) Регламент пуска сосуда в зимнее время.
5) Отношение в соответствии с требованиями ст. 4.6.3 и 4.6.4 настоящих Правил.

Для сосудов, испытывающих переменные нагрузки от давления, стесненности температурных деформаций или других воздействий, должен быть приложен расчет на усталостную прочность с указанием ресурса безопасной эксплуатации. Расчет на усталостную прочность может не выполняться, если это предусмотрено в НД по расчету на усталостную прочность.

(стр. 6)
Сведения о местонахождении сосуда

(стр. 7)
Ответственные за исправное состояние и безопасное действие сосуда

(стр. 8)
Сведения об установленной арматуре

Другие данные об установке сосуда:

а) коррозионность среды ___________________________________________________

б) противокоррозионное покрытие ___________________________________________

в) тепловая изоляция _______________________________________________________

г) футеровка _____________________________________________________________

(стр. 9-12)
Сведения о замене и ремонте основных элементов сосуда, работающего под давлением, и арматуры*

* Документы, подтверждающие качество вновь устанавливаемых арматур и элементов сосуда (взамен изношенных), примененных при ремонте материалов, а также сварки (пайки), должны храниться вместе с паспортом.

(стр. 13-31)
Запись результатов освидетельствования

(стр. 32)
Регистрация сосуда

Сосуд зарегистрирован за N ___________________________________________________

в __________________________________________________________________________
(регистрирующий орган)

В паспорте пронумеровано и прошнуровано ___________страниц и ______ чертежей.

__________________________________________________________ __________________
(должность регистрирующего лица) (подпись)

М. П.

“_______”____________ 19______г.
 

Приложение 4(К)
ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ СТАЛЕЙ НА ТИПЫ, КЛАССЫ

* Стали указанного типа и класса склонны к подкалке.

Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением

Отменены в связи с выходом новых Правил.

Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением, устанавливают требования к проектированию, устройству, изготовлению реконструкции, наладке, монтажу, ремонту, техническому диагностированию и эксплуатации сосудов, цистерн, бочек, баллонов, барокамер, работающих под избыточным давлением.

При подготовке настоящего издания Правил были учтены замечания и предложения министерств, ведомств, научно-исследовательских институтов, промышленных предприятий и других заинтересованных организаций.

Содержание

I. Общие положения

1.1. Область применения и назначения Правил

1.2. Проектирование

1.3. Ответственность за нарушение настоящих Правил

1.4. Порядок расследования аварий и несчастных случаев

II. Конструкция сосудов

2.1. Общие требования

2.2. Люки, лючки, крышки

2.3. Днища сосудов

2.4. Сварные швы и их расположение

2.5. Расположение отверстий в стенках сосудов

III. Материалы

IV. Изготовление, реконструкция, монтаж, наладка и ремонт

4.1. Общие требования

4.2. Допуски

4.3. Сварка

4.4. Термическая обработка

4.5. Контроль сварных соединений

4.6. Гидравлическое (пневматическое) испытание

4.7. Оценка качества сварных соединений

4.8. Исправление дефектов в сварных соединениях

4.9. Документация и маркировка

V. Арматура, контрольно-измерительные приборы, предохранительные устройства

5.1. Общие положения

5.2. Запорная и запорно-регулирующая арматура

5.3. Манометры

5.4. Приборы для измерения температуры

5.5. Предохранительные устройства от повышения давления

5.6. Указатели уровня жидкости

VI. Установка, регистрация, техническое освидетельствование сосудов, разрешение на эксплуатацию

6.1. Установка сосудов

6.2. Регистрация сосудов

6.3. Техническое освидетельствование

6.4. Разрешение на ввод сосуда в эксплуатацию

VII. Надзор, содержание, обслуживание и ремонт

7.1. Организация надзора

7.2. Содержание и обслуживание сосудов

7.3. Аварийная остановка сосудов

7.4. Ремонт сосудов

VIII. Сосуды и полуфабрикаты, приобретаемые за границей

IX. Дополнительные требования к цистернам и бочкам для перевозки сжиженных газов

9.1. Общие требования

X. Дополнительные требования к баллонам

10.1. Общие требования

10.2. Освидетельствование баллонов

10.3. Эксплуатация баллонов

XI. Контроль за соблюдением настоящих Правил

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3

Приложение 4

Приложение 5

Открыть правила в формате PDF

Скачать правила в формате MS Word

Поделись с друзьями

Ростехнадзор разъясняет: Масляный холодильник (теплообменник) относят к сосудам, рабо­тающим под избыточным давлением, при проектиро­вании

При проведении экспертизы технических устройств возник вопрос.

Техническое устрой­ство — масляный холодильник (теплообмен­ник) — цилиндрическая емкость диаметром 800 мм и длиной 6990 мм. Рабочая среда вну­три емкости — поглотительное каменноуголь­ное масло, которое относят ко второму классу опасности (вещество высокоопасное) по степе­ни воздействия на организм человека (в соот­ветствии с ГОСТ 12.1.007—76). Согласно п. 2.14 ТУ 14-7-132—91 «Масло поглотительное для улавливания бензольных углеводородов. Техни­ческие условия» поглотительное масло — горю­чая жидкость. Поглотительное масло находит­ся в указанной емкости под давлением 0,5 МПа (5 кгс/см²).

Прошу Вас разъяснить, является ли указан­ная емкость сосудом, работающим под давлени­ем, если п. 1.1.2 Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давле­нием (ПБ 03-576—03), гласит: «Правила распро­страняются на… сосуды, работающие под давле­нием пара, газа или токсичных взрывопожароопасных жидкостей свыше 0,07 МПа (0,7 кгс/см²)»?

П.В. Сущев, директор некоммерческого партнерства «Содействие предупреждению чрезвычайных ситуаций»

На вопрос читателя отвечает начальник Управления государственного строительного надзора Ростехнадзора А.Н. Горлов.

Техническое устройство относят к сосудам, рабо­тающим под избыточным давлением, при проектиро­вании. Характеристики и параметры его безопасной работы указаны в паспорте сосуда изготовителем.

В соответствии с п. 1.1.2 Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением (ПБ 03-576—03), указанные прави­ла распространяются на сосуды, работающие под давлением пара, газа или токсичных взрывопожароопасных жидкостей свыше 0,07 МПа (0,7 кгс/см²). Токсичными взрывопожароопасными жидкостями в данном случае следует считать токсичные жидкости, как взрывоопасные, так и пожароопасные, или обла­дающие сочетанием этих свойств, т.е. взрывопожароопасные.

Поэтому масляный холодильник (теплообменник), работающий под давлением токсичной пожароопас­ной жидкости (поглотительного каменноугольного ма­сла) свыше 0,07 МПа, является сосудом, работающим под избыточным давлением, на который распростра­няется действие ПБ 03-576—03.

(2 ) — 2 ,

§ 2 Требования к проектированию сосудов, работающих под давлением

         Правила Госгортехнодзора предъявляют следующие основные требования к проектированию сосудов, работающих под давлением:

         1. Конструкция сосудов должна обеспечивать надежность, долговечность и безопасность эксплуата­ции в течение расчетного срока службы и предусмат­ривать возможность проведения технического освиде­тельствования, очистки, промывки, полного опорож­нения, продувки, ремонта, эксплуатационного контро­ля металла и соединений.

         2. Для каждого сосуда должен быть установ­лен и указан в паспорте расчетный срок службы с учетом условий эксплуатации.

         3. Устройства, препятствующие наружному и внутреннему осмотрам сосудов (мешалки, змеевики, рубашки, тарелки, перегородки и другие приспособ­ления), должны быть съемными.

         4. При применении приварных устройств должна быть предусмотрена возможность их удаления для проведения наружного и внутреннего осмотров и последующей установки на место. 

         5. Если конструкция сосуда не позволяет про­ведение наружного и внутреннего осмотров или гид­равлического испытания, предусмотренных требовани­ями настоящих Правил необходимо указать периодичность и объем кон­троля, выполнение которых обеспечит своевременное выявление и устранение дефектов.

         6. Конструкции внутренних устройств должны обеспечивать удаление из сосуда воздуха при гидрав­лическом испытании и воды после гидравлического испытания.

         7. Сосуды должны иметь штуцеры для напол­нения и слива воды, а также удаления воздуха при гидравлическом испытании.

         8. На каждом сосуде должен быть предусмот­рен вентиль, кран или другое устройство, позволяю­щее осуществлять контроль за отсутствием давления в сосуде перед его открыванием.

         9. Сосуды должны быть снабжены необходи­мым количеством люков и смотровых лючков, обес­печивающих осмотр, очистку и ремонт сосудов, а также монтаж и демонтаж разборных внутренних уст­ройств.

         10. Расчет на прочность сосудов и их элементов должен производиться по нормативной документации, согласованной с Госгортехнадзором России. Сосуды, предназначенные для работы в условиях циклических и знакопеременных нагрузок, должны быть рассчитаны на прочность с учетом этих нагрузок.

         11. Сосуды, которые в процессе эксплуатации изменяют свое положение в пространстве, должны иметь приспособления, предотвращающие их самооп­рокидывание.

         12. Конструкция сосудов, обогреваемых горя­чими газами, должна обеспечивать надежное охлаж­дение стенок, находящихся под давлением, до расчет­ной температуры.

         13. Для проверки качества приварки колец, укрепляющих отверстия для люков, лазов и штуце­ров, должно быть резьбовое контрольное отверстие в кольце, если оно приварено снаружи, или в стенке, если кольцо приварено с внутренней стороны сосуда.

         14. Заземление и электрическое оборудование сосудов должны соответствовать “Правилам техничес­кой эксплуатации электроустановок потребителей” и “Правилам техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей”.

Конструкция сосудов под давлением путем анализа и проектирования по правилу

Сосуды под давлением являются неотъемлемой частью многих производственных и перерабатывающих предприятий, обеспечивая безопасное хранение жидкостей и газов под давлением. Сосуды под давлением, от промышленных котлов до бензозаправщиков, работают в широком спектре потенциально опасных сред. Однако, если они неправильно спроектированы, сконструированы и обслуживаются, сосуды под давлением могут быть чрезвычайно опасными.

Исторически сложилось так, что из-за неисправных сосудов под давлением происходило множество несчастных случаев со смертельным исходом.Таким образом, проектирование, производство и эксплуатация сосудов высокого давления регулируются инженерными органами, такими как ASME (Американское общество инженеров-механиков). Отраслевые стандарты определяют критические параметры конструкции, такие как максимальное безопасное рабочее давление, температура, коэффициент безопасности, допуск на коррозию и режимы отказа.

История проектирования сосудов под давлением

Самые ранние задокументированные технические требования к конструкции сосудов под давлением относятся к 1495 году в книге Codex Madrid I , написанной не кем иным, как Леонардо да Винчи.Да Винчи, который теоретизировал использование контейнеров, несущих сжатый воздух, для подъема тяжестей под водой.

Но только в 1800-х годах было продемонстрировано практическое использование сосудов под давлением для хранения сжатого пара, вырабатываемого котлом. Однако общий недостаток знаний о конструкции, эксплуатации и техническом обслуживании сосудов под давлением привел к ряду несчастных случаев со смертельным исходом, в некоторых случаях унесшим жизни десятков людей.

Такие катастрофы спровоцировали разработку первых стандартных правил для сосудов высокого давления в 1911 году, которые в конечном итоге были опубликованы в 1915 году.Этот стандарт, известный как Кодекс по котлам и сосудам под давлением (BPVC), позже был включен в законы большинства штатов и территорий США и провинций Канады. Сегодня BPVC широко используется во всем мире для разработки безопасных сосудов под давлением для широкого спектра промышленных применений. Кодекс ASME по котлам и сосудам под давлением требует использования стандартных правил проектирования и процедур для разработки сосудов под давлением, давление которых превышает 15 фунтов на квадратный дюйм.

Симуляция, показывающая испытание сосуда под давлением.(Изображение любезно предоставлено Hi-Tech CADD Services)

Конструкция сосуда высокого давления и основные характеристики

Хотя можно построить сосуд высокого давления любой формы и размера, обычно предпочтительны секции цилиндра, сферы и конуса. Более распространенная конструкция сосуда под давлением состоит из цилиндра, закрытого торцевыми крышками, известными как головки, которые обычно имеют полусферическую форму.

Сферический сосуд высокого давления обычно прочнее цилиндрической формы с такой же толщиной стенок.Однако сферические сосуды высокого давления сложны и дороги в производстве, что делает предпочтительными во многих случаях сосуды высокого давления цилиндрической формы с полуэллиптическими головками.

Обычно сосуды под давлением изготавливаются из стали, но в некоторых из них используются композитные материалы, такие как углеродное волокно, керамика и полимеры, такие как ПЭТ (полиэтилентерефталат).

Хотя стандарт ASME, раздел VIII, подраздел 1, чаще всего используется инженерами для определения размеров сосуда высокого давления в соответствии с требованиями приложения, это довольно консервативный подход.Эмпирические соотношения и другие обязательные и необязательные критерии проектирования часто приводят к дорогостоящей конструкции сосуда под давлением.

Современные сосуды под давлением включают в себя предохранительные устройства, такие как предохранительные клапаны, для сброса избыточного давления из контейнера и обеспечения безопасной работы. И большинство сосудов под давлением сегодня спроектированы с функцией предотвращения утечки перед разрывом, которая позволяет сосуду сбрасывать давление путем утечки содержащейся жидкости, а не посредством немедленного и потенциально взрывоопасного разрыва.

В случаях, когда утечка до разрыва невозможна, сосуды под давлением должны быть спроектированы с более строгими требованиями к видам усталостного разрушения и разрушению.

Кодекс ASME по сосудам под давлением для котлов, Раздел VIII (Правила строительства сосудов под давлением)

Большинство сосудов под давлением, используемых сегодня в промышленности, спроектированы в соответствии с разделом VIII ASME BPVC, который состоит из стандартных кодов и правил, которым производитель обязан следовать. Более 60 стран обычно признают и применяют BPVC при проектировании сосудов под давлением.Раздел VIII BPVC специально предназначен для инженеров-механиков при проектировании, строительстве и обслуживании PV, работающих при внутреннем или внешнем давлении, превышающем 15 фунтов на кв. Дюйм.

Раздел VIII ASME сам по себе состоит из трех подразделений, где подразделение 1 сосредоточено на подходе «проектирование по правилам», а подразделение 2 — на подходе «проектирование на основе анализа». Раздел 3 предназначен для проектирования сосудов под давлением, которые требуют внутренней или внешней работы при давлении выше 10 000 фунтов на квадратный дюйм.

Хотя метод проектирования по правилам ASME, раздел VIII, подраздел 1, наиболее часто используется инженерами для определения размера сосуда высокого давления в соответствии с требованиями приложения, это довольно консервативный подход. Эмпирические соотношения и другие обязательные и необязательные критерии проектирования часто приводят к дорогостоящей конструкции сосуда под давлением.

ASME Раздел VIII, Подраздел 2 подход к анализу проектирования требует более подробных расчетов, чем Раздел 1. Хотя это может увеличить стоимость конструкции сосуда высокого давления, он позволяет сосудам высокого давления выдерживать более высокие нагрузки.

ASME Раздел VIII, Раздел 2 предназначен для судов специального назначения с определенным фиксированным местоположением. Еще одно важное различие между Дивизионом 1 и Дивизионом 2 заключается в теории отказов. В то время как Раздел 1 основан на теории нормального напряжения, Раздел 2 основан на максимальной энергии искажения (Фон Мизес).

Коды, упомянутые в Разделе VIII для обоих разделов, также включают приложения. Эти приложения представляют собой альтернативные или дополнительные правила, которые служат руководящими принципами, поскольку они используются реже, чем коды основного тела.Однако сами приложения содержат как обязательные, так и необязательные разделы.

Обязательные приложения так же важны, как и сам код, и содержат правила, альтернативные основным кодам, включенным в основной текст. В настоящее время в раздел VIII ASME включено 40 обязательных приложений. Необязательные приложения не являются требованием для сертификации ASME. Однако рекомендуется помнить о них, поскольку они могут быть особенно полезны при проверке и тестировании проекта.

Новое издание кодексов ASME BPVC выпускается каждые два года, включая изменения в интерпретациях и вариантах кодов. Кодовый случай — это срочная редакция кода ASME, которая должна быть включена в текущие действующие редакции. В настоящее время действует издание 2015 года, а издание 2017 года станет общедоступным к июлю 2017 года.

С каждой новой редакцией коды уточняются, чтобы помочь производителям сосудов высокого давления соблюдать применимые правила и получить преимущества в эксплуатации, стоимости и безопасности.В будущем коды, вероятно, будут разрабатываться с учетом достижений технологий и использования передовых материалов. Например, будущие коды будут включать подробные рекомендации по методам анализа напряжений, моделированию компонентов и проверке результатов.

Программное обеспечение для проектирования сосудов под давлением

В последние годы произошел значительный сдвиг в сторону использования подхода «проектирование за счет анализа» при проектировании сосудов высокого давления благодаря способности учитывать более высокие допустимые напряжения и получать более реальные, экономичные и надежные результаты.Недавние разработки в области вычислительных технологий позволили инженерам разрабатывать экономичные сосуды под давлением с использованием подхода «проектирование за анализом».

Анализ на усталость сосуда под давлением в соответствии с ASME BPVC, раздел VIII, раздел 2.
(любезно предоставлено Hi-Tech CADD Services)

позволяет разработчикам сосудов высокого давления изучать напряжения по всей геометрии и оптимизировать использование материалов. Кроме того, FEA — это инструмент, который помогает инженерам-конструкторам определять размеры сосудов под давлением при гораздо меньших затратах и ​​времени.

Кашьяп Вяс — инженер Hi-Tech iSolutions LLP. Он имеет степень магистра теплотехники и несколько исследовательских работ. Он специализируется на CAD и CAE для инженерных приложений. Его вклад в первую очередь направлен на поощрение производителей и поставщиков к использованию виртуальных инструментов разработки продуктов для создания эффективных продуктов с сокращенным временем вывода на рынок. С ним можно связаться по телефону [email protected] .

Hi-Tech iSolutions LLP

Новый взгляд на конструкцию сосудов под давлением — ASME

Для перевозки такого потенциально опасного груза отказ не может быть вариантом.

Пол Берган и Дэджун Чанг из Корейского передового института науки и технологий решили изменить способ создания сосудов под давлением и в 2012 году основали компанию Lattice Technology.

Структурная целостность традиционных сосудов под давлением зависит от внешней стенки, а также от ее размера. Внешняя оболочка должна расти пропорционально давлению внутри сосуда. Стоимость и практические производственные возможности ограничивают возможности больших сосудов под давлением. Как правило, они также имеют круглую конструкцию, что приводит к неэффективному использованию пространства.

Решетчатые сосуды высокого давления (LPV), разработанные Берганом и Чангом, полностью отличаются от любых сосудов высокого давления, когда-либо построенных. Интерьер LPV — это то, что можно было бы ожидать от напечатанного на 3D-принтере объекта: они представляют собой серию балок, соединенных вместе, образующих повторяющийся узор из решеток.

«Если вы посмотрите на решетчатые структуры в природе и даже на решетчатые структуры в наших костях, то они легкие и эффективные структуры», — сказал Берган.

Из наших архивов: История котлов и сосудов под давлением ASME Код

Новый дизайн LPV обеспечивает масштабируемость в любом направлении. Они могут иметь любую форму и размер в зависимости от доступного пространства или области применения. Конструкция соответствует кораблю, а не танку.

Секрет этого заключается в модульной внутренней структуре, в результате чего резервуары большего размера являются просто «большей частью той же» опорной конструкции.Таким образом, технология LPV имеет явные преимущества как для новостроек, так и для модернизации транспортных судов.

Подробнее о технологиях давления: Сверхсверхкритический котел Babcock & Wilcox

Первое судно, работающее на сжиженном природном газе, предназначенное для государственных нужд в Южной Корее, было доставлено администрации порта Ульсан. Решетчатые сосуды высокого давления использовались в качестве защитной оболочки для сжиженного природного газа (СПГ).Резервуар был рассчитан на объем 15 м ³ и давление 9 бар.

Для дальнейшей коммерциализации своего продукта Lattice Technology получила в июне исследовательский грант в размере 4 миллионов долларов на изготовление трех резервуаров LPV размером 0,6 м ³ , 35 м ³ и 350 м ³ для транспортировки топлива СПГ.

Целью компании является продвижение и облегчение использования экологически безопасных видов топлива, а также то, что эта конструкция будет изменением парадигмы для локализации всех видов сжатого газа.

Карлос М. Гонсалес — менеджер специальных проектов.

Узнать больше о Emerging Tech Awards 2019

Конструкция сосуда под давлением для повышения надежности и целостности оборудования

Введение

В начале двадцатого века произошло множество катастрофических аварий из-за плохой конструкции сосудов под давлением, предназначенных для хранения содержимого под высоким давлением. Эти аварии послужили толчком для создания правил и законов, регулирующих проектирование сосудов под давлением. Проектирование сосуда под давлением — важный шаг для обеспечения соблюдения правил безопасности, принятых в местной юрисдикции, в которой сосуд будет эксплуатироваться.Чтобы повысить надежность без сбоев во время эксплуатации, сосуды под давлением должны быть спроектированы в соответствии с признанным стандартом сосудов высокого давления и включать передовые методы, которые обычно передаются подрядчику, ответственному за проектирование, производство и ввод в эксплуатацию. В таких странах, как США, Кодекс ASME по котлам и сосудам под давлением (BPVC) — это кодекс, принятый юрисдикциями для проектирования и строительства сосудов под давлением.

В этой статье описывается процедура проектирования сосуда под давлением, чтобы удовлетворить технологическим требованиям и облегчить техническое обслуживание и надежность.Сначала будет рассмотрено, что следует учитывать при определении размеров сосудов под давлением, а также предварительные рабочие параметры, необходимые для начала проектирования процесса. Эти параметры включают выбор материалов, допуск на коррозию и необходимость плакирования или наплавки, требования к термообработке после сварки (PWHT) (т.е. требуемые нормативными документами для сосудов высокого давления или условиями эксплуатации), максимальное расчетное давление и температуру, расчетные нагрузки, усталость. требования к анализу, минимальная требуемая толщина оболочки компонентов сосуда (например,грамм. оболочки, головки и сопла), изоляция и противопожарная защита. Затем будут обсуждены основы расчета проектных параметров.

Нормы и стандарты проектирования сосудов под давлением

Назначение сосуда под давлением — безопасно удерживать жидкость под давлением, такую ​​как нефть или газ, даже в экстремальных условиях эксплуатации. Экстремальные рабочие условия включают высокую температуру, высокое давление или удержание агрессивных жидкостей. Исторически неправильная конструкция сосуда высокого давления приводила к многочисленным несчастным случаям со смертельным исходом.Например, в 1905 году катастрофический взрыв судна произошел на обувной фабрике в Броктоне, штат Массачусетс, в результате чего 58 человек погибли и 117 получили ранения, не говоря уже о материальном ущербе. Год спустя в Линне, штат Массачусетс, произошла еще одна авария со смертельным исходом, которая снова привела к смерти, травмам и значительному материальному ущербу. Эти и многие другие инциденты подчеркнули необходимость разработки правил проектирования сосудов под давлением. Первый такой документ, «Акт, касающийся эксплуатации и проверки паровых котлов», был принят в 1907 году в Массачусетсе. ^[1,2]

В 1915 году Американское общество инженеров-механиков (ASME) разработало первый код ASME для котлов. Первый код ASME специально для сосудов под давлением, ASME Раздел VIII, был выпущен в 1925 году под названием «Правила строительства необожженных сосудов под давлением». В 1934 году Американский институт нефти (API) в сотрудничестве с ASME разработал еще один кодекс, который применялся к необожженным сосудам под давлением в нефтяной промышленности. Эти два кодекса были объединены в 1952 году и стали Разделом VIII «Норм, касающихся необожженных сосудов высокого давления».” ^[1,2]

Этот контент доступен зарегистрированным пользователям и подписчикам.

Зарегистрируйтесь сегодня, чтобы получить доступ к этой статье бесплатно.

Текущие подписчики и зарегистрированные пользователи могут войти в систему сейчас.

Проектирование сосудов высокого давления, удобных в эксплуатации и техническом обслуживании — Часть 2

В Части 1 этой статьи обсуждалась помощь, предоставляемая стандартизацией для улучшения характеристик сосуда — внешнего диаметра (OD) сосуда, металлургии компонентов, люков и опор.

В Части 1 этой статьи обсуждалась помощь, предоставляемая стандартизацией для улучшения характеристик сосуда — внешнего диаметра (OD) сосуда, металлургии компонентов, люков и опор.В этой работе будут изучены другие особенности, которые могут дополнить конструкцию судна и улучшить работу и прибыльность.

Примечание: Читателям рекомендуется сделать свои собственные инженерные суждения относительно обоснованности предложенных здесь усовершенствований конструкции и сделать свои собственные выводы.

В этой статье термин «сосуд» используется для обозначения сосудов высокого давления, барабанов, колонн, башен, кожухов теплообменников и любого оборудования, разработанного с использованием кодов сосудов высокого давления, таких как ASME-VIII, EN 13445, PD 5500 и т. Д.Термины «нормы, стандарты, спецификации, правила и рекомендуемые практики» используются для широкого определения общих преобладающих отраслевых проектных требований, рекомендаций и практик.

Избегать противопожарных и фланцевых соединений внутри юбки

Согласно спецификациям многих компаний требуется противопожарная защита внутри юбки сосуда из-за наличия фланцевых соединений. Эти особенности создают проблемы для обслуживания в полевых условиях. Коррозия под изоляцией (CUI) и коррозия под огнезащитой (CUF) приобрели большее значение и, как известно, вызывают разрушение оборудования.Первая публикация API в 2014 году, API-RP-583, «Коррозия под изоляцией и противопожарная защита», подчеркивает важность решения этой проблемы (, фиг. 1A, и , 1B, ).

Рис. 1A. Избегайте фланцевого соединения и противопожарной защиты внутри юбки сосуда.

Рис. 1В. Типичный рисунок с просьбой о противопожарной защите внутри юбки сосуда.

Таблица 2 стандарта API-583 «Места коррозии под изоляцией и противопожарной защитой» четко определяет изолированную зону у сварного шва юбки и огнестойкие юбки как области, которые необходимо контролировать на предмет ускоренной коррозии и утечек.Стандарт API 2510 «Проектирование и строительство установок для сжиженного нефтяного газа: раздел 10.8.4» гласит: «Когда вертикальный сосуд поддерживается юбкой, внешняя часть юбки должна быть огнестойкой». Это означает, что даже для работы с легковоспламеняющимися материалами, такими как сжиженный нефтяной газ (LPG), внутренняя часть юбки не нуждается в противопожарной защите.

Рекомендуется закрывать большие отверстия юбки вентилируемой съемной крышкой, предотвращающей накопление внутри производственного мусора. Типичные отходы на стройплощадке включают пластиковые пакеты, куски противопожарных / изоляционных прокладок, куски прокладок и т. Д.Известно, что бездомные животные обитают в безнадзорных судах с большими отверстиями в юбке. Практика хранения небольших инструментов и расходных материалов внутри юбок судна не должна поощряться с точки зрения безопасности — держать отверстия юбки закрытыми — лучший вариант.

Кодовые опоры, закрывающие проемы юбок

API 2510A, Раздел 5.8.2.2, «Соображения по противопожарной защите при проектировании и эксплуатации хранилищ сжиженного нефтяного газа», гласит: «Внутренняя часть должна быть защищена от огня, если в юбке имеется более одного отверстия для доступа, не закрытого пластиной. .Раздел подразумевает, что противопожарная защита не требуется, если проемы юбки минимальны и закрыты. Код косвенно подразумевает, что если есть только одно отверстие, его можно оставить открытым. Однако этого не следует поощрять. Перед ручным вводом юбки всегда следует проверять газом.

Рис. 2. Сливное сопло увеличено до 4 дюймов. (100 мм) NPS, рекомендуемый минимум независимо от того, что диктует компьютерная программа.

Соответствующий размер технологического сопла резервуара на дне

Всегда проверяйте, чтобы нижнее технологическое сопло было достаточно большим.Рекомендуемый минимум — 4 дюйма. номинальный размер трубы (NPS), независимо от того, что диктует компьютерная программа. Маленькие форсунки со временем забиваются, особенно в добывающей промышленности, даже если жидкость классифицируется как «чистая» в технических паспортах. РИС. 2 показан типичный сосуд, в котором нижнее сопло увеличено до 4 дюймов. NPS как изменение в последнюю минуту. Остальная часть трубопровода была оставлена ​​как 2 дюйма. НПС, замена будет позже. Любые горячие работы с судном — непростая задача и очень сложная для действующих предприятий, но замена трубопроводов сравнительно проста и может быть выполнена при обычном останове установки.

Некоторые инженеры предпочитают фланцевое соединение внутри юбки из-за разумных опасений, что замена колена (подверженного коррозии и высокоскоростной эрозии) окажется более сложной задачей. Однако опыт использования больших форсунок и колен с пониженной скоростью оказался удовлетворительным.

Самотечное сливное сопло соответствующего размера

Все сосуды, подлежащие техническому обслуживанию, должны пройти гидроиспытания и полностью слить воду. Потенциальное время осушения для больших судов является проблемой при задержке запуска завода.Некоторым большим судам для самотечного слива требуется от 24 до 48 часов. В большинстве спецификаций / паспортов компании не указывается максимальное время дренирования под действием силы тяжести. Рекомендуется ограничить время дренажа до 3–4 часов. Эта информация редко встречается на чертежах судна или в технических паспортах, и она жизненно важна для совместного планирования других работ по техническому обслуживанию.

Имеется литература для оценки времени дренажа под действием силы тяжести для горизонтальных и вертикальных сосудов и сфер, а также для учета потерь давления в дренажных трубопроводах. ^1,2

Усиливающая пластина для фланцевого отверстия 150 #

не предписывают использование подкладок усиления для отверстий малого диаметра, особенно для сосудов под давлением малой конструкции. Усиливающие прокладки могут не понадобиться для отверстий малого диаметра даже в сосудах высокого давления. Практический пример барабана с водяным затвором показан на фиг. . 3А. Нижнее сливное сопло 6 дюймов. (150 мм) NPS и приваривается непосредственно к резервуару без армирующей подкладки в соответствии с расчетом кода.Вода и смесь углеводородов скапливаются внутри юбки, как показано на фиг. . 3A, и путь утечки, показанный в фиг. 3С. Поскольку отверстие юбки было закрыто, грязь не накапливалась, что уменьшало опасность возгорания и облегчало очистку.

Такие сосуды трудно отремонтировать из-за утечки через сварной шов насадки. Поскольку обычно нет времени на то, чтобы очистить сосуд от газа и провести трудоемкие горячие работы, некоторые техники используют запатентованные вяжущие материалы для герметизации утечек, как показано на фиг. РИС.3B. Не рекомендуется использовать этот ярлык.

Рекомендуется предусмотреть подкладки усиления для нижних патрубков, тем самым заменив расчет кода ( фиг. 3C и 3D ). Преимущества включают:

1. Усиливающая подкладка обеспечивает вторичную защиту от протечек
2. Утечки могут быть обнаружены на ранней стадии из контрольного отверстия
3. Горячие работы можно проводить снаружи с помощью низкотемпературных электродов без необходимости обезгаживать емкость
4. Если утечка является постоянной проблемой, для раннего предупреждения можно установить манометр, как показано на Рис.3E.

Рис. 3A. Нижнее сливное соединение без упрочняющей прокладки, которая может не понадобиться для отверстий малого диаметра даже в сосудах высокого давления.

Рис. 3B. Устранение утечек с использованием вяжущего материала — сокращение, которое используется, когда нет времени на то, чтобы обезгазить емкость от газа или выполнить трудоемкие горячие работы.

Рис. 3C. Не рекомендуется.

Рис. 3D. Рекомендуемый №1.

Рис. 3E. Рекомендуется № 2 для кислых и токсичных сред.

Предохранительный клапан резервуара с подушками демистера

Предохранительные клапаны на колоннах и башнях ранее устанавливались после подушек демистера. Сообщалось о несчастных случаях, когда из-за сбоев в технологическом процессе подушка туманоуловителя разрушалась и забивала входное отверстие предохранительного клапана. Теперь нормы требуют, чтобы предохранительные клапаны оставались на свободном пути ( РИС.4 ), что означает перед подушками туманоуловителя, если таковые имеются. Эта рекомендация была впоследствии разъяснена в главе ASME-VIII «Лучшие практики установки устройств сброса давления».

РИС. 4. Нормы требуют, чтобы предохранительные клапаны оставались на свободном пути. Это правило было впоследствии разъяснено в ASME-VIII.

Хотя эта рекомендация не имеет обратной силы, должна быть возможность модифицировать несоответствующие сосуды путем перемещения предохранительных клапанов на боковые смотровые отверстия, имеющиеся на большинстве вертикальных сосудов.При установке выше по потоку размер предохранительного клапана необходимо подтвердить из-за возможного уноса жидкости к предохранительному клапану. Если клапаны устанавливаются сбоку и нагнетание происходит на открытом воздухе, следует позаботиться об усилении бокового сопла в соответствии с API-520, часть 2, раздел 4.4.1. Пересчет шума на отметке в соответствии с API 521, раздел 5.8.10.3 целесообразен из-за немного более высокого уровня шума при уклоне, вызванного меньшей высотой предохранительного клапана. Сопло сосуда, которое на один размер больше сопла предохранительного клапана, является предпочтительным для возможного увеличения размера предохранительного клапана в будущем.Использование переходного колена предпочтительнее с точки зрения напряжения и меньшего падения давления по сравнению со стандартным коленом и комбинацией редуктора.

Избегайте использования внутренней лестницы в агрессивных средах

Внутренние трапы, установленные в вертикальных емкостях, работающих в коррозионных средах, и в емкостях, заполненных внутренними устройствами, не имеют большого смысла. Такие ступеньки лестницы создают угрозу безопасности и затрудняют установку строительных лесов при проведении ремонтных работ. РИС. 5A показаны нижние ступеньки лестницы, которые корродировали и развалились, что может быть связано с более высокой концентрацией коррозионной жидкости в нижней застойной части колонны.

Целостность таких лестниц, в том числе ступенек, вызывает сомнение. Ступеньки лестницы изготавливаются из дюйма. (20-мм) прутки и приваренные к стенке сосуда, иногда с некачественным исполнением. Из-за разрушения агрессивных сред сварка недостаточна для того, чтобы выдержать человеческую нагрузку. Конструкция изнашиваемой пластины также вызывает сомнения ( ФИГ. 5В, ). Для обычных изнашиваемых пластин требуется ¼ дюйма. Контрольные отверстия диаметром 6 мм для обеспечения сварки без пористости. Контрольное отверстие, обеспечиваемое с точки зрения хорошей сварки, только способствует проникновению коррозионной жидкости в полость и ускоряет отсоединение изнашиваемой пластины от стенки резервуара.То, что начиналось как благое намерение на этапе проектирования, потенциально могло оказаться фатальным для полевого персонала.

Рис. 5A. Вертикальный сосуд с корродированными внутренними ступеньками трапа.

Рис. 5B. Детали установки лестницы.

В данном конкретном случае из-за сильной коррозии ступеньки лестницы были сняты, а земля промыта и окрашена. Алюминиевая лестница, спущенная с люка, оказалась хорошей временной заменой.

Отверстие форсунки через сварные швы

По общему мнению, открытие через сварные швы не допускается правилами. Такие отверстия часто обнаруживаются только на поздних стадиях проектирования сосуда, когда были составлены схемы раскроя пластин. Инженеры-конструкторы владельца не участвуют в рассмотрении схем раскроя листового металла, и (на данном этапе) чертежи общего расположения резервуара (GA) и трубопроводов / изометрические чертежи уже заморожены. Чтобы избежать образования отверстий на сварных соединениях, насадки перемещают, а соответствующие трубопроводы перенаправляют.Это дорогое, трудоемкое и ненужное упражнение.

ASME-VIII, разд. 1, UW-14, «Отверстия в сварных швах или рядом с ними», разрешает такую ​​практику, как и ASME-VIII, разд. 2. Допускается также перекрытие усилительных накладок соседних проемов. РИС. 6 показывает Div. 2 судно с люком, расположенным на кольцевом шве. Судно находится в периодической эксплуатации в течение последних 39 лет без каких-либо утечек.

Рис.6. Открытие сопла через кольцевой сварной шов.

Правильный размер сопла предохранительного клапана

Рекомендуется использовать предохранительный клапан резервуара на один размер больше, чем входной патрубок предохранительного клапана ( РИС. 4 ). Конструкция редукционного колена предпочтительна вместо стандартного колена и редуктора и помогает полевому персоналу избегать горячих работ в случае, если в будущем потребуется более крупный предохранительный клапан. Суда имеют длительный срок службы среди основного технологического оборудования и должны выдерживать повышенный расход газа на стареющих производственных месторождениях.

Отдельные исполнительные чертежи для каждого судна

Некоторые производители судов предоставляют только один комплект исполнительных чертежей, если заказано несколько идентичных судов. Для двух идентичных судов, V-101A и V-101B, эти производители предоставят только один набор готовых чертежей, помеченных как V-101A / B. Мантра «Все работы выполняются станками с числовым программным управлением (ЧПУ), поэтому все сосуды идентичны» — это сокращенный подход, позволяющий сэкономить на бумажной волоките, который не помогает конечному пользователю. Иногда только одно судно может быть изменено в полевых условиях, поэтому жизненно важен один набор рабочих чертежей для каждого помеченного судна (V-101A и V-101B).Сторонние инспекторы должны обеспечивать соблюдение требований и настаивать на подписании каждого комплекта отдельно. Это требование применимо только к чертежам в исполнении. На этапах проектирования должен быть предоставлен только один набор ГА, помеченный как V-101A / B.

Указания по транспортировке и хранению

Когда автор работал в группе технической поддержки операционной компании, его попросили указать конкретный сорт минерального масла. Было обнаружено, что масло требовалось для нанесения на внутреннюю поверхность судна, прежде чем оно будет снова введено в эксплуатацию.Дальнейший допрос показал, что чертеж резервуара GA содержал комментарий: «Минеральное масло, сорт xxxx, должно применяться внутри резервуара». Минеральное масляное покрытие предназначалось для новых сосудов в качестве защиты от ржавчины при транспортировке и длительном хранении. Техники неосознанно следовали процедуре обслуживания судна.

Урок состоит в том, что транспортные примечания не должны добавляться на чертежи судов общего назначения. Если они добавлены, цель таких примечаний должна быть четко указана, чтобы избежать путаницы, имея в виду, что обслуживающий персонал строго соблюдает все инструкции, изложенные на чертежах общего назначения судна.Представление о том, что роль чертежей судов в общей сложности заканчивается после ввода судна в эксплуатацию, неверно. Чертежи общего вида являются ценным вспомогательным средством при техническом обслуживании и необходимы на протяжении всего срока службы судна. Рекомендуется предоставить набор чертежей общего вида и внутренних компонентов размера A-3, независимо от того, насколько перегруженными выглядят копии уменьшенного размера. С чертежами большого размера (A-0, A-1) трудно работать в полевых условиях; копировальные аппараты для копирования A-0 и A-1 редко доступны, и такие чертежи обычно попадают на хранение без возможности отслеживания, хотя и с благими намерениями.

Эксплуатационная масса государственного судна

Общий протокол предписывает, что чертежи сосуда должны указывать вес пустого сосуда и вес для гидроиспытаний, моделирующий сосуд, наполненный водой. Транспортер должен знать вес пустого. Вес для гидроиспытаний требуется изготовителем судна, чтобы гарантировать, что цех выдержит нагрузку, и он также используется для проектирования фундамента судна на месте. Это хорошо работает, если жидкость — вода или легче воды.

Что произойдет, если сосуд спроектирован для жидкостей тяжелее воды? E.г., серная кислота (удельный вес = 1,84)? Вес жидкости увеличился бы почти вдвое, но на чертеже GA все еще может быть указан вес для гидроиспытаний. Сообщалось о случаях, когда вес для гидроиспытаний из чертежа общего вида был непреднамеренно использован для проектирования гражданского фундамента для судов с серной кислотой, что приводило к чрезмерным оседаниям фундамента. Указание веса сосуда как заполненного жидкостью для более тяжелых жидкостей в дополнение к обычному пустому стальному весу и весу для гидроиспытаний было бы хорошей практикой.

Ресертификация после ремонта

Старым сосудам иногда требуются новые форсунки при перемещении и нажатии на другую службу ( РИС.6 ). К этому 155-тонному сепаратору добавлены новые форсунки. Построен в 1977 году по стандарту ASME Div. 2, судно не имело ни готовых проектных расчетов, ни регистрации Национального совета (NB). Тем не менее, были добавлены дополнительные форсунки, и судно было повторно сертифицировано на Div. 2. Процесс повторной сертификации здесь не обсуждается. Цель состоит в том, чтобы проинформировать судовладельцев о возможности упорядочения избыточных судов, пригодных для эксплуатации, и воссоздания судового «свидетельства о рождении» или «U» сертификата.Это противоречит преобладающему представлению о том, что сертификация ASME «R» не может быть предоставлена, если не будет произведена сертификация ASME «U». Резервное судно, пригодное для эксплуатации, не нужно выбрасывать из-за отсутствия ремонтных модификаций и отсутствия документации.

Многократная сертификация

В то время как нефтяные и газовые скважины могут высохнуть, сосуд высокого давления может выжить и переместиться в другое место. Это перемещение (например, от состояния к состоянию) может потребовать других правил для сосудов высокого давления. По этой причине некоторые владельцы запрашивают несколько сертификатов, которые не должны создавать проблем при обработке на этапе проектирования.Проблемы возникают, если судно сертифицировано только для одного государства и впоследствии должно быть повторно сертифицировано для использования в другом. Рекомендуется, чтобы инженеры-конструкторы спрашивали конечных пользователей судов, требуется ли несколько сертификатов. В этом случае лучше немного доплатить на этапе проектирования и сэкономить ненужные документы, задержки и связанные с этим расходы позже.

Остаточная прочность корродированных сосудов

Несмотря на существование ASME B31G «Руководство по определению остаточной прочности корродированных трубопроводов» с начала 1980 года, такого документа для сосудов под давлением не существовало.На запрос автора в ASME в 1990-х годах был получен следующий ответ: «У комитета нет планов по разработке критериев кода, обеспечивающих руководство по расчету остаточной прочности корродированных сосудов, первоначально изготовленных в соответствии с кодом ASME». В отсутствие руководящих указаний существовала неприятная практика рассматривать сосуд как трубу большого диаметра и применять ASME 31G для расчета остаточной прочности корродированных сосудов. Этот подход был ошибочным, и его не следовало использовать.

Осознавая растущий спрос на оценку пригодности стареющих сосудов, API выпустил в 2000 году RP 579 «Рекомендуемая практика для пригодности к эксплуатации».Не желая отставать на этот раз, ASME присоединился к сотрудничеству, и в 2007 году было опубликовано массивное (1128 страниц) второе издание под названием API 579-1 / ASME FFS-1. Статус издания был повышен до «Стандартного» с более ранней «Рекомендуемой практики». Чтобы проиллюстрировать сложные вычисления, используемые в процедурах оценки 579-1 / FFS-1, API выпустил пример руководства 579-2 / FFS-2 под названием «Примерное руководство по проблеме пригодности к эксплуатации» в 2009 г. очень информативный 374-страничный документ. Рекомендуется, чтобы практикующие инженеры постоянно ссылались на пример руководства, чтобы избежать возможных ошибок и завершить оценку пригодности корродированных сосудов с высокой степенью точности и уверенности.

Обзор финансовых последствий

В то время как большинство элементов сокращают расходы на владение судном, некоторые элементы могут немного увеличить первоначальную стоимость (например, усиливающие прокладки и форсунки большего размера для предохранительных клапанов и выходных отверстий на дне резервуара).

Однако не следует оценивать только стоимость проекта (CAPEX). Если добавить затраты, понесенные обслуживающим персоналом завода при техническом обслуживании и возможных модификациях на месте (OPEX), то все предлагаемые меры в конечном итоге снизят стоимость владения судном.Традиционно OPEX для статического оборудования, такого как сосуд высокого давления, считался очень низким по сравнению с CAPEX. Это неправда. Сам по себе недостаточный гравитационный дренаж может многократно сделать OPEX намного выше, чем CAPEX из-за потери производства год за годом.

Конец серии

Часть 1 этой статьи появилась в августе. л.с.

ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

¹ Косик Дж. «Время опорожнения резервуаров без откачки», Chemical Engineering, Vol.107, No. 6, июнь 2000 г.

² Лойаконо, Н. Дж., «Пора опорожнять резервуар с трубопроводом», Химическая инженерия, Vol. 94, No. 11, August 1987.

Автор

Мурти, Д. Г. — The Augustus Group, Монтгомери, Техас

Д.Гопалкришна Мурти, PEng, является старшим консультантом, входящим в группу компаний Augustus Group в Техасе. Он имеет более 40 лет опыта в проектировании и проектировании; решение сложных проблем дизайна и несовместимости кода; устранение неисправностей в полевых условиях; и управление безопасностью, целостностью и надежностью станции. Он работал на суше и на море, в переработке СПГ / ШФЛУ, нефтепереработке, в нефтехимической и энергетической отраслях. Он, к его чести, внес более 30 изменений, дополнений и новых стандартов в API, ASTM, ASME, NFPA, BSI и т. Д., все основано на практическом опыте. Он является автором нескольких статей по вопросам дизайна, относящимся к отрасли. Г-н Мурти получил степень BEng (механика) в Университете Дживаджи в Индии, и он зарегистрирован как профессиональный инженер как в Канаде, так и в Индии.

Статьи по теме

Из архива

Рекомендации по проектированию и производству промышленных сосудов под давлением | Блог

Сосуды под давлением

спроектированы и изготовлены для удовлетворения эклектичных потребностей различных отраслей промышленности, включая автомобилестроение, производство биологически опасных отходов, химическую и нефтехимическую промышленность, нефть и газ, а также горнодобывающую промышленность и строительство туннелей.

Каждая из этих отраслей промышленности предъявляет особые требования к сосудам высокого давления. По этой причине некоторые важные аспекты необходимо учитывать в процессе изготовления сосудов высокого давления.


Что следует учитывать при проектировании и производстве промышленных сосудов под давлением

Для обеспечения безопасности инженеров и длительного срока службы сосудов высокого давления Американское общество инженеров-механиков (ASME) сформировало комитет с намерением установить многочисленные правила, касающиеся всего процесса производства сосудов высокого давления.Чтобы произвести сосуд высокого давления с высокими эксплуатационными характеристиками, все аспекты, связанные с производством сосудов высокого давления, должны соответствовать стандартам, приведенным в Кодексе ASME по котлам и сосудам высокого давления (BPVC).

Соображения, касающиеся процесса проектирования: Сварщики и производители должны учитывать следующие моменты, чтобы их сосуды под давлением соответствовали всем требованиям промышленного применения:

• Коррозия
• Вес и содержимое сосуда
• Окружающая и рабочая температура
• Статическое и динамическое давление
• Остаточное и термическое напряжение
• Силы реакции

Типы сосудов: Обычно в промышленности используются сосуды под давлением двух типов:

Простые сосуды: Это необожженные сосуды под давлением, которые используются для хранения и использования воздуха и азота.Эти суда соответствуют Разделу I, Разделу VIII Кодекса BPVC для необожженных судов.

Сложные суда: Эти суда должны быть изготовлены в соответствии с правилами, предусмотренными в Подразделе B Раздела I Раздела VIII ASME BPVC. Общий дизайн должен соответствовать нормам от UG-16 до UG-35. Правила изготовления предусмотрены между регламентами УГ-75 и УГ-85.

Конструкция резервуара: Сосуды высокого давления должны иметь цилиндрическую или сферическую форму для эффективного хранения и использования промышленных газов и жидкостей.В зависимости от области применения они могут иметь различную конфигурацию головок.

Для строительства предпочтительны углеродистая и нержавеющая сталь, так как они известны своей высокой прочностью на растяжение и долгим сроком службы. Они способны обеспечить высокую производительность с точки зрения безопасности и защиты в суровых условиях. Изготовители должны хорошо разрезать сталь и придать ей соответствующую форму. Сосуды под давлением должны быть изготовлены с использованием специальных методов сварки.В целом, сосуды под давлением должны соответствовать требованиям BPVC и международным стандартам строительства и безопасности.

Учет всех этих моментов может помочь производителю сосудов высокого давления производить промышленные сосуды высокого качества.

Проектирование и проектирование сосудов высокого давления

В данной спецификации обсуждается проектирование и проектирование сосудов высокого давления в соответствии с Кодексом ASME по котлам и сосудам высокого давления, Раздел VIII, Раздел 1.

Эта спецификация в сочетании с общими требованиями к сосудам высокого давления, включая изготовление и инспекцию, испытания «Покраска, маркировка, подготовка к транспортировке и хранению» будут определять минимальные приемлемые требования к необожженным сосудам под давлением, подходящим для установки в энергетической отрасли.

Проектирование и проектирование сосудов под давлением
1. Общее проектирование

Поставщик сосудов под давлением должен нести ответственность за детальное механическое проектирование сосудов под давлением в соответствии с Кодексом ASME и другими техническими требованиями.

Минимальный допустимый допуск на внутреннюю коррозию должен составлять 1/8 дюйма (3 мм) для всех «смачиваемых» компонентов, включая, помимо прочего, корпус сосуда, головки, сопла, внутренние детали и т. Д., Если не указано иное.

• Если сосуд должен быть плакирован, припуск на коррозию не требуется.
• Внутренние детали, изготовленные из нержавеющей стали или коррозионно-стойких высоколегированных сталей, должны освобождаться от этого требования о допуске на коррозию
• Внутренние кольца, опоры, перегородки, вихревые прерыватели , разные плиты и конструкционные формы, опоры трубопроводов и т. д. должны иметь минимальную толщину 1/4 дюйма (6 мм) без учета припуска на коррозию.

Для внутренних деталей, «смачиваемых» или обнаженных с обеих сторон, допуск на коррозию должен быть как минимум на 50% больше, чем допуск на одностороннюю коррозию, указанный для корпуса.

Внутренние устройства, которые привинчиваются и легко снимаются с резервуара, должны освобождаться от требования допуска на коррозию 150%, то есть они должны иметь такой же допуск на коррозию, что и корпус.

Минимальная толщина всех компонентов, работающих под давлением, включая кожухи, головки, горловины сопел, трубопроводы и т. Д., Должна составлять 1/4 дюйма (6 мм), включая допуск на коррозию. Минимальная толщина внутренних деталей должна составлять 1/4 дюйма (6 мм), включая допуск на коррозию.

Допуск на коррозию 1/8 дюйма (3 мм) должен быть добавлен к расчетной толщине юбок или опорных стоек, прикрепленных к вертикальным резервуарам и к опорам, поддерживающим горизонтальные резервуары или бочки.

Если предоставляется, чертеж общего расположения следует считать предварительным, и Покупатель завершит согласование деталей договоренности в процессе утверждения. Покупатель оставляет за собой право изменять расположение форсунок без дополнительных затрат до момента фактического изготовления, то есть до тех пор, пока не будут вырезаны отверстия в оболочке или головке.

Сосуды под давлением должны быть спроектированы и изготовлены таким образом, чтобы облегчить техническое обслуживание, ремонт и переделки, в частности, регулируемых или съемных внутренних устройств.

Если указано в техническом паспорте сосуда, сосуды, рассчитанные на внутреннее давление, должны иметь отметку о внешнем давлении, как указано.

Расчетное давление оборудования, работающего в вакууме или которое может быть подвергнуто разрежению во время разумного запуска, работы, останова или сбоя, должно быть полным вакуумом, за исключением случаев, когда Поставщик может продемонстрировать, что экономичная альтернативная конструкция не допускает полного вакуума. происходить.

Следующие минимальные расчетные температуры металла (MDMT) и совпадающие давления должны быть указаны как на паспортной табличке резервуара, так и в отчете с данными производителя.

Сосуды, подверженные выбросу пара, должны быть спроектированы таким образом, чтобы выдерживать давление / температуру выброса пара и внешнее давление 7.5 фунтов на кв. Дюйм (0,5 бар) при 450 ° F (232 ° C).

2. Требования к конструкции

Сосуд под давлением Конструкция поставщика должна удовлетворять всем следующим требованиям, если применимо.

• Нагрузки при изготовлении / транспортировке
• Внутреннее расчетное давление
• Внешнее расчетное давление
• Ускорения при транспортировке в океане
• Нагрузки от давления ветра
• Нагрузки на внешнее сопло
• Точечные нагрузки на опорный зажим
• Тепловое расширение
• Гидростатические испытания
• In- Состояние затопления при эксплуатации
• Загрузка песка

Статическое давление напора должно быть включено в расчетное давление.

МДРД должно основываться на фактической толщине металла без допуска на коррозию.

Максимально допустимое давление должно ограничиваться кожухом или головками, а не второстепенными деталями, такими как фланцы, горловины форсунок, усиливающие подушки, трубопроводы, фитинги или люки. В отчете о проектировании должен быть четко указан ограничивающий компонент.

Сосуды, работающие в вакууме, должны быть рассчитаны на минимальное внутреннее давление 50 фунтов на кв. Дюйм (3,45 бар).

MDMT должен быть таким, как показано в техническом описании сосуда, которое должно относиться как к компонентам, работающим под давлением, так и к опорным компонентам сосуда.Температура MDMT не должна превышать 50 ° F (10 ° C).

Оболочки горизонтальных сосудов большего диаметра должны иметь достаточную толщину и / или достаточную жесткость, чтобы быть конструктивно стабильными при заполнении водой при атмосферном давлении.

Должны быть предусмотрены временные и постоянные упрочнения для предотвращения деформации сосуда во время изготовления и транспортировки.

Опоры судов должны быть рассчитаны на ветровые, сейсмические и транспортные нагрузки.

3. Кожух

Кожухи сосудов высокого давления должны изготавливаться из прокатанного и сварного листа.

Для резервуаров с наружным диаметром 24 дюйма (610 мм) и меньше может использоваться бесшовная труба в соответствии с Кодексом ASME.

Сосуды, изготовленные из трубы, должны иметь толщину стенок, учитывающую завод, при допуске по толщине, разрешенном Кодексом трубопроводов. и спецификации ASTM

Продольные швы на горизонтальных сосудах должны располагаться минимум на 30 градусов над горизонтальной плоскостью через осевую линию сосуда.

4. Головки и переходы

Если не указано иное, все днища резервуаров должны быть эллипсоидального типа 2: 1 с прямыми фланцами длиной не менее 1-1 / 2 дюйма (38 мм).

Для резервуаров 24 дюйма ( 610 мм) и меньше по внешнему диаметру, можно использовать приварные заглушки в соответствии с Кодексом ASME.

Ториконические переходные секции предпочтительны. Конические переходы разрешены только по согласованию с Покупателем.

При использовании конических переходов:

• Эффективность соединения, равная 1, не допускается из-за сложности проверки соединений
• Кольца жесткости не должны располагаться ближе 6 дюймов (150 мм) от сварного шва конических переходов
5.Сопла, люки, бобышки и другие отверстия

Если покупателем не указано иное, все сопла резервуаров должны быть фланцевыми с минимальным размером 1-1 / 2 дюйма (DN 40).

Сопла с фланцами меньше 1-1 NPS / 2 «(DN 40) не допускается, если иное не согласовано в письменной форме Покупателем, и никогда не должно быть меньше 3/4» NPS (DN 20).

Резьбовые соединения не допускаются, если это не указано или специально не утверждено в в письменной форме покупателем.

• В случае одобрения, резьбовые соединения должны быть как минимум 6000 # полные муфты из кованой стали
• Резьбовые соединения должны быть ограничены размером 1/2 дюйма или 3/4 дюйма (DN 15 или 20)
• Резьбовые соединения резьбовых соединений должны иметь резьбу после установки или термообработки после сварки
• Резьбовые соединения не должны быть приемлемы для использования на сосудах с внутренним покрытием или оболочкой или сосудах из нержавеющей стали

Приварные уплотнители, резьбовые соединения и Sock-o-let sh неприемлемо для соединений с емкостью.

Конструкции насадных форсунок не принимаются.

Все приспособления корпуса и головки, включая горловины форсунок, люки, резьбовые соединения, усиливающие подушки и зажимы, должны располагаться на расстоянии не менее 2 дюймов (50 мм) от продольной оси резервуара. и кольцевые швы.

• Если это невозможно и письменно одобрено Покупателем, приспособления могут закрывать сварное соединение.
• Однако перед закрытием стыка сварной шов необходимо отшлифовать заподлицо и провести 100% рентгенографическое исследование минимум до 6 дюймов (150 мм). с каждой стороны насадок

Сопла должны быть либо длинными фланцами приварной шейки, либо сборной конструкцией из горловин и фланцев сопел труб.

• Покупатель предпочитает фланцы с длинной приварной шейкой для всех форсунок 3 дюйма (DN 80) и меньше.
• Фланцы, используемые в сборных конструкциях, должны быть из кованой стали с приварной шейкой и расточены в соответствии с внутренним диаметром шейки патрубка трубы.
• Фланцы, приваренные внахлест или съемные фланцы, недопустимы, за исключением люков.
• Сопла с шипованными подушечками не допускаются.

Если не указано иное, фланцы серии ANSI с классом 150 по класс 600 должны иметь выступающую поверхность (RF). типа и класса 900 и выше должны быть фланцами с кольцевым соединением (RTJ).

На форсунках и люках с выступом и канавкой канавка должна быть на судне, если поверхность фланца не направлена ​​вниз, и в этом случае гребень должен находиться на емкости.

Толщина горловины сопла сосуда должна соответствовать Кодексу ASME, но со следующими минимальными требованиями к толщине:

Том I: Сосуды под давлением ASME

Сосуды под давлением ASME

Цель данной презентации — представить основную информацию и понимание правил ASME для проектирования сосудов под давлением для химической и перерабатывающей промышленности, применимых в Соединенных Штатах и ​​большей части Северной и Южной Америки.

Основные разделы для обсуждения:

1. ASME Раздел 8, Раздел I (Правила строительства сосудов под давлением)

2. ASME Section8, Division II (Альтернативные правила)

3. ASME Разделы II, V и IX также входят в сферу применения обязательных кодексов, но являются дополнениями к основному разделу, Разделу VIII.

4. ASME Раздел I (Правила строительства энергетических котлов) будет рассмотрен на другом занятии.

Что такое сосуд под давлением?

Общая ссылка на сосуд высокого давления будет дана в ASME для этого обсуждения. Определения различаются, но обычно: «Металлический контейнер, способный выдерживать различные нагрузки».
Размеры и формы обычно бывают сферическими или цилиндрическими, но также могут быть изготовлены из плоских пластин. Материалы также могут быть неметаллическими, такими как стекловолокно и т. Д. Сосуд под давлением включает в себя ряд устройств, таких как теплообменники, резервуары для хранения, технологические сосуды и т. Д.

Определение ASME

ASME означает «Американское общество инженеров-механиков».

Сосуд под давлением определяется как «сосуд, в котором давление получается от непрямого источника или путем приложения тепла от непрямого или прямого источника. Сосуд собственно заканчивается в: (а) первом круговом стыке для сварки торцевые соединения; (b) поверхность первого фланца в фланцевых соединениях с болтовым соединением; или (c) первое резьбовое соединение в резьбовых соединениях.«Сосуды под давлением включают, но не ограничиваются ими, резервуары для хранения сжатого газа (например, резервуары для воздуха, кислорода, азота и т. Д.), Резервуары для безводного аммиака, гидропневматические резервуары, автоклавы, резервуары для хранения горячей воды, химические реакторы и резервуары с хладагентом, предназначенные для давление более 15 фунтов на квадратный дюйм и объем более 5 кубических футов в объеме или полтора кубических футов в объеме с давлением более 600 фунтов на квадратный дюйм.

Основа критериев проектирования

ASME Section VIII, Division 1
Критерии в основном основаны на формуле, которая имеет встроенный коэффициент безопасности.Этот раздел является наиболее широко используемым и не требует подробного анализа более высоких или более локализованных напряжений, которые обычно существуют. Напряжения находятся в безопасном диапазоне благодаря встроенным факторам безопасности. Температурный градиент в этом разделе обычно не рассматривается. Теория максимального напряжения — основа дизайна.

ASME Раздел VIII, Раздел 2
Критерии для Раздела VIII, Раздел 2 являются альтернативными правилами и требуют учета местных напряжений, температурного градиента, циклических давлений и т. Д.Как правило, допускаются более низкие значения напряжения и более тонкая толщина стенки в результате более подробного анализа. Теория максимального напряжения сдвига — основная основа проектирования.

ASME Раздел VIII, Раздел 3
Для проектирования сосуда высокого давления с высоким расчетным давлением (> 10 000 фунтов на кв. Дюйм) требуется анализ трещин.

Конструкция: другие необходимые экспертные знания и стандарты ASME (частичный список)

Существуют и другие области знаний, необходимые для завершения проектирования сосуда высокого давления, а также многие другие коды ASME, которые необходимы как для проектирования сосудов высокого давления, так и многие другие, выходящие за рамки конструкции сосудов высокого давления.

Области знаний, необходимые для проектирования сосудов под давлением:

• Конструкция (AISC и т. Д.): Основы конструктивного проектирования имеют важное значение, поскольку сосуд высокого давления представляет собой конструктивную конструкцию, подверженную напряжениям, возникающим в результате различных типов нагрузок, таких как термические, весовые, давление, внешние силы (землетрясение, ветер, движения и т. д.) Все опоры (юбка, седла, опорное кольцо и т. д.) спроектированы с использованием расчетов конструкции.
• Металлургия: Свойства материалов (напряженно-прочностные качества, коррозионные свойства и др.)) имеет важное значение для конструкции сосудов высокого давления.
• Знания в области сварки
• Бюллетени 107 и 297 WRC (Welding Research Council): Дополнительный метод расчета напряжений сопла на стыке сопла с оболочкой
• Другие коды, связанные с ASME, такие как B31.3 (трубопроводы технологического давления), B31.1 (силовые трубопроводы), B16.5 (трубные фланцы и фланцевые фитинги) и B16.47 (стальные фланцы большого диаметра — 26 ”-60 ”)

Расчетные параметры сосуда под давлением будут обсуждаться в следующем выпуске «Новости производства».

Источник: Кодекс ASME по котлам и сосудам под давлением, раздел VIII, раздел 1: издание 2013 г.