anchetă Acum
1. Definiția vasului sub presiune
O vas sub presiune este un recipient sigilat capabil să reziste la diferențe de presiune internă sau externă. Sunt utilizate pe scară largă pentru a stoca diverse medii, cum ar fi lichide, gaze și abur, în special în procesele industriale care necesită funcționare sub presiune ridicată sau joasă. Navele sub presiune sunt echipamente indispensabile în industriile chimice, petroliere, gaze naturale, energie electrică și farmaceutice.
În multe aplicații industriale, vasele sub presiune nu numai că depozitează substanțe, ci și efectuează operații complexe de proces, cum ar fi reacții, evaporare și separații. Deoarece presiunea în interiorul vaselor sub presiune este adesea semnificativ mai mare decât presiunea atmosferică, proiectarea, fabricarea și întreținerea acestora trebuie să respecte strict standardele naționale relevante și specificațiile industriei.
2. Structura de bază a vaselor sub presiune
Proiectarea structurală a unei nave sub presiune trebuie să ia în considerare mai mulți factori, inclusiv capacitatea sa de presiune, caracteristicile mediilor utilizate și condițiile de temperatură. Structura sa de bază constă în principal din cochilie, capace de capăt, structuri de sprijin, îmbinări și dispozitive de siguranță. Următoarea este o explicație detaliată a fiecărei componente:
a) Shell
Învelișul este corpul principal al vasului sub presiune, responsabil în primul rând de transportul presiunii interne. Designul cochiliei variază în funcție de forma navei.
Înveliș cilindric: Aceasta este cea mai frecventă formă de vase sub presiune. Este potrivit pentru majoritatea aplicațiilor, cum ar fi rezervoarele de depozitare și reactoarele. Navele cilindrice sunt relativ ușor de fabricat, au o structură stabilă și distribuie eficient presiunea.
Shell sferic: cochilii sferici oferă cea mai uniformă distribuție a presiunii și pot rezista la presiuni interne și externe mai mari. Prin urmare, acestea sunt adesea utilizate în vase care trebuie să reziste la presiuni extrem de mari, cum ar fi containerele de depozitare a gazelor lichefiate. Cu toate acestea, containerele sferice sunt mai scumpe de fabricat și sunt mai puțin frecvente decât containerele cilindrice.
Înveliș elipsoidal sau emisferic: Acest design combină avantajele containerelor cilindrice și sferice, ceea ce îl face potrivit pentru aplicații extrem de înalte și oferind o rezistență la presiune mai mare. Sunt utilizate în mod obișnuit în cazanele cu abur de înaltă presiune sau în anumite reactoare chimice specializate.
b) capete
Capetele sunt capetele unui vas sub presiune, sigilarea și absorbția parțial a presiunii. Designul și forma unui cap se potrivesc, în general, cu forma vasului în sine. Grosimea și forma capului variază în funcție de presiunea suportată.
Capul emisferic: Această formă de cap distribuie uniform presiunea internă și este utilizată în mod obișnuit la capetele vaselor sferice sau cilindrice pentru a minimiza concentrațiile de stres. Capete ovale: potrivite pentru vase cu presiune joasă și medie. Forma lor ajută la distribuirea uniformă a stresului pe navă și se găsește în mod obișnuit pe rezervoarele de depozitare din industria chimică și petroliere.
Capete conice: capetele conice sunt adesea utilizate în partea de jos a vaselor, în special pentru vasele de joasă presiune sau unde este necesar drenajul lichidului.
c) Structuri de sprijin
Structurile de sprijin susțin greutatea întregului vas de presiune și sunt de obicei instalate în partea de jos sau de partea navei. Acestea asigură stabilitatea și împiedică înclinarea sau deplasarea din cauza gravitației sau a vibrațiilor.
Structurile de sprijin includ picioare, rame de ridicare și baze. Structurile de asistență trebuie să fie proiectate pe baza dimensiunii navei și a mediului de funcționare pentru a asigura siguranța și stabilitatea.
D) Dururi
Duzele sunt părțile unei nave sub presiune care conectează conductele, supapele, instrumentele și alte echipamente. Tipurile obișnuite includ porturi de alimentare, porturi de evacuare, porturi de scurgere și prize de gaz.
Duzele trebuie să fie proiectate pentru a asigura o conexiune rezistentă la scurgere și pentru a preveni scurgerea atunci când vasul este sub presiune. De obicei, sunt conectate la corpul vasului prin sudare sau filetare. e) supapă de relief pentru siguranță
Pentru a preveni explozia sau ruperea din cauza presiunii interne excesive, vasele sub presiune trebuie să fie echipate cu un dispozitiv de siguranță, dintre care cea mai frecventă este o supapă de siguranță. O supapă de siguranță detectează automat presiunea internă și, atunci când presiunea depășește o valoare setată, se deschide pentru a elibera presiunea în exces, protejând astfel vasul de daune.
În plus față de supapele de siguranță, alte dispozitive de reducere a presiunii includ discuri de izbucnire și supape de descărcare de urgență.
3. Principiul de lucru al vaselor sub presiune
Principiul de lucru al vaselor sub presiune se învârte în primul rând în jurul fluctuațiilor de presiune și temperatură în mediul intern, precum și rezistența materială a vasului în sine. Următoarele sunt mai multe principii cheie de lucru:
a) Efecte de presiune internă
Funcția principală a unei vas sub presiune este de a rezista la diferențele de presiune interne sau externe. În timpul funcționării, gazul sau mediul lichid din navă se confruntă cu o anumită presiune. Cu cât este mai mare presiunea, cu atât este mai mare stresul pe vas. Pentru a asigura siguranța navei, grosimea, materialul și alte componente cheie ale peretelui vasului trebuie să fie proiectate pe baza presiunii maxime pe care o poate rezista.
b) Transmiterea presiunii
Într -un vas sub presiune, presiunea este transmisă în întreaga structură prin peretele vasului. În timp ce presiunea internă este distribuită uniform pe peretele vasului, pot apărea concentrații semnificative de stres în zone precum capacul de capăt și îmbinările. Prin urmare, aceste zone necesită de obicei o întărire suplimentară.
c) Efectul temperaturii asupra vaselor sub presiune
Temperatura din interiorul unui vas afectează densitatea și vâscozitatea mediului, afectând astfel presiunea din navă. Temperaturile crescute pot face ca materialul peretelui vasului să se extindă sau să se înmoaie, astfel încât efectele temperaturii asupra rezistenței materialului vasului trebuie să fie luate în considerare în timpul proiectării. Vasele sub presiune utilizate la temperaturi ridicate folosesc adesea materiale rezistente la temperaturi ridicate.
d) Distribuția stresului în vase
Distribuția stresului în navele sub presiune este inegală. De obicei, capetele (capetele) navei experimentează un stres mai mare. Pentru a preveni fisurarea sau deformarea în aceste zone, proiectarea necesită o grosime sporită a peretelui sau caracteristici structurale specializate.
4. Funcțiile vaselor sub presiune
Funcțiile vaselor sub presiune nu se limitează la stocarea sau transportul substanțelor; De asemenea, ele cuprind o varietate de procese industriale complexe. Funcțiile specifice sunt următoarele:
a) Depozitare
Una dintre cele mai frecvente funcții este depozitarea gazelor, lichidelor sau vaporii. De exemplu, în industria petrochimică, vasele sub presiune sunt adesea folosite pentru a stoca gazul natural lichefiat (LNG) sau alte lichide chimice. În sistemele de aer comprimate, vasele sub presiune stochează gaze de înaltă presiune pentru utilizare gata.
b) reacție
Navele sub presiune sunt utilizate ca reactoare în multe industrii, cum ar fi industria chimică, petrol, gaze și farmaceutice. Reacțiile chimice sau fizice sunt efectuate sub presiune ridicată pentru a produce substanțe chimice dorite sau intermediari. Presiunea ridicată în timpul reacției ajută la accelerarea ratei de reacție sau la creșterea randamentului.
c) Funcții de încălzire și răcire
Unele vase sub presiune au, de asemenea, funcții de încălzire sau de răcire. De exemplu, într -un sistem de schimb de căldură, o navă sub presiune poate fi utilizată ca parte a unui schimbător de căldură pentru a transfera căldura de la un mediu la altul. Cazanele și încălzitoarele de apă se încadrează, de asemenea, în această categorie și sunt utilizate în mod obișnuit pentru a genera aburi sau apă caldă.
d) Funcții de compresie și extindere
Navele sub presiune sunt, de asemenea, utilizate în mod obișnuit pentru comprimarea sau extinderea gazelor. De exemplu, gazul natural este adesea comprimat în vase de înaltă presiune pentru depozitare și transport. Sistemele de aer comprimate sunt, de asemenea, o aplicație majoră pentru vasele sub presiune.
5. Siguranța vaselor sub presiune
Deoarece vasele sub presiune sunt adesea expuse la presiune ridicată și la temperaturi ridicate, asigurându -se că siguranța lor este esențială. Punctele cheie în proiectarea de siguranță a vaselor sub presiune includ:
Selecția materialelor: trebuie selectate materiale cu rezistență ridicată, rezistență la coroziune și rezistență la oboseală. Materialele utilizate în mod obișnuit includ oțel carbon, oțel inoxidabil și oțel din aliaj, care pot rezista la temperaturi și presiuni ridicate.
Specificații de proiectare: Proiectarea trebuie să respecte cu strictețe specificațiile și standardele de proiectare relevante. Standardele internaționale comune includ Codul cazanului și vasului sub presiune ASME (BPVC), care specifică cerințele pentru proiectarea, fabricarea și inspecția vaselor sub presiune.
Inspecție și testare: inspecția regulată a vaselor sub presiune este crucială, inclusiv inspecția externă, inspecția endoscopică și testarea nedistructivă (cum ar fi testarea cu ultrasunete și testarea cu raze X). Aceste teste pot detecta prompt pericole ascunse, cum ar fi fisurile și coroziunea, prevenirea accidentelor.
Dispozitive de siguranță: vasele sub presiune trebuie să fie echipate cu supape de siguranță sau dispozitive de reducere a presiunii. Când presiunea din interiorul navei depășește un prag de siguranță, aceste dispozitive se deschid automat pentru a elibera presiunea în exces și a împiedica vasul să explodeze sau să se rupă.
6. Aplicații ale vaselor sub presiune
Navele de presiune sunt utilizate pe scară largă, în principal în industriile care necesită funcționare în condiții de presiune ridicată sau joasă:
Industria petrochimică: utilizată pentru depozitarea gazelor petroliere lichefiate, a gazelor naturale, a substanțelor chimice și a produselor petroliere.
Industria energetică: cazane, generatoare de aburi și schimbătoare de căldură necesită vase sub presiune pentru a depozita și transfera căldura.
Industria farmaceutică: vasele sub presiune sunt utilizate pentru reacții medicamentoase, sterilizare și depozitare a gazelor.
Industria alimentelor și băuturilor: vasele sub presiune sunt utilizate pentru încălzire, răcire și prelucrare a alimentelor lichide.
TOP