1. Introduktion
Trykkar er enheder i stand til at modstå et bestemt tryk og bruges til at opbevare gasser eller væsker. De er vidt brugt i industrier som petrokemikalier, naturgas, kraftproduktion, metallurgi, farmaceutiske stoffer og mad. De opbevarer ofte højt tryk, høj-temperatur, brandfarlige, eksplosive eller giftige medier. Derfor bestemmer rationaliteten i deres design direkte udstyrets sikkerhed og levetid.
At ignorere nøglefaktorer i designfasen eller undlade at overholde relevante sikkerhedsbestemmelser kan føre til alvorlige ulykker såsom lækager og eksplosioner under drift, hvilket resulterer i betydelige tab og økonomiske tab. Derfor er videnskabelig design og streng overholdelse af sikkerhedsstandarderne forudsætninger for at sikre pålidelig drift af opbevaringstanke.
2. nøgle designfaktorer
Arbejdstryk og temperatur
Designtryk: Designet skal være baseret på det maksimale driftstryk, som tanken kan modstå med tilstrækkelig sikkerhedsmargin.
Designtemperatur: Ikke kun skal den normale driftstemperatur overvejes, men også temperatursvingninger under opstart, nedlukning og ekstreme vejrforhold.
Eksempel: Likefieret naturgas (LNG) opbevaringstanke skal fungere ved ekstremt lave temperaturer (ca. -162 ° C). Derfor skal kryogen stål eller sammensatte materialer bruges til at forhindre ulykker forårsaget af sprød brud. Opbevaringsmedium egenskaber
Brammabilitet og eksplosivitet: Gasopbevaringstanke til propan og butan kræver eksplosionssikre enheder og strenge tætningsdesign.
Korrosivitet: ætsende væsker såsom svovlsyre og saltsyre stiller ekstremt høje krav til tankmaterialer, ofte ved hjælp af rustfrit stål eller korrosionsbestandige belægninger.
Toksicitet: Ved opbevaring af gasser såsom ammoniak og klor, ud over materialevalg, kræves yderligere dobbeltvæggede skaller eller nødsprøjtningssystemer som sikkerhedsforanstaltninger.
Valg af materiale
Carbon Steel: Lavpris, egnet til normal temperatur og tryk eller lavtryksopbevaringstanke, men har dårlig korrosionsbestandighed.
Rustfrit stål: Tilbyder fremragende korrosion og temperaturresistens, velegnet til industrier som mad, farmaceutiske stoffer og kemikalier, men er dyrere.
Legeringsstål: Brugt i miljøer med høj temperatur og højtryksmiljøer, såsom lagring af kraftværkets kedler.
Kompositmaterialer: I de senere år er de i stigende grad blevet brugt i applikationer, der kræver lette og korrosionsbestandige materialer.
Strukturelt design
Almindelige strukturer inkluderer lodrette, vandrette, sfæriske og cylindriske. Sfæriske tanke kan modstå relativt ensartet internt tryk og bruges ofte til at opbevare flydende gasser. Tykkelsesdesign: Baseret på formler for beregning af vægtykkelse (såsom dem, der leveres af ASME og GB150), skal du sikre dig, at vægtykkelsen kan modstå tryk, mens det undgår materialeaffald.
Svejsningsproces: Svejsningen er det svageste led, der kræver streng kvalitetskontrol og ikke-destruktiv test.
Fremstilling og forarbejdning
Svejsningskvalitetskontrol: Radiografisk test (RT), ultralydstest (UT), Penetrant Testing (PT) og magnetisk partikeltest (MT) bruges til at sikre svejsekvalitet.
Varmebehandling: Tykke stålplader kræver samlet varmebehandling efter svejsning for at lindre stress og forhindre sprød brud.
Formningsprocesser: Til processer som kold spiral og varm pressering skal du sikre dig, at stålpladen ikke producerer revner eller overdreven resterende stress efter dannelse.
3. sikkerhedsbestemmelser og standarder
Internationale standarder
ASME Boiler & Pressure -fartøjskode (American Society of Mechanical Engineers): Det mest anvendte trykfartøjsdesignkode over hele verden, der dækker hele design, fremstilling og inspektionsproces. API 650/620 (American Petroleum Institute): Primært brugt til design og konstruktion af opbevaringstanke med stor kapacitet. API 650 gælder for atmosfæriske trykbeholdere, mens API 620 gælder for kryogene og lavtrykstanke.
Kinesiske standarder
GB 150 "Trykfartøjer": Kinas kernetrykkar -designstandard.
GB/T 151 "Shell and Tube Heat Exchaners": detaljerede regler for varmeudvekslingstrykkar.
TSG 21 "regler om sikkerhed Teknisk tilsyn med stationære presbeholdere": Sikkerhedsstyringsbestemmelser fra design, fremstilling, til operationel inspektion.
Design sikkerhedsmargin
Stressanalyse: Endelig elementanalyse (FEA) bruges til at beregne stressfordeling i forskellige komponenter for at sikre en rimelig sikkerhedsfaktor.
Belastningsovervejelser: Ud over internt tryk skal eksterne faktorer såsom jordskælv, vindbelastninger og snebelastninger også overvejes.
Sikkerhedstilbehør
Sikkerhedsventil: forhindrer tanke i at operere under overtryk.
Rupture Disc: frigiver tryk under ekstreme forhold for at beskytte tanken.
Trykmåler og niveaum: Overvåg driftsstatus i realtid. Automatisk kontrol- og alarmsystem: Anvender sensorer og PLC'er for at muliggøre fjernovervågning og advarsler for ulykke.
4. inspektion og vedligeholdelse
Inspektion før forsendelse: Inkluderer en hydraulisk trykprøve (for at verificere trykbærende kapacitet) og en lufttæthedstest (for at forhindre lækager).
Inspektion i service: Ultralydstykkelsestest og overvågning af korrosionshastighed bruges til at vurdere nedbrydning af udstyr.
Periodisk inspektion: Regelmæssige og omfattende inspektioner er påkrævet i overensstemmelse med love og forskrifter (såsom reglerne om sikkerhedsovervågning af specielt udstyr).
Livscyklusstyring: Et fuldt livscyklusarkiv til opbevaringstanken er etableret, der dokumenterer design, fremstilling, drift og vedligeholdelsesdata for at lette risikovurderingen.