Τι είναι ένα δοχείο υπό πίεση; Αρχές σχεδιασμού, τύποι και εφαρμογές

Απαντώντας στην βασική ερώτηση:Τι είναι ένα δοχείο πίεσης, και γιατί ο σχεδιασμός του διέπεται από αυστηρούς μηχανικούς κώδικες;Ένα δοχείο υπό πίεση είναι ένα κλειστό δοχείο περιορισμού που έχει σχεδιαστεί για να συγκρατεί αέρια ή υγρά σε πιέσεις σημαντικά υψηλότερες από την ατμοσφαιρική πίεση, συνήθως άνω των 15 psi (1,03 bar),το όριο δικαιοδοσίας του κώδικα ASME για τις λέβητες και τα δοχεία υπό πίεσηΕπειδή η αποθηκευμένη ενέργεια πίεσης μπορεί να απελευθερωθεί βίαια σε περίπτωση βλάβης, τα δοχεία σχεδιάζονται σύμφωνα με το τμήμα VIII του ASME ή την ευρωπαϊκή PED, κατασκευάζονται από πιστοποιημένα υλικά πλάκας,και επαληθεύεται με υδροστατική δοκιμή στο 10,3 × πίεση σχεδιασμού πριν από την έναρξη λειτουργίας.

1Βασικές αρχές σχεδιασμού δοχείων υπό πίεση

Η μηχανική δοχείων πίεσης περιστρέφεται γύρω από την ανάλυση στρες, τη συμμόρφωση με τον κώδικα και την ακεραιότητα του υλικού:

·Ανάλυση στρες και πάχος τοίχου:Η εσωτερική πίεση δημιουργεί ελκυστική (περιφερειακή) πίεση ̇ το κυρίαρχο φορτίο σε κυλινδρικά κέλυφα ̇ συν διαμήκη πίεση και πίεση διακοπής σε ακροφύσια και κεφαλές.Οι τύποι κωδικοποίησης υπολογίζουν το ελάχιστο πάχος τοιχώματος με τις επιτρεπόμενες τιμές τάσεων και τους συντελεστές απόδοσης των αρθρώσεων.

·Συμμόρφωση με τον κώδικα σχεδιασμού:Το τμήμα VIII του ASME BPVC (Διάκριση 1 για τον συμβατικό σχεδιασμό, Διάκριση 2 για την ανάλυση υψηλότερης πίεσης, Διάκριση 3 για την υπερυψωμένη πίεση) και το ευρωπαϊκό PED 2014/68/ΕΕ καθορίζουν κανόνες σχεδιασμού,υλικό προσόντα, διαδικασίες συγκόλλησης και υποχρεωτική επιθεώρηση από τρίτους.

·Επιλογή υλικού και επιτρεπόμενη διάβρωση:Τα δοχεία κατασκευάζονται από χάλυβα άνθρακα (SA-516), ανοξείδωτα χάλυβα (304/316L) ή πλακέτα και κράμα νικελίου για επιθετικά μέσα.5·3 mm· έτσι ώστε το δοχείο να διατηρεί το πάχος κώδικα κατά τη διάρκεια της σχεδιαστικής ζωής του 20·30+ ετών.

2Οι κύριοι τύποι δοχείων πίεσης

Οι βιομηχανικές επιχειρήσεις χρησιμοποιούν διαφορετικές κατηγορίες σκαφών με βάση τη λειτουργία και τη γεωμετρία:

·Αποθεματικά και δοχεία αποθήκευσης:Οριζόντια ή κατακόρυφα βαρέλια και σφαίρες που αποθηκεύουν συμπιεσμένο αέρα, αέρια επεξεργασίας, υγροποιημένο προϊόν ή υγρά υπερχείλισης, αποσυνδέοντας την προμήθεια άνω από τη ζήτηση κάτω.

·Συσκευές μεταφοράς θερμότητας:Μεταλλουργοί κελύφων και σωλήνων, επαναθέρμανες, συμπυκνωτές και δοχεία αντιδραστήρων με κάλυψη όπου η συγκράτηση πίεσης διπλασιάζεται ως περίβλημα ανταλλαγής θερμότητας με εσωτερικές σπείρες ή εξωτερικές κάλυψεις.

·Κύψονα αντίδρασης:Χημικοί αντιδραστήρες και αυτοκλάβοι που περιέχουν αντιδράσεις υπό αυξημένη πίεση και θερμοκρασία, ενσωματώνοντας αναστάτωση, οργάνωση,και προστασία από αντίσταση, διατηρώντας τα όρια πίεσης που καθορίζονται με κωδικό.

Τύποι δοχείων πίεσης Σύγκριση πίνακα

Συχνές ερωτήσεις (FAQ)

Ε: Σε ποια πίεση γίνεται ένα δοχείο υπό πίεση που ρυθμίζεται από κώδικα;

Α: Στη δικαιοδοσία της ASME, τα δοχεία με πίεση σχεδιασμού άνω των 15 psi (περίπου 1 bar) γενικά υπάγονται στον κώδικα λέβητα και δοχείο υπό πίεση.η ΠΕΔ εφαρμόζεται βάσει κατηγοριών πίεσης και όγκουΟι τοπικοί κανονισμοί διαφέρουν ανάλογα με τη χώρα και την υπηρεσία.

Ε: Τι πιστοποιεί στην πραγματικότητα η σφραγίδα ASME;

Α: Η σφραγίδα ASME U πιστοποιεί ότι ο σχεδιασμός, τα υλικά, η συγκόλληση και οι δοκιμές του δοχείου συμμορφώνονται με το τμήμα VIII του κώδικα ASME,με τεκμηρίωση που έχει επανεξεταστεί από εξουσιοδοτημένο επιθεωρητή, που είναι αποδεκτό παγκοσμίως ως απόδειξη ασφαλείας κατασκευής.

Ε: Ποια υλικά είναι πρότυπα για την κατασκευή δοχείων υπό πίεση;

Α: Ο χάλυβας άνθρακα SA-516 είναι το εργατικό άλογο για την γενική υπηρεσία, ο 304/316L ανοξείδωτος χάλυβας εξυπηρετεί διαβρωτικά και υγιεινά καθήκοντα,Ενώ τα διπλό ανοξείδωτα και τα κράματα νικελίου όπως το Hastelloy χειρίζονται πλούσια σε χλωρίδιο και πολύ όξινα μέσα..

Ε: Πώς δοκιμάζονται τα δοχεία υπό πίεση πριν από την έναρξη λειτουργίας;

Α: Κάθε σκάφος κωδικού υποβάλλεται σε υδροστατική δοκιμή, συνήθως σε 1.3x πίεση σχεδιασμού ∆+ πλήρης μη καταστροφική εξέταση των συγκόλλησεων (ακτινογραφία ή υπερηχητική δοκιμή) και τεκμηριωμένη επαλήθευση του πάχους του κελύφους και των κεφαλιών.