ภาชนะ ความ กดดันขนาด ใหญ่ คือ อะไร?

ตอบคําถามหลัก:ภาชนะความดันขนาดใหญ่ คืออะไร และปัญหาทางวิศวกรรมอะไรที่ทําให้มันแตกต่างจากอุปกรณ์ความดันขนาดธรรมดา?ถังความดันขนาดใหญ่ คือ ถังความดันที่มีรหัส ASME หมวด VIII หมวด 2 หรือหมวด 3 น้ําหนักมากกว่าประมาณ 100 ตัน ความหนาผนัง 50-300 มมกว้างจาก 2 ถึง 7 เมตร, และความยาวจาก 10 ถึง 40 เมตร เรือเหล่านี้การปั่นหลายทางด้วยการปั่นอาร์คดําน้ําอัตโนมัติ (SAW), วงจรการรักษาความร้อนหลังการผสม (PWHT) ขนาด 620-690 °C เป็นเวลา 4-12 ชั่วโมงและการตรวจสอบแบบไม่ทําลายล้างที่ก้าวหน้า รวมถึง UT phased array และ TOFD (Time-of-Flight Diffraction) สําหรับการตรวจหาความบกพร่องทางขนาด.

1หลักการออกแบบและผลิต

การออกแบบภาชนะความดันขนาดใหญ่ขยายไปนอกจากการคํานวณมาตรฐานของ ASME ตอนที่ VIII ภาค 1 เพื่อแก้ไขการกระจายความเครียดผนังหนา ข้อจํากัดในการผลิตสนามและความสามารถในการผสมเหล็กสแตนเลสสูง.

• ** การวิเคราะห์ความเครียดผนังหนาและ ASME ภาค 2:**ในความหนาของผนังมากกว่า 50 มิลลิเมตร การสมมุติว่าผนังบาง (t / R < 0.1) ไม่คงอยู่ต่อไปความดันทางรัศมี σr = [(Pi·Ri2 - Po·Ro2) / ((Ro2 - Ri2)] - [(Pi-Po) ·Ri2·Ro2/((Ro2-Ri2) ·r2)], ซึ่งแสดงให้เห็นว่าความเครียดบนพื้นผิวภายในสามารถสูงขึ้น 30-50% กว่าการคาดการณ์ผนังบาง ASME ตอนที่ VIII ภาค 2 ต้องการการวิเคราะห์ธาตุปลาย (FEA) สําหรับภาชนะที่มี t / R > 0.166, ด้วยการแบ่งความเครียดเป็นพรีเมียร์เมมเบรน (Pm), พื้นโค้งหลัก (Pb) และขั้นต่ํา (Q) ตาม ASME BPVC Section VIII Div.2 Annex 5-Aการวิเคราะห์ความอ่อนเพลียตามลิงก์ 5-F เป็นความจํากัดสําหรับการใช้งานแบบหมุนเวียนมากกว่า 1หมุนเวียน 1,000 ครั้ง
• **ความต้องการในการปั่น SAW หลายทางและ NDE:**สะบัดขนานและขอบผนังหนักถูกผลิตโดยใช้การสับบัดแบบลมแบบอัตโนมัติ (SAW) โดยมีหัวสับ 2-4 หัว, ฝาก 3-5 มมต่อการผ่านผ่าน 50-100+ การผ่าน.การทําความร้อนก่อน (100-200°C) และการควบคุมอุณหภูมิระหว่างทาง (150-250°C สําหรับสแตนเลส Cr-Mo) เป็นสิ่งสําคัญในการป้องกันการแตกที่เกิดจากไฮโดรเจนการตรวจสอบที่ไม่ทําลายล้างรวมถึงการทดสอบ X-ray (RT) หรือ UT-PA (phased array) 100% บนผสมผสานการเจาะเต็มด้วย *TOFD (Time-of-Flight Diffraction) * ให้ความแม่นยําในการปรับขนาดรอยแตกที่เหนือกว่า (± 1 mm) สําหรับการใช้งานผนังหนามากกว่า 50 mmการทดสอบความแข็งแรงทั่ว HAZ ยืนยันความสอดคล้องกับข้อบังคับ NACE MR0175 สําหรับการบริการกรด
• ** โลจิสติกส์ขนส่งและการผลิตสนาม:**Road transport of shop-fabricated vessels is limited to approximately 80-120 tonnes (SPMT—Self-Propelled Modular Transporter) or 40-60 tonnes (standard trailer) depending on route and bridge load limits- เรือที่เกินขั้นต่ํานี้ต้องผลิตในพื้นที่: การม้วนแผ่นและการเชื่อมต่อในสถานที่PWHT ท้องถิ่นที่ใช้เครื่องทําความร้อนขีดดินเซรามิกที่มีผ้าห่มกันความร้อน, และการถ่ายรังสีสนาม โดยใช้แหล่ง Ir-192 แบบ crawler* ปารามิเตอร์ Larson-Miller* LMP = T * (20 + log t) * 10−3 ยืนยันว่าสนาม PWHT ประสบความสําเร็จเทียบเท่าการบํารุงความเครียดโลหะสําหรับการบํารุงความร้อนเตาอบที่ใช้ในโรงงาน.

2ประเภทหลักของภาชนะความดันขนาดใหญ่

เครื่องบรรทุกความดันขนาดใหญ่มีบทบาทสําคัญในอุตสาหกรรมพลังงาน, ปิโตรเคมี และนิวเคลียร์

• ** เครื่องประกอบปฏิกิริยาสําหรับการประมวลผลน้ํา:**หน่วยปฏิกิริยาผนังโกหกหรือแผ่นม้วนเหล่านี้ใช้หน่วยการบําบัดน้ําและไฮโดรครั๊กในโรงชําระน้ํา ทํางานในอุณหภูมิ 8-20 MPa และ 350-450 ° C. สร้างจาก 2.25Cr-1Mo-0.เหล็ก 25 วอลต์ ความหนาผนัง 100-250 มม., น้ําหนักของภาชนะ 500-1,500 ตันเป็นเรื่องปกติสําหรับไฮโดรครั๊กเกอร์ขนาดใหญ่. แผ่นกระตุ้นภายใน (3-5 ชั้น) กับโซนดับไฮโดรเจนเย็นรักษาการควบคุมอุณหภูมิภายนอก.ปารามิเตอร์ *Larson-Miller* ตรวจสอบ 200อายุการแตกลื่น 1000 ชั่วโมง คุณสมบัติที่ก้าวหน้ารวมถึงการเคลือบ (3-6 มมของเหล็กไร้ขัด TP.347) สําหรับความทนทานต่อการกัดสนิมกับอะโมเนียมบิสซัลฟิด (NH4HS) ในส่วนน้ําเสีย
• ** เครื่องแปลงการสังเคราะห์อะโมเนียคและเมธานอล:**ถังความดันสูงและอุณหภูมิสูง (10-30 MPa, 350-550 °C) เหล่านี้มีเตียงกระตุ้นสําหรับการสังเคราะห์อะโมเนียค Haber-Bosch (กระตุ้น Fe-K2O-Al2O3) หรือการสังเคราะห์เมธาโนล (กระตุ้น Cu-ZnO-Al2O3)ความหนาผนัง 80-200 มม ในเหล็ก Cr-Mo, ด้วยกระสุนภายในหรือกระสุนกระตุ้นระบายรัศมี, เป็นธรรมดา. น้ําหนักของเรือ 200-600 ตันต้องสร้างแบบโมดูลด้วยการปั่นสนามของโค้ชโครง.*สมการเคลื่อนไหวของเทมกิน-พีซเยฟ* r = k·(PN2·PH2^1.5 / PH2^0.5) · ((1 - (1/K) ^2) อธิบายอัตราการสังเคราะห์อะโมเนียก, นําทางการปรับขนาดปริมาณอุปกรณ์กระตุ้นสําหรับอัตราการผลิตเป้า 1,000-3,000 ตัน / วัน.
• ** เครื่องบรรจุความดันของโรงปฏิกิริยานิวเคลียร์ (RPVs)ภาชนะความดันแหวนโกหกเหล่านี้ (ออกแบบ 15-17 MPa, 290-350 ° C การทํางาน) มีแกนปฏิกิริยานิวเคลียร์ในโรงงาน PWR และ BWR.1) ความหนาผนัง 150-250 มม, RPVs เป็นส่วนหนึ่งของชิ้นเดียวที่มีส่วนประกอบโกหกที่ผลิตมากที่สุด (ถึง 400 ตันสําหรับการออกแบบที่ทันสมัย 1,500 MW (((e)).สะสมวงเวียนที่เจาะเข้าไปเต็มที่เชื่อมแหวนโกหกต้องมี UT-PA 100% และการตรวจสอบในระหว่างการใช้งานระยะสั้นตาม ASME ตอนที่ XI* อุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงความยืดหยุ่น 0 (RTNDT) * ต้องอยู่ภายใต้ + 33 ° C ตลอดอายุการออกแบบ 60 ปี, โดยมีโปรแกรมแคปซูลเฝ้าระวังการติดตามความอ่อนแอของนิวตรอน

ประเภทของภาชนะความดันขนาดใหญ่ แมตริกซ์การเปรียบเทียบ

คําถามที่พบบ่อย (FAQ)

คําถาม: ทําไม ASME ตอนที่ 8 ส่วนที่ 2 จะใช้กับภาชนะความดันขนาดใหญ่แทนส่วนที่ 1?

A: ส่วนที่ 2 (กฎทางเลือก) ยอมให้ความเครียดการออกแบบสูงกว่า (ถึง 1/3 ของความแข็งแรงในการดึงสุดเมื่อเทียบกับ 1/3.5 ใน Div.1),ส่งผลให้มีผนังบางและน้ําหนักต่ํา แต่ต้องการการออกแบบโดยการวิเคราะห์ที่เข้มข้นกว่า (FEA), ความต้องการ NDE ที่เข้มงวด (100% UT หรือ RT เทียบกับ spot RT) และโปรแกรมการรับประกันคุณภาพที่บังคับการประหยัดวัสดุ (10-20%) คัดลอกค่าใช้จ่ายด้านวิศวกรรมและการผลิตที่สูงขึ้นทําให้ ดิวิชั่น 2 เป็นทางเลือกที่ประหยัด

Q: TOFD คืออะไรและทําไมมันจึงถูกเลือกสําหรับการตรวจสอบสอของภาชนะผนังหนา?

ตอบ: TOFD (Time-of-Flight Diffraction) ใช้เครื่องตรวจจับรังสีมุมสองตัว เพื่อส่งและรับคลื่นฉายาตามระยะยาว เมื่อรังสีพบกับจุดบกพร่องและความแตกต่างในเวลาการบินระหว่างการสะท้อนปลายและผนังหลัง ทําให้ตําแหน่งและขนาดของความบกพร่องถูกต้อง (ความแม่นยําความลึก ± 1 มม.)ไม่เหมือนกับการทดสอบเรดิโอแกรฟิก (RT) TOFD สามารถตรวจสอบผนังที่หนาถึง 300+ มิลลิเมตร, ให้ข้อมูลดิจิตอลถาวรสําหรับการเปรียบเทียบในการใช้งาน, และตรวจพบอาการบกพร่องแบบเรียบ (รอยแตก,ความขาดของการหลอมรวม) ที่ RT มักจะพลาด. ASME Code Case 2235 อนุญาต TOFD เป็นตัวแทนของ RT บน welds ≥ 12.7 มม

Q: วิธีการที่สนาม PWHT ได้สําเร็จสําหรับภาชนะขนาดใหญ่ที่ไม่สามารถใส่ในเตาโรงงาน?

A: Field PWHT ใช้เครื่องทําความร้อนข้อมือเซรามิก (องค์ประกอบความต้านทาน) ล้อมรอบโซนผสมผสาน, ล้อมในผ้าห่มกันความร้อนอุณหภูมิถูกควบคุมโดย thermocouples ที่ welded จุดกับพื้นผิวของภาชนะที่ 300-600 mm ระยะห่าง, รักษาความร้อน 620-690 °C ± 14 °C สําหรับเวลาที่คิดไว้ในการจมน้ํา (เวลา 1 ชั่วโมงต่อความหนา 25 มม.)* ปารามิเตอร์ Larson-Miller* LMP = T * (20 + log t) * 10-3 ยืนยันว่าสนาม PWHT ประสบความคลายความเครียดที่เท่าเทียมกับการรักษาเตาโรงงานความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างโซนที่อบอุ่นและที่ไม่อบอุ่นจํากัด 150 °C / m ของความยาวแกน เพื่อป้องกันการบิดเบือนความร้อน

Q: มีทางเลือกการขนส่งอย่างไรสําหรับภาชนะความดันที่เกิน 120 ตัน?

A: มี 3 ตัวเลือก: (1) SPMT (Self-Propelled Modular Transporter) การขนส่งทางถนนสูงถึง 200+ ตัน ซึ่งต้องการการสํารวจเส้นทาง การเสริมสร้างสะพาน และใบอนุญาตการขนส่งกลางคืน(2) การขนส่งเรือลําเลียงหรือลําน้ํา สําหรับเรือที่ผลิตใกล้ทางน้ํา, การจัดการ 500-1,500 ตัน โดยการบรรทุกโดยตรงจากท่าการผลิต; (3) การผลิตสนามที่วัสดุแผ่นถูกส่งและภาชนะถูกประกอบ, สะสม, PWHT-การรักษาและถูกทดสอบในสถานที่ ภายใต้ห้องพักชั่วคราวการเลือกขึ้นอยู่กับน้ําหนักของเรือ สถานที่ตั้ง และการวิเคราะห์ค่าใช้จ่ายเปรียบเทียบ (การผลิตในร้าน + การขนส่งกับการผลิตในสนาม)