\
по умолчанию[/caption]
Выбирая правильное давление Решение о выборе сосуда высокого давления является одним из важнейших при проектировании механизмов и эксплуатации промышленных объектов. Если давление слишком низкое, сосуд может не выполнять свои функции. Если давление слишком высокое, он может разорваться, взорваться или привести к катастрофическому сбою. Избыточное давление приводило к многочисленным катастрофам, а недостаточное давление может привести к дорогостоящим потерям эффективности. Поэтому важно понимать, какое давление должно быть в сосуде под давлением—основанный на коде, применении и ограничениях материалов — имеет важное значение для безопасного и эффективного проектирования системы.
Давление в сосуде высокого давления определяется его максимально допустимым рабочим давлением (МДРД), которое представляет собой максимальное давление, которое сосуд может безопасно выдержать при расчетной температуре. Фактическое рабочее давление обычно на 101–201 ТР3Т ниже МДРД и зависит от конкретного производственного процесса, требований нормативов (например, раздела VIII ASME) и физических свойств используемых материалов и жидкостей.
Если вы занимаетесь выбором, изготовлением или обслуживанием сосудов высокого давления, понимание того, как определить и контролировать правильный диапазон давления, имеет ключевое значение для обеспечения безопасной эксплуатации, соответствия нормативным требованиям и оптимальной производительности. Продолжайте читать, чтобы ознакомиться с подробным руководством, соответствующим нормативным требованиям, с диапазонами давления по сферам применения, формулами и таблицами реальных расчётов.
\
Сосуд под давлением может работать при любом давлении, если он герметичен.ЛОЖЬ
Сосуды под давлением должны эксплуатироваться в пределах допустимых рабочих давлений (MAWP), установленных такими нормами проектирования, как ASME или PED. Эксплуатация за пределами этих пределов может привести к нарушениям законодательства и безопасности.
1. Понимание МДРД (максимально допустимого рабочего давления)
Что такое MAWP?
The МДРД это наивысшее давление что судно может безопасно работать в нормальных условиях, на основе:
- Предел текучести материала
- Толщина сосуда
- Совместная эффективность
- Расчетная температура
Это значение указано на судне. заводская табличка и проверено уполномоченный инспектор под ASME Раздел VIII или другие национальные стандарты, такие как PED (ЕС), GB 150 (Китай) или JIS (Япония).
Формула МДРД (для цилиндрических сосудов)
t = \frac{P \cdot R}{S \cdot E – 0,6 \cdot P}
Где:
- $t$ = Толщина стенки (дюймы)
- $P$ = Внутреннее давление (фунты на кв. дюйм)
- $R$ = Внутренний радиус (дюймы)
- $S$ = Допустимое напряжение (фунты на квадратный дюйм)
- $E$ = Эффективность сварного соединения (0,7–1,0)
Фактор безопасности
Нормы проектирования предусматривают запас прочности:
- Раздел VIII ASME: в 3,5–4,0 раза больше ожидаемого напряжения
- PED: от 1,5 до 2,5 в зависимости от категории
\ Рабочее давление сосуда должно точно соответствовать максимально допустимому рабочему давлению.ЛОЖЬ Обычно суда эксплуатируются при давлении на 10–20% ниже максимально допустимого рабочего давления, чтобы обеспечить запас прочности и учесть скачки давления.
2. Типичные диапазоны давления по отраслям и типам сосудов
| Приложение | Общее рабочее давление | Диапазон максимально допустимого рабочего давления |
|---|---|---|
| Резервуар для воздуха | 100–150 фунтов на квадратный дюйм | 200–250 фунтов на квадратный дюйм |
| Барабан парового котла | 300–1500 фунтов на квадратный дюйм | 3000+ фунтов на квадратный дюйм |
| Резервуар для хранения водорода | 2000–10 000 фунтов на квадратный дюйм | До 15 000 фунтов на кв. дюйм |
| Химический реактор | 600–2500 фунтов на квадратный дюйм | 3000–5000 фунтов на квадратный дюйм |
| Расширительный бак для воды | 30–80 фунтов на квадратный дюйм | 120–150 фунтов на квадратный дюйм |
| Резервуар для хранения СПГ | 30–250 фунтов на квадратный дюйм | 300–500 фунтов на квадратный дюйм |
| Фармацевтический автоклав | 15–60 фунтов на квадратный дюйм | 100–150 фунтов на квадратный дюйм |
Таблица классов давления
| Класс давления | Диапазон давления (psi) | Примеры приложений |
|---|---|---|
| Низкое давление | 15–150 | Резервуары для воды, воздушные ресиверы, автоклавы |
| Среднее давление | 150–600 | Теплообменники, резервуары для хранения |
| Высокое давление | 600–3000 | Паровые системы, химические реакторы |
| Очень высокое давление | 3000–10000 | Сосуды с водородом, кислородом, CO₂ |
| Сверхвысокое давление | 10,000+ | Исследовательские камеры, сверхкритические системы CO₂ |
3. Как выбрать правильное номинальное давление
Пошаговое руководство
- Определить требования к процессу:
- Необходимые тип жидкости, температура и давление.
- Выберите материал и допуск на коррозию:
- Прочность материала влияет на допустимое напряжение (S).
- Для расчета толщины стенки и максимально допустимого рабочего давления используйте формулы ASME или PED.
- Применяем коэффициент запаса прочности для определения рабочего давления:
- Обычно 80–90% от MAWP.
- Включить уставки предохранительного клапана:
- Обычно 110% от MAWP.
Таблица выбора давления
| Вход | Типичное значение | Аффекты |
|---|---|---|
| Тип жидкости | Пар, газ, агрессивная жидкость | Материал и класс судна |
| Максимальная температура процесса | 300°C (пример) | Прочность материала при температуре |
| Требуемый расход | 10 м³/ч | Размеры сосуда и сопел |
| Требуемое рабочее давление | 900 фунтов на квадратный дюйм | Толщина стенок и максимально допустимое рабочее давление (MAWP) |
| Запас прочности | 15% | Устанавливает допустимое рабочее давление |
4. Испытания под давлением и протоколы безопасности
Гидростатические испытания
- Испытательное давление = 1,3–1,5 раза МДРД
- Вода используется для медленного повышения давления в сосуде.
- Утечки и деформации не допускаются.
Пневматические испытания (опционально, более рискованные)
- Только когда гидростатика невозможна
- Используется сжатый воздух или азот
Предохранительные клапаны и разрывные мембраны
- Должен быть оценен не выше 110% от МДРД
- Требуется по закону для большинства сосудов под давлением
- Предотвратить катастрофический отказ из-за избыточного давления
\ Если давление остается постоянным, допускается снятие предохранительного клапана.ЛОЖЬ Все сосуды под давлением должны быть оснащены предохранительным устройством надлежащего номинала независимо от стабильности давления в системе.
5. Примеры
Пример 1: Паровой барабан электростанции
- Рабочее давление: 1200 фунтов на квадратный дюйм
- Расчетное давление: 1500 фунтов на квадратный дюйм
- МДРД: 1500 фунтов на квадратный дюйм
- Давление гидроиспытаний: 2250 фунтов на квадратный дюйм
- Уставка предохранительного клапана: 1650 фунтов на квадратный дюйм
Пример 2: Ресивер сжатого воздуха
- Рабочее давление: 125 фунтов на квадратный дюйм
- МДРД: 200 фунтов на квадратный дюйм
- Коэффициент безопасности: 1.6
- Уставка предохранительного клапана: 210 фунтов на квадратный дюйм
Пример 3: Резервуар для хранения водорода (композитный сосуд)
- Рабочее давление: 7500 фунтов на квадратный дюйм
- МДРД: 10 000 фунтов на квадратный дюйм
- Давление разрыва: 15 000 фунтов на кв. дюйм (3-кратный коэффициент безопасности)
Краткое содержание
Давление в сосуде под давлением зависит от технологические потребности, выбор материала, расчетная температура, и соответствие кодексу. Ключевая фигура – это МДРД, который определяет верхний предел безопасной эксплуатации. Фактическое рабочее давление должно быть ниже этого предела на 10–20%, и все суда должны включать протестированные устройства сброса давления и документация гидро- или пневмоиспытаний. Правильное давление обеспечивает безопасность, эффективность и соответствие таким стандартам, как ASME Раздел VIII или PED 2014/68/EU.
Нужна помощь в определении правильного давления для вашего сосуда?
Мы предлагаем Консультации по проектированию и инжинирингу в соответствии со стандартами ASME, включая расчеты номинального давления, выбор материала и проверку безопасности. Свяжитесь с нашей сертифицированной командой инженеров сегодня чтобы гарантировать, что ваш сосуд под давлением построен и эксплуатируется в точном соответствии с утвержденными нормами спецификациями.
Русский 
English