yêu cầu ngay bây giờ
1. Giới thiệu
Xe tăng áp lực là các thiết bị có khả năng chịu được một áp lực nhất định và được sử dụng để lưu trữ khí hoặc chất lỏng. Chúng được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như hóa dầu, khí đốt tự nhiên, phát điện, luyện kim, dược phẩm và thực phẩm. Chúng thường lưu trữ áp suất cao, nhiệt độ cao, dễ cháy, nổ hoặc môi trường độc hại. Do đó, tính hợp lý của thiết kế của họ trực tiếp xác định tuổi thọ an toàn và dịch vụ của thiết bị.
Bỏ qua các yếu tố chính trong giai đoạn thiết kế hoặc không tuân thủ các quy định an toàn có liên quan có thể dẫn đến các tai nạn nghiêm trọng như rò rỉ và vụ nổ trong quá trình hoạt động, dẫn đến thương vong và tổn thất kinh tế đáng kể. Do đó, thiết kế khoa học và tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn an toàn là điều kiện tiên quyết để đảm bảo hoạt động đáng tin cậy của các bể chứa.
2. Các yếu tố thiết kế chính
Áp lực và nhiệt độ làm việc
Áp lực thiết kế: Thiết kế phải dựa trên áp suất vận hành tối đa mà bể có thể chịu được, với tỷ lệ an toàn đủ.
Nhiệt độ thiết kế: Không chỉ xem xét nhiệt độ hoạt động bình thường mà còn cả biến động nhiệt độ trong quá trình khởi động, tắt máy và điều kiện thời tiết khắc nghiệt.
Ví dụ: Các bể chứa khí tự nhiên hóa lỏng (LNG) phải hoạt động ở nhiệt độ cực thấp (xấp xỉ -162 ° C). Do đó, vật liệu thép hoặc vật liệu composite phải được sử dụng để ngăn ngừa tai nạn do gãy giòn. Lưu trữ đặc điểm trung bình
Tính dễ cháy và độ nổ: bể chứa khí cho propan và butan yêu cầu các thiết bị chống nổ và thiết kế niêm phong nghiêm ngặt.
Tính ăn mòn: Các chất lỏng ăn mòn như axit sunfuric và axit clohydric đặt ra nhu cầu cực kỳ cao đối với vật liệu bể, thường sử dụng thép không gỉ hoặc lớp phủ chống ăn mòn.
Độc tính: Khi lưu trữ các loại khí như amoniac và clo, ngoài việc lựa chọn vật liệu, vỏ hai thành hai lớp hoặc hệ thống phun khẩn cấp được yêu cầu như các biện pháp an toàn.
Lựa chọn vật chất
Thép carbon: Chi phí thấp, phù hợp cho nhiệt độ và áp suất bình thường hoặc bể chứa áp suất thấp, nhưng có khả năng chống ăn mòn kém.
Thép không gỉ: cung cấp sự ăn mòn tuyệt vời và kháng nhiệt độ, phù hợp cho các ngành công nghiệp như thực phẩm, dược phẩm và hóa chất, nhưng đắt hơn.
Thép hợp kim: Được sử dụng trong môi trường nhiệt độ cao và áp suất cao, chẳng hạn như bể chứa lò hơi của nhà máy điện.
Vật liệu tổng hợp: Trong những năm gần đây, chúng đã được sử dụng ngày càng nhiều trong các ứng dụng đòi hỏi các vật liệu nhẹ và chống ăn mòn.
Thiết kế kết cấu
Các cấu trúc phổ biến bao gồm dọc, ngang, hình cầu và hình trụ. Bể hình cầu có thể chịu được áp lực bên trong tương đối đồng đều và thường được sử dụng để lưu trữ khí hóa lỏng. Thiết kế độ dày: Dựa trên các công thức tính toán độ dày tường (chẳng hạn như các công thức được cung cấp bởi ASME và GB150), đảm bảo rằng độ dày của tường có thể chịu được áp lực trong khi tránh chất thải vật liệu.
Quá trình hàn: Mối hàn là liên kết yếu nhất, đòi hỏi kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt và thử nghiệm không phá hủy.
Sản xuất và chế biến
Kiểm soát chất lượng hàn: Thử nghiệm X quang (RT), Kiểm tra siêu âm (UT), Thử nghiệm xâm nhập (PT) và Kiểm tra hạt từ tính (MT) được sử dụng để đảm bảo chất lượng mối hàn.
Xử lý nhiệt: Các tấm thép dày yêu cầu xử lý nhiệt tổng thể sau khi hàn để giảm căng thẳng và ngăn ngừa gãy xương giòn.
Các quy trình hình thành: Đối với các quy trình như cuộn lạnh và ép nóng, đảm bảo rằng tấm thép không tạo ra vết nứt hoặc ứng suất dư quá mức sau khi hình thành.
3. Quy định và tiêu chuẩn an toàn
Tiêu chuẩn quốc tế
Bộ luật ASME BOILER & ÁP LỰC (Hiệp hội kỹ sư cơ khí Hoa Kỳ): Mã thiết kế tàu áp lực được sử dụng rộng rãi nhất trên toàn thế giới, bao gồm toàn bộ thiết kế, sản xuất và quá trình kiểm tra. API 650/620 (Viện Dầu khí Hoa Kỳ): Chủ yếu được sử dụng để thiết kế và xây dựng các bể chứa dung lượng lớn. API 650 áp dụng cho các bể áp suất khí quyển, trong khi API 620 áp dụng cho các bể chứa lạnh và áp suất thấp.
Tiêu chuẩn Trung Quốc
GB 150 "Tàu áp suất": Tiêu chuẩn thiết kế tàu áp lực cốt lõi của Trung Quốc.
GB/T 151 "Bộ trao đổi nhiệt và ống": Quy định chi tiết cho các mạch áp suất trao đổi nhiệt.
TSG 21 "Quy định về giám sát kỹ thuật an toàn của các tàu áp suất đứng yên": Quy định quản lý an toàn từ thiết kế, sản xuất, đến kiểm tra hoạt động.
Thiết kế biên an toàn
Phân tích căng thẳng: Phân tích phần tử hữu hạn (FEA) được sử dụng để tính toán phân phối ứng suất trong các thành phần khác nhau để đảm bảo một yếu tố an toàn hợp lý.
Xem xét tải: Ngoài áp lực bên trong, các yếu tố bên ngoài như động đất, tải gió và tải tuyết cũng phải được xem xét.
Phụ kiện an toàn
Van an toàn: Ngăn chặn xe tăng hoạt động dưới áp lực.
Đĩa vỡ: Giải phóng áp lực trong điều kiện khắc nghiệt để bảo vệ bể.
Đồng hồ đo áp suất và máy đo mức: Giám sát trạng thái hoạt động trong thời gian thực. Hệ thống điều khiển và báo động tự động: Sử dụng các cảm biến và PLC để cho phép cảnh báo giám sát và tai nạn từ xa.
4. Kiểm tra và bảo trì
Kiểm tra trước khi giao hàng: Bao gồm kiểm tra áp suất thủy lực (để xác minh khả năng chịu áp suất) và kiểm tra độ kín khí (để ngăn ngừa rò rỉ).
Kiểm tra tại chức: Kiểm tra độ dày siêu âm và theo dõi tốc độ ăn mòn được sử dụng để đánh giá sự xuống cấp của thiết bị.
Kiểm tra định kỳ: Kiểm tra thường xuyên và toàn diện được yêu cầu theo luật pháp và quy định (như các quy định về giám sát an toàn của thiết bị đặc biệt).
Quản lý vòng đời: Lưu trữ vòng đời đầy đủ cho bể chứa được thiết lập, ghi lại thiết kế, sản xuất, vận hành và bảo trì dữ liệu để tạo điều kiện đánh giá rủi ro.
TOP