onderzoek Nu
1. Inleiding
Drukvaarttanks zijn apparaten die in staat zijn om een bepaalde druk te weerstaan en gebruikt om gassen of vloeistoffen op te slaan. Ze worden veel gebruikt in industrieën zoals petrochemicaliën, aardgas, stroomopwekking, metallurgie, farmaceutische producten en voedsel. Ze slaan vaak hogedruk, hoge temperatuur, brandbare, explosieve of giftige media op. Daarom bepaalt de rationaliteit van hun ontwerp direct de levensduur van de veiligheid en de service van de apparatuur.
Het negeren van sleutelfactoren tijdens de ontwerpfase of het niet naleven van relevante veiligheidsvoorschriften kan leiden tot ernstige ongevallen zoals lekken en explosies tijdens de werking, wat resulteert in aanzienlijke slachtoffers en economische verliezen. Daarom zijn wetenschappelijk ontwerp en strikte naleving van veiligheidsnormen voorwaarden voor het waarborgen van een betrouwbare werking van opslagtanks.
2. Belangrijkste ontwerpfactoren
Werkdruk en temperatuur
Ontwerpdruk: het ontwerp moet gebaseerd zijn op de maximale werkdruk die de tank kan weerstaan, met voldoende veiligheidsmarge.
Ontwerptemperatuur: niet alleen moet de normale bedrijfstemperatuur worden overwogen, maar ook temperatuurschommelingen tijdens het opstarten, afsluiten en extreme weersomstandigheden.
Voorbeeld: opslagtanks voor vloeibaar aardgas (LNG) moeten werken bij extreem lage temperaturen (ongeveer -162 ° C). Daarom moeten cryogeen staal- of composietmaterialen worden gebruikt om ongevallen veroorzaakt door brosse breuk te voorkomen. Opslag medium kenmerken
Ontvlambaarheid en explosiviteit: gasopslagtanks voor propaan en butaan vereisen explosieve bestendige apparaten en strikte afdichtontwerpen.
Corrosiviteit: corrosieve vloeistoffen zoals zwavelzuur en zoutzuur plaatsen extreem hoge eisen aan tankmaterialen, vaak met roestvrij staal of corrosiebestendige coatings.
Toxiciteit: bij het opslaan van gassen zoals ammoniak en chloor, naast materiaalselectie, zijn extra dubbelwandige schelpen of noodspray-systemen vereist als veiligheidsmaatregelen.
Materiële selectie
Koolstofstaal: lage kosten, geschikt voor normale temperatuur en druk of lagedrukopslagtanks, maar heeft een slechte corrosieweerstand.
Roestvrij staal: biedt uitstekende corrosie- en temperatuurweerstand, geschikt voor industrieën zoals voedsel, farmaceutische producten en chemicaliën, maar is duurder.
Legeringsstaal: gebruikt in omgevingen op hoge temperatuur en hogedruk, zoals opslagtanks voor ketelplant.
Composietmaterialen: in de afgelopen jaren zijn ze in toenemende mate gebruikt in toepassingen die lichtgewicht en corrosiebestendige materialen vereisen.
Structureel ontwerp
Gemeenschappelijke structuren omvatten verticale, horizontale, bolvormige en cilindrisch. Sferische tanks kunnen bestand zijn tegen relatief uniforme interne druk en worden vaak gebruikt om vloeibaar gemaakt gassen op te slaan. Dikteontwerp: op basis van wanddikte berekeningsformules (zoals die geleverd door ASME en GB150), zorg ervoor dat de wanddikte de druk kan weerstaan en tegelijkertijd materiaalafval kan worden vermeden.
Lasproces: de las is de zwakste schakel, die strikte kwaliteitscontrole en niet-destructieve testen vereist.
Productie en verwerking
Lassenkwaliteitscontrole: radiografische testen (RT), ultrasone tests (UT), penetrant testen (PT) en magnetische deeltjestests (MT) worden gebruikt om de laskwaliteit te garanderen.
Warmtebehandeling: dikke stalen platen vereisen de algehele warmtebehandeling na het lassen om stress te verlichten en brosse breuk te voorkomen.
Processen vormen: voor processen zoals koude koelen en heet persen, zorg er dat de stalen plaat geen scheuren of overmatige restspanning produceert na het vormen.
3. Veiligheidsvoorschriften en normen
Internationale normen
ASME Boiler & Drukvatcode (American Society of Mechanical Engineers): de meest gebruikte ontwerpcode van het drukvat Wereldwijd, met betrekking tot het hele ontwerp-, productie- en inspectieproces. API 650/620 (American Petroleum Institute): voornamelijk gebruikt voor het ontwerp en de constructie van opslagtanks met grote capaciteit. API 650 is van toepassing op atmosferische druktanks, terwijl API 620 van toepassing is op cryogene en lage druktanks.
Chinese normen
GB 150 "Drukvaten": de ontwerpstandaard van de kerndruk van China.
GB/T 151 "Shell and Tube warmtewisselaars": gedetailleerde voorschriften voor warmteverwisselingsdrukvaten.
TSG 21 "voorschriften voor technische toezicht van veiligheid van stationaire drukvaten": veiligheidsbeheerregelingen van ontwerp, productie, tot operationele inspectie.
Ontwerpveiligheidsmarge
Stressanalyse: Eindige elementanalyse (FEA) wordt gebruikt om de stressverdeling in verschillende componenten te berekenen om een redelijke veiligheidsfactor te garanderen.
Belastingoverwegingen: naast interne druk moeten ook externe factoren zoals aardbevingen, windbelastingen en sneeuwbelastingen worden overwogen.
Veiligheidsaccessoires
Veiligheidsklep: voorkomt dat tanks onder druk werken.
RUPTURE DISC: brengt druk in extreme omstandigheden vrij om de tank te beschermen.
STRUATMAATSEN EN LEVELMAATSEN: Monitor de werkstatus in realtime. Automatisch besturingselement en alarmsysteem: gebruikt sensoren en PLC's om monitoring op afstand en ongevallenwaarschuwingen mogelijk te maken.
4. Inspectie en onderhoud
Inspectie voorafgaand aan de schip: omvat een hydraulische druktest (om de druklagercapaciteit te verifiëren) en een luchtdichtheidstest (om lekken te voorkomen).
Inspectie in-service: ultrasone dikte testen en monitoring van corrosiesnelheid worden gebruikt om de afbraak van apparatuur te beoordelen.
Periodieke inspectie: regelmatige en uitgebreide inspecties zijn vereist in overeenstemming met wetten en voorschriften (zoals de voorschriften voor veiligheidstoezicht op speciale apparatuur).
Lifecycle Management: er is een volledig levenscyclusarchief voor de opslagtank vastgesteld, die ontwerp-, productie-, werkings- en onderhoudsgegevens documenteert om risicobeoordeling te vergemakkelijken.
TOP