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1. Einführung
Druckbehälter -Panzer sind Geräte, die einem bestimmten Druck standhalten und zum Speichern von Gasen oder Flüssigkeiten verwendet werden. Sie werden in Branchen wie Petrochemikalien, Erdgas, Stromerzeugung, Metallurgie, Arzneimitteln und Lebensmitteln häufig eingesetzt. Sie speichern häufig Hochdruck-, Hochtemperatur-, entzündbare, explosive oder giftige Medien. Daher bestimmt die Rationalität ihres Designs direkt die Sicherheit und Lebensdauer der Ausrüstung.
Das Ignorieren von Schlüsselfaktoren während der Entwurfsphase oder das Nichteinhaltung der relevanten Sicherheitsvorschriften kann zu schwerwiegenden Unfällen wie Lecks und Explosionen während des Betriebs führen, was zu erheblichen Verlusten und wirtschaftlichen Verlusten führt. Daher sind die wissenschaftliche Gestaltung und die strikte Einhaltung von Sicherheitsstandards Voraussetzungen für die Gewährleistung eines zuverlässigen Betriebs von Lagertanks.
2. Schlüsselentwurfsfaktoren
Arbeitsdruck und Temperatur
Auslegungsdruck: Das Design sollte auf dem maximalen Betriebsdruck basieren, den der Tank mit ausreichender Sicherheitsspanne standhalten kann.
Konstruktionstemperatur: Die normale Betriebstemperatur sollte nicht nur berücksichtigt werden, sondern auch Temperaturschwankungen während des Starts, des Herunterfahrens und der extremen Wetterbedingungen.
Beispiel: Lagertanks (Flüssigerdgas) müssen bei extrem niedrigen Temperaturen (ungefähr -162 ° C) funktionieren. Daher müssen kryogene Stahl- oder Verbundwerkstoffe verwendet werden, um Unfälle zu verhindern, die durch spröde Fraktur verursacht werden. Speichermedium -Eigenschaften
Entflammbarkeit und Explosivität: Gaslagertanks für Propan und Butan erfordern explosionssichere Geräte und strenge Versiegelungsdesigns.
Korrosivität: Korrosive Flüssigkeiten wie Schwefelsäure und Salzsäure legen extrem hohe Anforderungen an Tankmaterialien, häufig unter Verwendung von Edelstahl oder korrosionsbeständigen Beschichtungen.
Toxizität: Bei der Lagerung von Gasen wie Ammoniak und Chlor sowie zur Materialauswahl werden zusätzlich zu Sicherheitsmaßnahmen zusätzliche doppeltwandige Schalen oder Notfallspray-Systeme benötigt.
Materialauswahl
Kohlenstoffstahl: Niedrige Kosten, geeignet für normale Temperatur und Druck oder Lagertanks mit niedrigem Druck, weist jedoch einen schlechten Korrosionsbeständigkeit auf.
Edelstahl: bietet hervorragende Korrosion und Temperaturfestigkeit, geeignet für Branchen wie Lebensmittel, Arzneimittel und Chemikalien, ist jedoch teurer.
Legierungsstahl: Wird in Hochtemperatur- und Hochdruckumgebungen verwendet, wie z. B. Stromkessel-Lagertanks.
Verbundwerkstoffe: In den letzten Jahren wurden sie zunehmend in Anwendungen eingesetzt, die leichte und korrosionsresistente Materialien erfordern.
Strukturelles Design
Gemeinsame Strukturen sind vertikale, horizontale, kugelförmige und zylindrische. Kugeltanks können relativ gleichmäßigem Innendruck standhalten und werden üblicherweise zur Aufbewahrung von Verflüssiggasen verwendet. Dicke Design: Basierend auf der Berechnungsformeln der Wandstärke (z.
Schweißprozess: Die Schweißnaht ist das schwächste Glied und erfordert strenge Qualitätskontrolle und nicht zerstörerische Tests.
Herstellung und Verarbeitung
Schweißqualitätskontrolle: Röntgenuntersuchungen (RT), Ultraschalltests (UT), Penetranttests (PT) und Magnetpartikel -Tests (MT) werden verwendet, um die Schweißqualität sicherzustellen.
Wärmebehandlung: Dicke Stahlplatten erfordern die Gesamt -Wärmebehandlung nach Schweißen, um Spannung zu lindern und spröde Frakturen zu verhindern.
Bildungsprozesse: Für Prozesse wie kaltes Spalten und heißes Pressen sorgen Sie dafür, dass die Stahlplatte nach der Formung keine Risse oder übermäßige Restspannung erzeugt.
3. Sicherheitsvorschriften und Standards
Internationale Standards
ASME -Kessel- und Druckbehälter -Code (American Society of Mechanical Engineers): Der weltweit am weitesten verbreitete Druckscheibendesign -Code, der den gesamten Konstruktions-, Herstellungs- und Inspektionsprozess abdeckt. API 650/620 (American Petroleum Institute): In erster Linie für die Gestaltung und den Bau von Lagertanks mit großer Kapazität verwendet. API 650 gilt für atmosphärische Drucktanks, während die API 620 für kryogene und niedrig Drucktanks gilt.
Chinesische Standards
GB 150 "Druckbehälter": Chinas Kerndruckbehälter -Designstandard.
GB/T 151 "Hülle und Röhrchen -Wärmetauscher": Detaillierte Vorschriften für Wärmeaustauschdruckbehälter.
TSG 21 "Vorschriften zur Sicherheitstechnischer Aufsicht der stationären Druckbehälter": Sicherheitsmanagementvorschriften von Design, Fertigung, bis zur betrieblichen Inspektion.
Sicherheitsmarge für den Entwurf
Spannungsanalyse: Finite -Elemente -Analyse (FEA) wird verwendet, um die Spannungsverteilung in verschiedenen Komponenten zu berechnen, um einen angemessenen Sicherheitsfaktor zu gewährleisten.
Lastüberlegungen: Zusätzlich zum Innendruck müssen externe Faktoren wie Erdbeben, Windbelastungen und Schneebelastungen ebenfalls berücksichtigt werden.
Sicherheitszubehör
Sicherheitsventil: verhindert, dass Tanks unter Überdruck operieren.
Bruchscheibe: Verschenkt Druck unter extremen Bedingungen, um den Tank zu schützen.
Manometer und Levelanzeige: Überwachen Sie den Betriebsstatus in Echtzeit. Automatisches Steuerungs- und Alarmsystem: Verwendet Sensoren und SPS, um eine Fernüberwachung und Unfallwarnungen zu ermöglichen.
4. Inspektion und Wartung
Inspektion vor der Aufschaltung: Beinhaltet einen Hydraulikdrucktest (zur Überprüfung der Drucklagerkapazität) und einen luftdichten Test (um Lecks zu verhindern).
Inspektion in der Dienstleistung: Die Überwachung von Ultraschalldicken und Korrosionsrate wird verwendet, um die Abbau von Geräten zu bewerten.
Regelmäßige Inspektion: Regelmäßige und umfassende Inspektionen sind gemäß den Gesetzen und Vorschriften (z. B. den Vorschriften zur Sicherheitsüberwachung von Sonderausrüstung) erforderlich.
Lebenszyklusmanagement: Ein vollständiges Lebenszyklusarchiv für den Lagertank wird festgelegt, in dem Dokumentation von Design-, Fertigungs-, Betriebs- und Wartungsdaten dokumentiert wird, um die Risikobewertung zu erleichtern.
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