Un vas sub presiune este un recipient conceput pentru a reține gaze sau lichide la o presiune substanțial diferită de presiunea ambientală. Aceste nave sunt utilizate în diverse industrii, inclusiv petrol și gaze, procesare chimică, generare de energie și producție. Recipientele sub presiune trebuie să fie proiectate și construite având în vedere siguranța din cauza pericolelor potențiale asociate fluidelor de înaltă presiune.
Tipuri comune de recipiente sub presiune:
1. Vase de depozitare:
o Folosit pentru depozitarea lichidelor sau gazelor sub presiune.
o Exemple: rezervoare GPL (gaz petrolier lichefiat), rezervoare de stocare a gazelor naturale.
2. Schimbătoare de căldură:
o Aceste vase sunt folosite pentru a transfera căldură între două fluide, adesea sub presiune.
o Exemple: tamburi de cazan, condensatoare sau turnuri de răcire.
3. Reactoare:
o Proiectat pentru reacții chimice de înaltă presiune.
o Exemple: Autoclave în industria chimică sau farmaceutică.
4. Recipiente de aer/Rezervoare compresoare:
o Aceste recipiente sub presiune stochează aer comprimat sau gaze în sistemele de compresoare de aer, după cum sa discutat mai devreme.
5. Cazane:
o Un tip de vas sub presiune utilizat în generarea de abur pentru încălzire sau generarea de energie.
o Cazanele conțin apă și abur sub presiune.
Componentele recipientului sub presiune:
• Carcasă: Corpul exterior al vasului sub presiune. Este de obicei cilindric sau sferic și trebuie construit pentru a rezista la presiunea internă.
• Capete (capăte): Acestea sunt porțiunile de sus și de jos ale vasului sub presiune. Ele sunt de obicei mai groase decât carcasa pentru a gestiona mai eficient presiunea internă.
• Duze și orificii: Acestea permit fluidului sau gazului să intre și să iasă din vasul sub presiune și sunt adesea folosite pentru conexiuni la alte sisteme.
• Canal sau deschidere de acces: o deschidere mai mare care permite accesul pentru curățare, inspecție sau întreținere.
• Supape de siguranță: Acestea sunt esențiale pentru a preveni depășirea limitelor de presiune a vasului prin eliberarea presiunii dacă este necesar.
• Suporturi și Suporturi: Elemente structurale care asigură suport și stabilizare vasului sub presiune în timpul utilizării.
Considerații privind proiectarea recipientului sub presiune:
• Selectarea materialului: Recipientele sub presiune trebuie să fie fabricate din materiale care pot rezista presiunii interne și mediului extern. Materialele comune includ oțel carbon, oțel inoxidabil și uneori oțeluri aliate sau compozite pentru medii foarte corozive.
• Grosimea peretelui: Grosimea pereților vasului sub presiune depinde de presiunea internă și de materialul utilizat. Pereții mai groși sunt necesari pentru presiuni mai mari.
• Analiza tensiunilor: Recipientele sub presiune sunt supuse la diferite forțe și solicitări (de exemplu, presiune internă, temperatură, vibrații). Tehnici avansate de analiză a tensiunilor (cum ar fi analiza cu elemente finite sau FEA) sunt adesea folosite în faza de proiectare.
• Rezistența la temperatură: Pe lângă presiune, vasele funcționează adesea în medii cu temperatură înaltă sau joasă, astfel încât materialul trebuie să poată rezista la stres termic și la coroziune.
• Conformitatea codului: Vasele sub presiune sunt adesea obligate să respecte coduri specifice, cum ar fi:
o Codul pentru cazane și recipiente sub presiune ASME (Societatea Americană a Inginerilor Mecanici) (BPVC)
o PED (Directiva privind echipamentele sub presiune) în Europa
o Standarde API (American Petroleum Institute) pentru aplicații de petrol și gaze
Materiale comune pentru recipientele sub presiune:
• Oțel carbon: Adesea folosit pentru vasele care depozitează materiale necorozive sub presiune moderată.
• Oțel inoxidabil: Folosit pentru aplicații corozive sau la temperaturi ridicate. Oțelul inoxidabil este, de asemenea, rezistent la rugină și este mai durabil decât oțelul carbon.
• Oțeluri aliate: utilizate în medii specifice cu stres ridicat sau cu temperaturi ridicate, cum ar fi industria aerospațială sau de generare a energiei.
• Materiale compozite: Materialele compozite avansate sunt uneori utilizate în aplicații foarte specializate (de exemplu, recipiente sub presiune ușoare și de înaltă rezistență).
Aplicații ale recipientelor sub presiune:
1. Industria petrolului și gazelor:
o Rezervoare de stocare pentru gaz petrolier lichefiat (GPL), gaz natural sau petrol, adesea sub presiune ridicată.
o Vase de separare în rafinării pentru a separa petrolul, apa și gazul sub presiune.
2. Prelucrare chimică:
o Folosit în reactoare, coloane de distilare și depozitare pentru reacții chimice și procese care necesită medii de presiune specifice.
3. Generare de energie:
o Cazane, butoaie de abur și reactoare sub presiune utilizate în generarea de energie electrică, inclusiv centrale nucleare și centrale pe combustibili fosili.
4. Alimente și băuturi:
o Recipiente sub presiune utilizate la procesarea, sterilizarea și depozitarea produselor alimentare.
5. Industria farmaceutică:
o Autoclave și reactoare care implică sterilizare la presiune înaltă sau sinteză chimică.
6. Aerospațială și criogenie:
o Rezervoarele criogenice stochează gazele lichefiate la temperaturi foarte scăzute sub presiune.
Codurile și standardele recipientelor sub presiune:
1. Codul ASME pentru cazane și recipiente sub presiune (BPVC): Acest cod oferă linii directoare pentru proiectarea, fabricarea și inspecția recipientelor sub presiune în SUA
2. ASME Secțiunea VIII: Oferă cerințe specifice pentru proiectarea și construcția recipientelor sub presiune.
3. PED (Directiva privind echipamentele sub presiune): o directivă a Uniunii Europene care stabilește standarde pentru echipamentele sub presiune utilizate în țările europene.
4. Standarde API: Pentru industria petrolului și gazelor, Institutul American de Petrol (API) oferă standarde specifice pentru recipientele sub presiune.
Concluzie:
Vasele sub presiune sunt componente vitale într-o gamă largă de aplicații industriale, de la producția de energie până la procesarea chimică. Proiectarea, construcția și întreținerea lor necesită respectarea strictă a standardelor de siguranță, selecției materialelor și principiilor de inginerie pentru a preveni defecțiunile catastrofale. Fie pentru stocarea gazelor comprimate, pentru menținerea lichidelor la presiuni ridicate sau pentru facilitarea reacțiilor chimice, recipientele sub presiune joacă un rol critic în menținerea eficienței și siguranței proceselor industriale.
Ora postării: 20-dec-2024