forespørsel nå
1. Definisjon av trykkfartøy
EN trykkfartøy er en forseglet beholder som er i stand til å motstå interne eller eksterne trykkforskjeller. De er mye brukt til å lagre forskjellige medier, for eksempel væsker, gasser og damp, spesielt i industrielle prosesser som krever drift under høyt eller lavt trykk. Trykkbeholdere er uunnværlig utstyr i kjemikalie, petroleum, naturgass, kraft og farmasøytiske industrier.
I mange industrielle applikasjoner lagrer trykkfartøyer ikke bare stoffer, men utfører også komplekse prosessoperasjoner som reaksjoner, fordampning og separasjoner. Fordi trykket i trykkfartøyene ofte er betydelig høyere enn atmosfæretrykk, må deres design, produksjon og vedlikehold strengt følge relevante nasjonale standarder og bransjespesifikasjoner.
2. Grunnstruktur av trykkfartøy
Den strukturelle utformingen av et trykkfartøy må vurdere flere faktorer, inkludert dets trykkkapasitet, egenskapene til mediene som brukes og temperaturforhold. Den grunnleggende strukturen består først og fremst av skallet, endehettene, støttestrukturer, ledd og sikkerhetsinnretninger. Følgende er en detaljert forklaring av hver komponent:
a) skall
Skallet er hoveddelen av trykkfartøyet, som hovedsakelig er ansvarlig for å bære det indre trykket. Skalldesignet varierer avhengig av fartøyets form.
Sylindrisk skall: Dette er den vanligste trykkbeholderen. Det er egnet for de fleste applikasjoner, for eksempel lagringstanker og reaktorer. Sylindriske kar er relativt enkle å produsere, har en stabil struktur og fordeler effektivt trykk.
Sfærisk skall: Sfæriske skjell tilbyr den mest ensartede trykkfordelingen og tåler høyere innvendig og eksternt trykk. Derfor brukes de ofte i fartøyer som må tåle ekstremt høyt trykk, for eksempel flytende gasslagringsbeholdere. Imidlertid er sfæriske beholdere dyrere å produsere og er mindre vanlige enn sylindriske beholdere.
Ellipsoidal eller halvkuleformet skall: Denne designen kombinerer fordelene med sylindriske og sfæriske beholdere, noe som gjør det egnet for ekstremt høye trykkapplikasjoner og gir større trykkmotstand. De brukes ofte i dampkjeler med høyt trykk eller visse spesialiserte kjemiske reaktorer.
b) hoder
Hoder er endene på et trykkbeholder, tetning og delvis absorberer trykket. Utformingen og formen på et hode samsvarer generelt med formen på selve fartøyet. Tykkelsen og formen på hodet varierer avhengig av trykket som bæres.
Hemisfæriske hode: Denne hodet form fordeler jevnt innvendig trykk og brukes ofte i endene av sfæriske eller sylindriske kar for å minimere stresskonsentrasjoner. Oval hoder: egnet for lav- og middels trykkfartøy. Formen deres hjelper til med å fordele stress over fartøyet jevnt, og finnes ofte på lagringstanker i kjemisk og petroleumsindustrien.
Koniske hoder: Koniske hoder brukes ofte på bunnen av fartøyene, spesielt for lavtrykksfartøy eller hvor væskeavløp er nødvendig.
c) Støttestrukturer
Støttestrukturer støtter vekten av hele trykkbeholderen og er vanligvis installert i bunnen eller siden av fartøyet. De sikrer stabilitet og forhindrer vipping eller forskyvning på grunn av tyngdekraft eller vibrasjon.
Støttestrukturer inkluderer ben, heise rammer og baser. Støttestrukturer må utformes basert på størrelsen på fartøyet og driftsmiljøet for å sikre sikkerhet og stabilitet.
d) dyser
Dyser er delene av et trykkbeholder som forbinder rør, ventiler, instrumenter og annet utstyr. Vanlige typer inkluderer fôrporter, eksosporter, avløpsporter og gassuttak.
Dyser må utformes for å sikre en lekkasjesikker tilkobling og forhindre lekkasje når fartøyet er under trykk. De er vanligvis koblet til karlegemet ved sveising eller gjenging. e) Sikkerhetsavlastningsventil
For å forhindre eksplosjon eller brudd på grunn av overdreven innvendig trykk, må trykkbeholdere være utstyrt med en sikkerhetsanordning, hvorav den vanligste er en sikkerhetsventil. En sikkerhetsventil oppdager automatisk internt trykk, og når trykket overstiger en fastsatt verdi, åpnes for å frigjøre overflødig trykk, og dermed beskytte fartøyet mot skade.
I tillegg til sikkerhetsventiler, inkluderer andre trykkavlastningsinnretninger sprengte skiver og nødutledningsventiler.
3. Arbeidsprinsipp for trykkfartøy
Arbeidsprinsippet for trykkfartøy dreier seg først og fremst om trykkt og temperatursvingninger i det indre mediet, så vel som materialstyrken til selve karet. Følgende er flere viktige arbeidsprinsipper:
a) Intern trykkeffekter
Den primære funksjonen til et trykkfartøy er å motstå interne eller eksterne trykkdifferensialer. Under drift opplever gass- eller flytende medium i karet et visst trykk. Jo større press, jo større er stresset på fartøyet. For å sikre karsikkerhet, må tykkelsen, materialet og andre viktige komponenter i karveggen utformes basert på maksimalt trykk den tåler.
b) Trykkoverføring
I et trykkfartøy overføres trykk gjennom hele strukturen gjennom karveggen. Mens indre trykk er jevnt fordelt over karveggen, kan det oppstå betydelige spenningskonsentrasjoner i områder som endehette og ledd. Derfor krever disse områdene vanligvis ytterligere forsterkning.
c) Effekt av temperatur på trykkbeholdere
Temperaturen inne i et kar påvirker tettheten og viskositeten til mediet, og påvirker dermed trykket i karet. Økte temperaturer kan føre til at karveggsmaterialet utvides eller myker, så effekten av temperaturen på styrken til karmaterialet må vurderes under utformingen. Trykkbeholdere som brukes ved høye temperaturer bruker ofte høye temperaturresistente materialer.
d) Stressfordeling i fartøyer
Stressfordeling innen trykkbeholdere er ujevn. Vanligvis opplever endene (ender) av fartøyet større stress. For å forhindre sprekker eller deformasjon i disse områdene, krever designen økt veggtykkelse eller spesialiserte strukturelle trekk.
4. Funksjoner av trykkfartøy
Funksjonene til trykkfartøyene er ikke begrenset til lagring eller transport av stoffer; De omfatter også en rekke komplekse industrielle prosesser. Spesifikke funksjoner er som følger:
a) lagring
En av de vanligste funksjonene er lagring av gasser, væsker eller damper. For eksempel, i den petrokjemiske industrien, brukes trykkfartøy ofte til å lagre flytende naturgass (LNG) eller andre kjemiske væsker. I trykkluftssystemer lagrer trykkfartøyer høytrykksgasser for klar bruk.
b) reaksjon
Trykkfartøyer brukes som reaktorer i mange bransjer, for eksempel kjemikalie-, olje-, gass- og farmasøytiske næringer. Kjemiske eller fysiske reaksjoner utføres under høyt trykk for å produsere ønskede kjemikalier eller mellomprodukter. Høyt trykk under reaksjonen hjelper til med å akselerere reaksjonshastigheten eller øke utbyttet.
c) Oppvarming og kjølefunksjoner
Noen trykkfartøy har også varme- eller kjølefunksjoner. For eksempel, i et varmeutvekslingssystem, kan et trykkfartøy brukes som en del av en varmeveksler for å overføre varme fra et medium til et annet. Kjeler og vannvarmere faller også i denne kategorien og brukes ofte til å generere damp eller varmt vann.
d) komprimerings- og ekspansjonsfunksjoner
Trykkfartøyer brukes også ofte til å komprimere eller utvide gasser. For eksempel blir naturgass ofte komprimert i høytrykksfartøy for lagring og transport. Komprimerte luftsystemer er også en viktig applikasjon for trykkfartøy.
5. Trykkfartøyets sikkerhet
Fordi trykkbeholdere ofte blir utsatt for høyt trykk og høy temperatur, og sikrer at deres sikkerhet er avgjørende. Nøkkelpunkter i sikkerhetsdesign av trykkfartøy inkluderer:
Materialvalg: Materialer med høy styrke, korrosjonsmotstand og utmattelsesmotstand må velges. Vanlige brukte materialer inkluderer karbonstål, rustfritt stål og legeringsstål, som tåler høye temperaturer og trykk.
Designspesifikasjoner: Design må strengt følge relevante designspesifikasjoner og standarder. Vanlige internasjonale standarder inkluderer ASME kjele og trykkfartøykode (BPVC), som spesifiserer krav til design, produksjon og inspeksjon av trykkfartøy.
Inspeksjon og testing: Regelmessig inspeksjon av trykkfartøyer er avgjørende, inkludert ekstern inspeksjon, endoskopisk inspeksjon og ikke-destruktiv testing (for eksempel ultralydtesting og røntgentesting). Disse testene kan omgående oppdage skjulte farer som sprekker og korrosjon, og forhindre ulykker.
Sikkerhetsinnretninger: Trykkbeholdere må være utstyrt med sikkerhetsventiler eller trykkavlastningsenheter. Når trykket i fartøyet overstiger en sikkerhetsterskel, åpnes disse enhetene automatisk for å frigjøre overflødig trykk og forhindre at fartøyet eksploderer eller sprenger.
6. Anvendelser av trykkfartøy
Trykkfartøyer er mye brukt, hovedsakelig i bransjer som krever drift under høye eller lave trykkforhold:
Petrokjemisk industri: Brukes til lagring av flytende petroleumsgass, naturgass, kjemikalier og petroleumsprodukter.
Energiindustri: Kjeler, dampgeneratorer og varmevekslere krever trykkfartøy for å lagre og overføre varme.
Farmasøytisk industri: Trykkbeholdere brukes til medikamentreaksjoner, sterilisering og gasslagring.
Mat- og drikkeindustri: Trykkfartøy brukes til oppvarming, kjøling og prosessering av flytende matvarer.
TOP