Upload
tibitomic
View
77
Download
5
Embed Size (px)
Citation preview
HRN M.E2.150HRN M.E2.150 –– Posude pod tlakom Posude pod tlakom -- VRSTE VRSTE
HRN M.E2.151HRN M.E2.151 –– Posude pod tlakom Posude pod tlakom –– ODRE ODREĐĐIVANJE KLASE POSUDEIVANJE KLASE POSUDE
Marina MALINOVEC PUČEKMarina MALINOVEC PUČEK
EGA EGA –– 1. vježba1. vježba
Posuda pod tlakomPosuda pod tlakom −− posuda koja zadovoljava slijedeće uvjeteposuda koja zadovoljava slijedeće uvjete
pp ≥≥1 bar i 1 bar i p p ⋅⋅ VV ≥≥ 0.3 bar0.3 bar⋅⋅mm33
HRN M.E2.150HRN M.E2.150 - VRSTE POSUDA POD TLAKOM
1. Podjela posuda prema fizikalno−geometrijskim karakteristikama posude
2. Podjela prema karakteristikama radne tvari
3. Podjela prema izvedbi
4. Podjela prema namjeni
akumulirana energija
pp > > 0.5 bar0.5 bar
1. Podjela posuda prema fizikalno−geometrijskim karakteristikama posude
VOLUMEN POSUDE ( V )
mali do 1.5 m3
srednji iznad 1.5m3 do 15 m3
veliki iznad 15 m3 do 150 m3
vrlo veliki preko 150 m3
DEBLJINA STIJENKE ( s )
tanka do 6 mm
srednja iznad 6 do 30 mm
debela iznad 30 do 100
vrlo debela iznad 100 mm
MASA ( M )
mala do 0.5 t
srednja iznad 0.5 do 5 t
velika iznad 5 do 50 t
vrlo velika iznad 50 t
OSNOVNI OBLICI POSUDA POD TLAKOM
2. Podjela prema karakteristikama radne tvari
TLAK RADNE TVARI ( p )
nizak do 4 bar
srednji iznad 4 do 25 bar
visok iznad 25 do 80 bar
vrlo visok iznad 80 do 200 bar
ultravisok iznad 200 bar
TEMPERATURA RADNE TVARI ( t )
vrlo niska ispod -60°C
niska iznad -60°C do 0°C
umjerena iznad 0 do 120°C
visoka iznad 120 do 400°C
vrlo visoka iznad 400°C
AKUMULIRANA ENERGIJA ( p⋅Vg )
vrlo mala do 0.3 bar⋅m3
mala iznad 0.3 do 4 bar⋅m3
srednja iznad 4 do 80 bar⋅m3
velika iznad 80 do 1600 bar⋅m3
vrlo velika iznad 1600 do 31500 bar⋅m3
ultravelika iznad 31500 bar⋅m3
AGREGATNO STANJE radne tvari
tekućina
plin, para
višefazno stanje
FIZIKALNO-KEMIJSKE KRAKTERISTIKE radne tvari
neutralna
agresivna
zapaljiva
eksplozivna
otrovna
radioaktivna
3. Podjela prema izvedbi
KONSTRUKCIJA
POSUDE POD TLAKOM
STABILNE OKRETNE POKRETNE
prijevozne prijenosne
horizontalne vertikalne nagnute
Zatvorene Otvorene
Jednodjelne Višedjelne
s višeslojnom stijenkom
s dvostrukom stijenkom
s jednostrukom stijenkom
NezaštićeneZaštićeneNeobloženeObložene
čelik
lijevani čelik
lijevano željezo
obojeni metali i legure
nemetali
kombinacije materijala
MATERIJAL TEHNOLOGIJA IZRADE I SPAJANJA
oblikovanje u hladnom i toplom stanju
lijevanje
zavarivanje
lemljenje
zakivanje
spajanje vijcima
lijepljenje
kombinacija postupaka
4. Podjela prema namjeni
skladištenje
transport
energetska postrojenja
tehnološko-procesna postrojenja
snabdijevanje radnom i zaštitnom tvari
različite namjene – domaćinstvo, medicina, sport i dr.
HRN M.E2.151HRN M.E2.151 – ODREĐIVANJE KLASE POSUDE
PROJEKTNA KLASA – zahtijevani nivo pouzdanosti (prema tablici)
IZVEDENA KLASA – ostvarni nivo pouzdanosti poslije izrade i
montaže, a prije eksploatacije
TRENUTNA KLASA – trenutni nivo pouzdanosti u bilo kojem trenutku
KRITIČNI OTKAZ APARATA – treba spriječiti !!!
UTJECAJNI FAKTORI
• OPĆI FAKTORI
- opasnost za ljude
- ekonomska opasnost
- ekološka opasnost
• LOKACIJSKI FAKTORI
- tlak
- volumen posude
- akumulirana energija
- temperatura
- djelovanje radne tvari na okolinu
TLAK RADNE TVARI ( p )
nizak do 4 bar 0
srednji iznad 4 do 25 bar 1
visok iznad 25 do 80 bar 2
vrlo visok iznad 80 do 200 bar 3
ultravisok iznad 200 bar 4
BODOVI
VOLUMEN POSUDE ( V )
mali do 1.5 m3 0
srednji iznad 1.5m3 do 15 m3 1
veliki iznad 15 m3 do 150 m3 2
vrlo veliki preko 150 m3 3
AKUMULIRANA ENERGIJA ( p⋅Vg )
vrlo mala do 0.3 bar⋅m3 0
mala iznad 0.3 do 4 bar⋅m3 1
srednja iznad 4 do 80 bar⋅m3 2
velika iznad 80 do 1600 bar⋅m3 3
vrlo velika iznad 1600 do 31500 bar⋅m3 4
ultravelika iznad 31500 bar⋅m3 5
BODOVI
TEMPERATURA RADNE TVARI ( t )
vrlo niska ispod -60°C 2
niska iznad -60°C do 0°C 1
umjerena iznad 0 do 120°C 0
visoka iznad 120 do 400°C 1
vrlo visoka iznad 400°C 2
BODOVI
BODOVI
DJELOVANJE radne tvari na okolinu
neutralna (pH=6 do 8) 0
agresivna 1
zapaljiva 1 do 3
eksplozivna 2 do 5
otrovna 2 do 5
radioaktivna 2 do 6
moguće kombinacije 2 do 6
Određivanje projektne klase posude prema TABLICI:
KLASAKLASAUkupan broj Ukupan broj bodovabodova
bez lokacijskih bez lokacijskih faktorafaktora
s lokacijskim s lokacijskim faktorimafaktorima
iznad 15iznad 15 II IIiznad 10 do 15iznad 10 do 15 IIII IIiznad 5 do 10iznad 5 do 10 IIIIII IIII ( ( II ))do 5do 5 IVIV IIIIII ( ( IIII, , II))
KLASE POSUDE POD TLAKOM
I KLASA – glavne posude u nuklearnim postrojenjima, posude s jako otrovnom radnom tvari, veće posude s otrovnom, eksplozivnom i zapaljivom radnom tvari
II KLASA – veoma važne i veće posude u procesnim postrojenjima: reaktori, kolone, izmjenjivači, velike posude pod tlakom, veliki i srednji parni kotlovi
III KLASA – važne posude u procesnim postrojenjima: izmjenjivači, kolone, srednje posuđe, manji parni kotlovi
IV KLASA – manje posude s neutralnom radnom tvari
OPASNOST – ZAHTJEVI na posudu
ODREĐIVANJE KLASE POSUDE
Smjernica 87/404/EEC: Jednostavne tlačne posude(SPV - Simple Pressure Vessels)Uključena oprema: spremnici stlačenog zraka/dušika i spremnici kočionih sustava za cestovna i tračna vozila maks. dozv. radnog pretlaka > 0.5 bar
Smjernica 97/23/EC: Tlačna oprema(PED - Pressure Equipment Directive)Uključena oprema: tlačna oprema i pribor maksimalnog dozvoljenog radnog pretlaka > 0.5 bara; posude, kotlovi, cijevi, sigurnosna oprema, ostala tlačna oprema, komponente i pribor
EUROPSKE SMJERNICE
JEDNOSTAVNE TLAČNE POSUDE (SPV-Simple Pressure Vessels)
Klasa AObuhvaća posude čiji je PS·V > 50 bar·litara i ima tri kategorije:Kategorija A.1 3000 bar·litara < PS·V < 10000 bar·litaraKategorija A.2 200 bar·litara < PS·V < 3000 bar·litaraKategorija A.3 50 bar·litara < PS·V < 200 bar·litara
Za klasu A zahtjevi za sigurnost su:1. Da zadovoljava bitne sigurnosne zahtjeve2. Da ima potvrđenu sigurnost3. Da ima CE oznaku i tražene oznake4. Kod isporuke posuda i pribora iste moraju biti popraćene uputama proizvođača5. Da je u potpunosti sigurna
KLASA POSUDE
Klasa BObuhvaća posude čiji je PS·V < 50 bar·litara
Za klasu B zahtjevi za sigurnost su:1. Da je izrađena u skladu s prihvaćenom tehničkom praksom proizvođača u zemljama EU2. Da posjeduje tražene oznake, ali ne i CE oznaku3. Da je u potpunosti sigurna
TLAČNA OPREMA (PED – Pressure Equipment Directive)
KLASA POSUDE
Smjernica 97/23/EC ⇒ četiri klase tlačne opreme
Klasa se određuje na osnovi:
vrste tlačne opreme
karakteristike radnog medija
volumena V [L] i radnog tlaka PS [bar]
akumulirane energije PS⋅V u [bar⋅L]
pomoću 9 dijagrama danih u smjernici 97/23/EC
KLASA POSUDE
POSUDEPOSUDE Generatori pareGeneratori pare CjevovodiCjevovodi
Stanje radnog Stanje radnog medijamedija
plinplin kapljevinakapljevina plinplin kapljevinakapljevina
GrupaGrupa GrupaGrupa11 22 11 22 11 22 11 22
DijagramDijagram 11 22 33 44 55 66 77 88 99
Karakteristike Karakteristike radnog medijaradnog medija
Karakteristike radnog medija:Grupa 1 eksplozivni, zapaljivi, toksični, oksidirajući
Grupa 2 svi drugi uključujući vodenu paru
Dijagram 1. Posude za plinove grupe 1
Dijagram 2. Posude za plinove grupe 2
Dijagram 3. Posude za kapljevine grupe 1
Dijagram 4. Posude za kapljevine grupe 2
Dijagram 5. Kotlovi
Dijagram 6. Cjevovodi za plinove grupe 1
Dijagram 7. Cjevovodi za plinove grupe 2
Dijagram 8. Cjevovodi za kapljevine grupe 1
Dijagram 9. Cjevovodi za kapljevine grupe 2
PRIMJER:
Kuglasta posuda za propan-butan p = 15 bara, t = 20°C, V = 2000 m3,
smještena daleko od ljudskih naselja.
VRSTA I KLASA POSUDE POD TLAKOMprema HRN M.E2.150 i HRN M.E2.151
Posuda pod tlakom: Namjena:Radna tvar: Tlak: p = barTemperatura: t = °CVolumen: V = m3
Volumen plina: Vg = m3
Akumulirana energija p⋅Vg = bar⋅m3
stabilna, zatvorenaza skladištenje propan-butanapropan-butan
1520
20002000
30000
određivanje vrste i klase posude pod tlakom prema HRN M.E2.150 i HRN M.E2.151
FIZIKALNOFIZIKALNO--GEOMETRIJSKE GEOMETRIJSKE KARAKTERSITIKEKARAKTERSITIKE
PodjelaPodjela Br. bodovaBr. bodova NapomenaNapomena
VolumenVolumenDebljina Debljina stijenkestijenkeMasaMasaOblikOblikRADNA TVARRADNA TVARTlakTlakTemperaturaTemperaturaAkumulirana energijaAkumulirana energijaAgregatno stanjeAgregatno stanjeFizikalnoFizikalno--kemijske karakteristikekemijske karakteristike
VVRRSSTTAA
OOppććii
ffaakkttoorrii
IZVEDBAIZVEDBAKonstrukcijaKonstrukcijaMaterijalMaterijalTehnologija izradeTehnologija izrade
vrlo velikivrlo velikidebeladebelavelikavelika
kuglastkuglast
33−−−−−−
−−izračunatiizračunatiizračunatiizračunati
−−
110044−−44
srednjisrednjiumjerenaumjerenavrlo velikavrlo velika
tekućetekućezapaljivo, zapaljivo,
eksplozivnoeksplozivno
stabilna, stabilna, zatvorenazatvorena
čelikčelikzavarivanjezavarivanje
B = B = 1212
VVRRSSTTAA
LoLokakacijcijskiskifakfaktoritori
NAMJENA OPASNOST
za ljude
ekonomska
ekološka
KKLLAASSAA
KLASA posude pod tlakom:KLASA posude pod tlakom:
Projektna klasa:Projektna klasa:
Izvedena klasa:Izvedena klasa:
Trenutna klasa: Trenutna klasa:
za skladištenje propan-butana − nije velika
− srednja
− srednja
II klasaII klasa (bez lokacijskih faktora)(bez lokacijskih faktora)
PRIMJER:
Kuglasta posuda za propan-butan p = 15 bara, t = 20°C, V = 2000 m3,
smještena daleko od ljudskih naselja.
određivanje vrste i klase posude pod tlakom prema smjernici 97/23/EC
Karakteristike radnog medija:Grupa 1 eksplozivni, zapaljivi, toksični, oksidirajući
Grupa 2 svi drugi uključujući vodenu paru
POSUDEPOSUDE Generatori pareGeneratori pare CjevovodiCjevovodi
Stanje radnog Stanje radnog medijamedija
plinplin kapljevinakapljevina plinplin kapljevinakapljevina
GrupaGrupa GrupaGrupa11 22 11 22 11 22 11 22
DijagramDijagram 11 22 33 44 55 66 77 88 99
Karakteristike Karakteristike radnog medijaradnog medija
Dijagram 1. Posude za plinove grupe 1
KRITIČNI OTKAZ APARATA
1. EKSPLOZIJA
- kod aparata u kojem vlada PRETLAK
- trenutno izjednačenje tlaka sadržaja s tlakom okoline
- proces izjednačenja tlaka raste bez izmjene topline s okolinom
- dolazi do potiskivanja okoline
- u obzir se uzimaju posljedice kemijskog sastava i temperature sadržaja
2. IMPLOZIJA
- kod aparata u kojem vlada POTLAK
- odvija se pod istim uvjetima kao i eksplozija
q = 0
q = u2 − u1 + w
⇒ nema izmjene topline
w = p0 ⋅ ( v2 − v1 ) ⇒ rad potiskivanja
v1 << v2 w = p0 ⋅ v2 = p2 ⋅ v2⇒
u1 = u2 + w = u2 + p2⋅ v2 = h2
u1 = h2 UVJETNA ENERGETSKA JEDNADŽBA
u1 – specifična unutrašnja energija prije eksplozije, [J/kg]
h2 – specifična entalpija nakon eksplozije, [J/kg]
specifični rad potiskivanja
I glavni stavak termodinamike