что такое пробное давление и расчетное давление

ГОСТ 14249-89 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ

ГОСТ 14249-89
( СТ СЭВ 596-86, СТ СЭВ 597-77,
СТ СЭВ 1039-78, СТ СЭВ 1040-88,
СТ СЭВ 1041-88)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Нормы и методы расчета на прочность

Vessels and apparatus.

Norms and methods of strength calculation

Настоящий стандарт устанавливает нормы и методы расчета на прочность цилиндрических обечаек, конических элементов, днищ и крышек сосудов и аппаратов из углеродистых и легированных сталей, применяемых в химической, нефтеперерабатывающей и смежных отраслях промышленности, работающих в условиях однократных и многократных статических нагрузок под внутренним избыточным давлением, вакуумом или наружным избыточным давлением и под действием осевых и поперечных усилий и изгибающих моментов, а также устанавливает значения допускаемых напряжений, модуля продольной упругости и коэффициентов прочности сварных швов. Нормы и методы расчета на прочность применимы при соблюдении «Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением», утвержденных Госгортехнадзором СССР, и при условии, что отклонения от геометрической формы и неточности изготовления рассчитываемых элементов сосудов и аппаратов не превышают допусков, установленных нормативно-технической документацией.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Расчетная температура

1.1.1. Расчетную температуру используют для определения физико-механических характеристик материала и допускаемых напряжений.

1.1.2. Расчетную температуру определяют на основании теплотехнических расчетов или результатов испытаний.

За расчетную температуру стенки сосуда или аппарата принимают наибольшее значение температуры стенки. При температуре ниже 20 °С за расчетную температуру при определении допускаемых напряжений принимают температуру 20°С.

1.1.3. Если невозможно провести тепловые расчеты или измерения и если во время эксплуатации температура стенки повышается до температуры среды, соприкасающейся со стенкой, то за расчетную температуру следует принимать наибольшую температуру среды, но не ниже 20°С.

При обогреве открытым пламенем, отработанными газами или электронагревателями расчетную температуру принимают равной температуре среды, увеличенной на 20 °С при закрытом обогреве и на 50°С при прямом обогреве, если нет более точных данных.

1.2. Рабочее, расчетное и пробное давление

1.2.1. Под рабочим давлением для сосуда и аппарата следует понимать максимальное внутреннее избыточное или наружное давление, возникающее при нормальном протекании рабочего процесса, без учета гидростатического давления среды и без учета допустимого кратковременного повышения давления во время действия предохранительного клапана или других предохранительных устройств.

1.2.2. Под расчетным давлением в рабочих условиях для элементов сосудов и аппаратов следует понимать давление, на которое проводится их расчет на прочность.

Расчетное давление для элементов сосуда или аппарата принимают, как правило, равным рабочему давлению или выше.

При повышении давления в сосуде или аппарате во время действия предохранительных устройств более чем на 10%, по сравнению с рабочим, элементы аппарата должны рассчитываться на давление, равное 90% давления при полном открытии клапана или предохранительного устройства.

Для элементов, разделяющих пространства с разными давлениями (например, в аппаратах с обогревающими рубашками), за расчетное давление следует принимать либо каждое давление в отдельности, либо давление, которое требует большей толщины стенки рассчитываемого элемента. Если обеспечивается одновременное действие давлений, то допускается производить расчет на разность давлений. Разность давления принимается в качестве расчетного давления также для таких элементов, которые отделяют пространства с внутренним избыточным давлением от пространства с абсолютным давлением, меньшим чем атмосферное. Если отсутствуют точные данные о разности между абсолютным давлением и атмосферным, то абсолютное давление принимают равным нулю.

Если на элемент сосуда или аппарата действует гидростатическое давление, составляющее 5% и выше рабочего, то расчетное давление для этого элемента должно быть повышено на это же значение.

1.2.3. Под пробным давлением в сосуде или аппарате следует понимать давление, при котором проводится испытание сосуда или аппарата.

1.2.4. Под расчетным давлением в условиях испытаний для элементов сосудов или аппаратов следует понимать давление, которому они подвергаются во время пробного испытания, включая гидростатическое давление, если оно составляет 5% или более пробного давления.

1.3. Расчетные усилия и моменты

За расчетные усилия и моменты принимают действующие для соответствующего состояния нагружения (например, при эксплуатации, испытании или монтаже), усилия и моменты, возникающие в результате действия собственной массы присоединенных трубопроводов, ветровой, снеговой и других нагрузок.

Расчетные усилия и моменты от ветровой нагрузки и сейсмических воздействий определяют по ГОСТ 24756.

1.4. Допускаемое напряжение, коэффициенты запаса прочности и устойчивости

1.4.1. Допускаемое напряжение [ s ] при расчете по предельным нагрузкам сосудов и аппаратов, работающих при статических однократных* нагрузках, определяют:

для углеродистых и низколегированных сталей

(1)

для аустенитных сталей

. (2)

Предел ползучести используют для определения допускаемого напряжения в тех случаях, когда отсутствуют данные по пределу длительной прочности или по условиям эксплуатации необходимо ограничить величину деформации (перемещения).

При отсутствии данных по условному пределу текучести при 1 %-ном остаточном удлинении допускаемое напряжение для аустенитной стали определяют по формуле (1).

Для условий испытания допускаемое напряжение определяют по формуле

(3)

Для условий испытаний сосудов и аппаратов из аустенитных сталей допускаемое напряжение определяют по формуле

(4)

1.4.2. Коэффициенты запаса прочности должны соответствовать значениям, приведенным в табл. 1.

Коэффициент запаса прочности

Для сосудов и аппаратов группы 3, 4 по «Правилам устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением» Госгортехнадзора СССР коэффициент запаса прочности по временному сопротивлению n _в допускается принимать равным 2,2.

В случае, если допускаемое напряжение для аустенитных сталей определяют по формуле (1), коэффициент запаса прочности n _т по условному пределу текучести R_{p 0,2} для рабочих условий принимается равным 1,3.

Для сосудов и аппаратов, работающих в условиях ползучести при расчетном сроке эксплуатации 10 4 до 2 × 10 5 ч, коэффициент запаса прочности n _д равен 1,5. При расчетном сроке эксплуатации 2 × 10 5 ч допускается коэффициент запаса прочности n _д принимать равным 1,25, если выполняют контроль жаропрочности и длительной пластичности материала в эксплуатации, а отклонение в меньшую сторону длительной прочности и ползучести от среднего значения не превышает 20%.

1.4.3. Поправочный коэффициент к допускаемым напряжениям ( h) должен быть равен единице, за исключением стальных отливок, для которых коэффициент h имеет следующие значения:

1.4.4. Для сталей, широко используемых в химическом, нефтехимическом и нефтеперерабатывающем машиностроении, допускаемые напряжения для рабочих условий при h = 1 должны соответствовать приведенным в приложении 1.

1.4.6. Разрешается допускаемое напряжение при температуре 20 °С определять по п. 1.4.1, принимая гарантированные значения механических характеристик в соответствии со стандартами или техническими условиями на стали с учетом толщины листового проката. При повышенных температурах допускаемые напряжения, принимаемые с учетом толщины проката и групп прочности стали, разрешается определять по нормативно-технической документации, утвержденной в установленном порядке.

1.4.7. Расчетные механические характеристики, необходимые для определения допускаемых напряжений при повышенных температурах для сталей, не приведенных в приложении 1, определяют после проведения испытаний представительного количества образцов, обеспечивающих гарантированные значения прочностных свойств.

1.4.8. Для элементов сосудов и аппаратов, работающих в условиях ползучести при разных за весь период эксплуатации расчетных температурах, в качестве допускаемого напряжения разрешается принимать эквивалентное допускаемое напряжение [ s] _экв, вычисляемое по формуле

Этапы эксплуатации при разной температуре стенки рекомендуется принимать по ступеням температуры в 5 и 10°С.

1.4.9. Для сосудов и аппаратов, работающих при многократных нагрузках, допускаемую амплитуду напряжений определяют по ГОСТ 25859.

1.4.10. Для элементов сосудов и аппаратов, рассчитываемых не по предельным нагрузкам (например, фланцевых соединений) допускаемые напряжения должны определять по соответствующей нормативно-технической документации, утвержденной в установленном порядке.

1.4.11. Расчетные значения предела текучести, временного сопротивления и коэффициентов линейного расширения приведены в приложениях 2, 3.

1.4.12. Коэффициент запаса устойчивости ( n _у ) при расчете сосудов и аппаратов на устойчивость по нижним критическим напряжениям в пределах упругости следует принимать:

1.5. Расчетные значения модуля продольной упругости

1.5.1. Расчетные значения модуля продольной упругости Е для углеродистых и легированных сталей в зависимости от температуры должны соответствовать приведенным в приложении 4.

1.6. Коэффициенты прочности сварных швов

При расчете на прочность сварных элементов сосудов и аппаратов в расчетные формулы следует вводить коэффициент прочности сварных соединений:

Числовые значения этих коэффициентов должны соответствовать значениям, приведенным в приложении 5.

Для бесшовных элементов сосудов и аппаратов j = 1.

1.7. Прибавки к расчетным толщинам конструктивных элементов

1.7.1. При расчете сосудов и аппаратов необходимо учитывать прибавку с к расчетным толщинам элементов сосудов и аппаратов.

Исполнительную толщину стенки элемента сосуда и аппарата должны определять по формуле

Прибавку к расчетным толщинам следует определять по формуле

При поверочном расчете прибавку вычитают из значений исполнительной толщины стенки.

Если известна фактическая толщина стенки, то при поверочном расчете можно не учитывать c ₂ и c ₃ .

1.7.2. Обоснование всех прибавок к расчетным толщинам должно быть приведено в технической документации.

При двухстороннем контакте с коррозионной и (или) эрозионной средой прибавку c ₁ для компенсации коррозии и (или) эрозии должны соответственно увеличивать.

Прибавки c ₂ и c ₃ учитывают в тех случаях, когда их суммарное значение превышает 5% номинальной толщины листа.

Технологическая прибавка c ₃ не включает в себя округление расчетной толщины до стандартной толщины листа.

При расчете эллиптических днищ, изготовляемых штамповкой, технологическую прибавку c ₃ для компенсации утонения в зоне отбортовки не учитывают, если ее значение не превышает 15% расчетной толщины листа.

1.8. Проверка на усталостную прочность

1.8.1. Для сосудов и аппаратов, работающих при многократных нагрузках с количеством циклов нагружения от давления, стесненности температурных деформаций или других воздействий более 10 3 за весь срок эксплуатации, кроме расчета по настоящему стандарту, следует выполнять проверку на усталостную прочность.

1.8.2. Сосуды и аппараты, работающие при многократных нагрузках, проверяют на циклическую прочность по ГОСТ 25859.

2. РАСЧЕТ ОБЕЧАЕК ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ

2.1. Расчетные схемы

2.1.1. Расчетные схемы цилиндрических обечаек приведены на черт. 1- 4.

2.2. Условия применения расчетных формул

2.2.1. Расчетные формулы применимы при отношении толщины стенки к диаметру

£ 0,1 для обечаек и труб при D ³ 200 мм;

£ 0,3 для труб при D l ₁ , то в качестве расчетной длины l принимается l ₂ .

2.2.4. Расчетные формулы для обечаек, работающих под действием осевого сжимающего усилия, приведенные в п. 2.3.4, применимы при следующем условии:

³ 1,0.

3.3.1.5. Для днищ, изготовленных из одной заготовки, коэффициент j = 1. Для днищ, изготовленных из нескольких заготовок, коэффициент j следует определять в соответствии с приложением 5.

3.3.2. Эллиптические и полусферические днища, нагруженные наружным, давлением

3.3.2.1. Толщину стенки приближенно определяют по формулам (56), (57) с последующей проверкой по формуле (58)

3.3.2.2. Допускаемое наружное давление [ р] следует рассчитывать по формуле

где допускаемое давление [ р ] _п из условия прочности

а допускаемое давление [ р ] _Е из условия устойчивости в пределах упругости

3.3.2.3. Коэффициент К_э следует определять в соответствие в черт. 13 или по формуле (61) в зависимости от отношений

и

График для определения коэффициента К_э

3.4. Торосферические днища

3.4.1. Торосферические днища, нагруженные внутренним избыточным давлением

3.4.1.1. Толщину стенки в краевой зоне следует рассчитывать по формулам

Для сварных днищ следует дополнительно проверить толщину стенки в центральной зоне по формулам:

3.4.1.2. Допускаемое избыточное давление из условия прочности краевой зоны следует рассчитывать по формуле

Для сварных днищ необходимо дополнительно проверить допускаемое избыточное давление из условия прочности центральной зоны по формуле

За допускаемое давление принимается меньшее из давлений, определяемых по формулам (67), (68).

В случае сварки днищ из листов различной толщины в формулы (67), (68) следует подставлять соответствующие значения толщин стенок для краевой и центральной зон.

График для определения коэффициента b ₁

График для определения коэффициента b ₂

тип A b ₂ = max ;

тип В b ₂ = max ; (69)

3.4.1.4. Для днищ, изготовленных из целой заготовки, коэффициент j = 1. Для днищ, изготовленных из нескольких частей, коэффициент j следует определять по табл. 2.

Источник

Что такое пробное давление и расчетное давление

Давления условные, рабочие и пробные

С повышением температуры среды, протекающей по трубопроводу, механическая прочность деталей трубопровода понижается, причем для деталей, изготовленных из чугуна, — при температуре среды свыше 120°С, а из сталей — свыше 200°С. Поэтому в случае превышения указанных температур длительная работа допускается только с определенным давлением, выбранным в зависимости от температуры протекающей среды.

Для характеристики прочности деталей и арматуры трубопроводов введены понятия условного, рабочего и пробного давлений. ГОСТ 356-68.

Под условным давлением р_упонимается наибольшее избыточное рабочее давление при температуре среды 20°С. при котором обеспечивается длительная работа арматуры и соединительных частей.

Под рабочим давлением р_рабпонимается наибольшее избыточное давление, при котором обеспечивается длительная работа арматуры и соединительных частей трубопровода при рабочей температуре среды.

Под пробным давлением р_пр понимается избыточное давление, при котором арматура и соединительные части трубопроводов должны подвергаться гидравлическому испытанию на прочность и плотность материала водой при температуре не выше 100°С. Арматура и соединительные части трубопроводов изготавливаются на следующие условные давления: 0,1; 0,25; 0,4; 0,6; 1,0; 1.6; 2,5; 4,0; 8,0; 10,0; 16,0; 20,0; 25,0; 32,0; 40,0; 50,0; 64,0; 80,0 и 100,0 МПа.

Условные давления служат для выбора материала и конструкции трубопровода в зависимости от давления и температуры протекающей среды и положены в основу при стандартизации деталей трубопроводов.

В зависимости от материала, из которого изготовлены корпуса арматуры, а также давления и температуры среды для изделий вводятся дополнительные обозначения. Арматура, изготовленная из углеродистых сталей на условное давление 10,0 МПа, имеет обозначение р_у10,0; на рабочее давление 16,0 МПа— р_раб 16,0; на пробное давление 25.0 МПа — р_пр 25,0.

Соответственно арматура, изготовленная из хромомолибденной стали, будет иметь обозначения: р_у 10,0ХМФ, р_раб 16,0ХМФ и р_пр 25,0 ХМФ.

Арматура, изготовленная из чугуна на условное давление 2,5 рабочее 2,0 и пробное 3,6 МПа, маркируется: р_у 2,5ч, р_раб 2,0ч и р_пр 3,8 ч и бронзы р_у 2,5 ц, р_раб 2,0 ц и р_пр 3,8 ц.

Арматура, изготовленная на рабочее давление 25,0 МПа и температуру 400°С, маркируется: р_у 25,0 400. Обычно заводом-изготовителем выплавляются и выдавливаются на корпусах значения на условных давлений, рабочих давлений и температур и пробках давлений. На арматуре, изготовленной из чугуна, наплавляется во время отливки только значение условного давления.

Значения рабочих давлений для арматуры, изготовленной из стали, чугуна и бронзы для принятых условных давлений в зависимости от температуры протекающей среды приведены в ГОСТ 356-68.

Рабочее давление для промежуточных значений температуры среды определяется линейной интерполяцией между ближайшими значениями, приведенными в ГОСТ 356-68.

ГОСТ 356-68 устанавливает, что подобное Давление равно :

При давлении менее 0,1 МПа р_пр = р_раб + 0,1 МПа, При вакууме р_пр = 0,15 МПа.

Источник

Понятие «разрешенное давление» при проведении освидетельствования и экспертизе промышленной безопасности оборудования нефтеперерабатывающих установок

Авторы:
А.В. Балутов, Е.П. Денисенко, Д.А. Легостаев (ЗАО «НПО «Ленкор»),
А.Е. Шувалов (ООО «Балтморпроект»), А.Ф. Васецкий (НТЦ «ЭДО»).

Опубликовано в журнале Химическая техника №11/2015

Эксплуатация любого опасного производственного объекта (ОПО) не обходится без использования сосудов и аппаратов, работающих под давлением. Наряду со свойствами продуктов, обращающихся в технологическом цикле, на продолжительность эксплуатации оборудования значительное влияние оказывают и параметры, при которых осуществляется их работа. В рамках данной статьи оставим в стороне рассмотрение различных толкований, связанных с понятием «температура», а остановимся на уяснении такой характеристики, как «давления».

Анализируя содержание определений, приведенных в нормативных документах и технической литературе, можно выстроить некую структурную цепочку, сложенную из различных взаимосвязанных понятий. Так, первое определение понятия «технологическое давление» может быть найдено в РД 51-0220570-2–93 [1]. Технологическое давление рт – избыточное давление в сосуде, при котором осуществляется технологический процесс. Это давление принимается по верхнему значению заданного диапазона давлений проведения технологического процесса. Технологическое давление не должно превышать рабочее давление. Оно, как правило, ниже уровня, на который настроены предохранительные клапаны, с целью предотвращения частого их срабатывания.

Следующим в этой цепочке располагается «рабочее давление», определения которого приводятся уже в большем числе нормативных документов таких, как ГОСТ 356 [2], ГОСТ Р 52857.1 [3], Инструкция по выбору сосудов и аппаратов, работающих под давлением до 100 кг/см2 и защите их от превышения давления [4]. Остановимся на ныне используемом определении, приведенном в Техническом регламенте Таможенного союза ТР ТС 032/2013 [5], где сказано следующее: рабочее давление – максимальное избыточное давление, возникающее при нормальном протекании рабочего процесса. Иными словами, рабочее давление – это максимальное из ряда значений технологических давлений. Зачастую специалисты пытаются оспорить такой подход к выбору рабочего давления, мотивируя это тем, что в разных частях аппарата возможны разные значения давления (например, вверху колонны давление газовой фазы 5,4 кг/см2, а внизу 5,8 кг/см2, значит, в качестве рабочего давления следует указывать оба этих значения. Но зачем это делать, если ясно, что только максимальное значение должно учитываться при его определении. Другим примером возможного изменения рабочего давления может быть параметр ведения технологического процесса в начале использования нового катализатора и в момент перед его выгрузкой из системы. Ясно, что в начале использования свежего катализатора значение технологического давления будет ниже, чем при эксплуатации отработавшего катализатора. Но в обоих случаях за рабочее давление следует принимать самое большое его значение, которое действительно оказывает влияние на ведение безопасного технологического процесса. А все остальные, более низкие его значения, не оказывают влияния на безопасность системы.

Следующим по важности и значимости в цепочке понятий располагается «расчетное давление». Его мы также приведем из действующего Технического регламента ТР ТС 032/2013 [5]: давление расчетное – давление, на которое производится расчет на прочность стандартных сосудов (узлов, деталей, арматуры). Некоторые нормативные документы дают дополнительные разъяснения по значению расчетного давления. Так, в ГОСТ Р 52857.1. [3] указано, что расчетное давление может быть выше рабочего в следующих случаях: если во время действия предохранительных устройств давление в аппарате может повыситься более чем на 10% рабочего, то расчетное давление должно быть равно 90% давления в аппарате при полном открытии предохранительного устройства; если на элемент действует гидростатическое давление от столба жидкости в аппарате, значение которого свыше 5% расчетного, то расчетное давление для этого элемента соответственно повышается на значение гидростатического давления.

Дополнительно следует обратить внимание на момент назначения расчетного давления аппарата при проектировании технологической схемы производства. Согласно требованиям Инструкции [4], расчетное давление должно быть назначено несколько выше рабочего давления, что в дальнейшем приведет к следующему:

Вместе с тем без учета требований Инструкции [4] расчетное давление может быть назначено равным рабочему.

Отдельно в ряду определений стоит «пробное давление», так как оно определяет условия экстремальных испытаний аппарата при параметрах, превышающих и рабочие, и расчетные значения. Неслучайно в приказе №116 от 25.03.2014 г. ФСЭТАН [6] специально оговариваются условия выбора пробного давления. Положения этого приказа являются важнейшим условием испытания аппаратов как при изготовлении, так и при техническом освидетельствовании и экспертизе промышленной безопасности. В этом документе сказано, что «пробное давление рпр при гидравлическом испытании металлических сосудов (за исключением литых) определяется по формуле рпр = 1,25р([σ]20/[σ]), где р – расчетное давление в случае доизготовления на месте эксплуатации, в остальных случаях – рабочее давление, МПа; [σ]20, [σ] – допустимые напряжения для материала сосуда (или его элементов) соответственно при 20°С и расчетной температуре, МПа.

Наконец, выбирая из ряда существующих понятий, нельзя не остановиться на понятии «разрешенное давление». Это понятие претерпело некоторую модификацию за время своего существования и в настоящее время используется в виде определения, приведенного в том же Техническом регламенте Таможенного союза ТР ТС 032/2013 [5]. Давление разрешенное – максимальное избыточное допустимое давление для оборудования (элемента), установленное на основании оценки соответствия и (или) контрольного расчета на прочность.

Собственно за время своего существования оно изменилось незначительно, и первая формулировка, выявленная в нормативных документах 1993 г. отличается от действующей тем, что в РД 51-0220570-2–93 [1] указывалось, что для вновь проектируемых сосудов разрешенное давление принимается равным рабочему. Далее мы постараемся уделить этому понятию более пристальное внимание, так как разрешенное давление оказывает активное влияние на жизненный цикл оборудования.

Исходя из приведенных выше определений схема взаимной увязки различных определений давления (по возрастанию значения) выглядит следующим образом:

Технологическое давление → Рабочее давление (максимальное значение технологического давления) → Расчетное давление по ГОСТ Р 52857.1[3] → Разрешенное давление (в общем случае больше или равно рабочему давлению) → Пробное давление (в процессе эксплуатации составляет 1,25 рабочего давления).

Готовый аппарат предприятием-изготовителем вместе с паспортом технического устройства передается владельцу ОПО, который осуществляет его монтаж на площадке строительства по рабочей документации, выполненной проектной организацией.

В процессе эксплуатации аппарата под воздействием коррозионно-активных сред и изменяющихся рабочих параметров технологического процесса происходит утонение стенок аппарата, при определенных условиях не исключена также вероятность изменения структуры металла корпуса аппарата.

Все эти процессы приводят к снижению показателя безопасности использования аппарата и требуют проведения технического освидетельствования и экспертизы промышленной безопасности, подтверждающих либо возможность дальнейшей эксплуатации аппарата при рабочем давлении, либо требующих снижения давления с целью сохранения показателей надежности аппарата в период, когда уже истек назначенный срок эксплуатации, установленный при его изготовлении.

И здесь встает вопрос о назначении по результатам экспертизы разрешенного давления и назначенного срока эксплуатации, позволяющего продлить срок эксплуатации по сравнению с назначенным при изготовлении сроком эксплуатации.

Выполнение освидетельствования, диагностирования и экспертизы промышленной безопасности сопровождается проведением гидравлических испытаний, выполнением поверочного расчета на прочность и комплексным освидетельствованием аппарата, включая замер толщины стенки сосуда. По нашему мнению, в качестве исходных данных для проведения поверочного расчета следует принимать рабочее давление в аппарате (т.е. максимальное из рабочих давлений в технологическом процессе). Это подтверждается и требованиями приказа №116 [6] и основными допущениями при расчете на прочность, изложенными в работе [7]. Почему необходимо заострить внимание именно на этом моменте? При выполнении поверочного расчета нельзя ограничиваться использованием только расчетного давления. Ведь это давление потому и называлось расчетным, что оно использовалось в момент подготовки к изготовлению аппарата, и на его основе был назначен срок безопасной эксплуатации аппарата. Мы не исключаем ситуацию, когда при выполнении поверочного расчета в качестве разрешенного давления может приниматься расчетное, и эта формула будет действующей до тех пор, пока результат расчета получается положительным. Но если аппарат уже отработал какой-то срок, и стенки аппарата стали тоньше, а металл, из которого аппарат изготовлен, стал иметь другую структуру, и запаса прочности не хватает для выполнения поверочного расчета на расчетное давление, то почему же проверку следует производить, основываясь именно на этом значении? Наши оппоненты пытаются сгладить ситуацию, ссылаясь на постоянное противоречие между технологами и механиками владельца ОПО.

В условиях эксплуатации ОПО механику важно обеспечить надежность и по этой причине ему выгодно иметь разрешенное давление на уровне рабочего давления.

Технологу же приходится думать о возможном увеличении границ рабочего давления, и поэтому он стремится застолбить расчетное давление в качестве максимального рабочего. При этом появляются ссылки на то, что давление в другом аппарате технологической цепочки может оказаться выше, чем рабочее давление в данном сосуде или что установочное давление предохранительного клапана принято по расчетному давлению системы.

Но все это отговорки и попытки в очередной раз запутать пользователей. Нам представляется, что при определении соотношений значений давлений должна выполняться следующая взаимозависимость: рраб ≤ рразр – Максимальное технологическое давление в технологическом процессе рразр ≤ ррасч – Давление, на которое выполнен расчет на прочность аппарата рраб ≤ рразр ≤ ррасч – Максимально избыточное допустимое внутреннее или наружное давление, установленное по результатам технического освидетельствования

Владельцы ОПО, которые действуют от расчетного давления, не учитывают один существенный момент: аппараты выбирались под конкретный базовый проект, в котором заложены рабочие параметры ведения технологического процесса. И, если у владельца возникает желание увеличить параметр по сравнению с ранее назначенным, то начинать эту процедуру следует с внесения изменений в проектную документацию; получения заключения Главгосэкспертизы и реализации технических решений путем выполнения необходимых строительно-монтажных работ. Самостоятельное изменение параметров процесса недопустимо и может привести к катастрофическим последствиям. Именно об этом сказано в действующем Градостроительном кодексе (Федеральный закон №191 от 29.12.2004 г.) [8]

Поводя итог, следует сказать, что при выполнении освидетельствования, технического диагностирования, предшествующего экспертизе промышленной безопасности сначала целесообразно на технологической установке выделить участки с одинаковыми значениями рабочего давления. Эти участки могут ограничиваться секционирующей арматурой, выделяющей технологические блоки, или ручной арматурой, выделяющей отдельный аппарат, защищенный предохранительным клапаном.

В дальнейшем для данной группы аппаратов все оценки следует производить, основываясь на значениях единого рабочего давления, включая проведение поверочного расчета и выполнение гидравлических испытаний. Если возникнет необходимость снизить разрешенное давление ниже ранее установленного для конкретного аппарата, то такое снижение следует производить для всей группы выделенных аппаратов, защищаемых единым предохранительным клапаном. Такая операция сопровождается перерасчетом установочных давлений и пропускной способности предохранительных клапанов из-за снижения разрешенного давления, при котором эксплуатация аппарата безопасна.

На рисунке представлен пример развития событий при освидетельствовании и экспертизе промышленной безопасности сосудов технологической установки нефтеперерабатывающего завода в зависимости от результатов поверочных расчетов на прочность.

Источник