Spiedientvertne ir tvertne, kas paredzēta gāzu vai šķidrumu turēšanai pie spiediena, kas būtiski atšķiras no apkārtējā spiediena. Šos kuģus izmanto dažādās nozarēs, tostarp naftu un gāzi, ķīmisko apstrādi, elektroenerģijas ražošanu un ražošanu. Spiedientvertnes ir jākonstruē un jākonstruē, paturot prātā drošību, ņemot vērā iespējamos apdraudējumus, kas saistīti ar augstspiediena šķidrumiem.
Izplatītākie spiedtvertņu veidi:
1. Glabāšanas tvertnes:
o Izmanto šķidrumu vai gāzu uzglabāšanai zem spiediena.
o Piemēri: LPG (sašķidrinātās naftas gāzes) tvertnes, dabasgāzes uzglabāšanas tvertnes.
2. Siltummaiņi:
o Šos traukus izmanto siltuma pārnešanai starp diviem šķidrumiem, bieži zem spiediena.
o Piemēri: katlu tvertnes, kondensatori vai dzesēšanas torņi.
3. Reaktori:
o Paredzēts augsta spiediena ķīmiskām reakcijām.
o Piemēri: autoklāvi ķīmiskajā vai farmācijas rūpniecībā.
4. Gaisa uztvērēji/kompresora tvertnes:
o Šīs spiedtvertnes uzglabā saspiestu gaisu vai gāzes gaisa kompresoru sistēmās, kā minēts iepriekš.
5. Katli:
o Spiedientvertnes veids, ko izmanto tvaika ražošanā apkurei vai elektroenerģijas ražošanai.
o Katli satur ūdeni un tvaiku zem spiediena.
Spiedientvertnes sastāvdaļas:
• Apvalks: spiedtvertnes ārējais korpuss. Tas parasti ir cilindrisks vai sfērisks, un tam jābūt veidotam tā, lai tas izturētu iekšējo spiedienu.
• Galvas (gala vāciņi): tās ir spiedtvertnes augšējā un apakšējā daļa. Tie parasti ir biezāki par apvalku, lai efektīvāk apstrādātu iekšējo spiedienu.
• Sprauslas un pieslēgvietas: tās ļauj šķidrumam vai gāzei iekļūt spiedtvertnē un izkļūt no tā, un tās bieži izmanto savienošanai ar citām sistēmām.
• Manway vai Access Opening: lielāka atvere, kas nodrošina piekļuvi tīrīšanai, pārbaudei vai apkopei.
• Drošības vārsti: tie ir ļoti svarīgi, lai nepieļautu, ka tvertne pārsniedz spiediena robežas, vajadzības gadījumā atbrīvojot spiedienu.
• Balsti un stiprinājumi: Strukturālie elementi, kas nodrošina atbalstu un stabilizāciju spiedtvertnei lietošanas laikā.
Spiedientvertnes konstrukcijas apsvērumi:
• Materiālu izvēle: Spiedientvertnēm jābūt izgatavotām no materiāliem, kas var izturēt iekšējo spiedienu un ārējo vidi. Parastie materiāli ir oglekļa tērauds, nerūsējošais tērauds un dažreiz leģētais tērauds vai kompozītmateriāli, kas paredzēti ļoti korozīvām vidēm.
• Sienas biezums: Spiedientvertnes sienu biezums ir atkarīgs no iekšējā spiediena un izmantotā materiāla. Lielākam spiedienam ir nepieciešamas biezākas sienas.
• Sprieguma analīze: Spiediena tvertnes tiek pakļautas dažādiem spēkiem un spriegojumiem (piemēram, iekšējam spiedienam, temperatūrai, vibrācijai). Projektēšanas fāzē bieži tiek izmantotas uzlabotas sprieguma analīzes metodes (piemēram, galīgo elementu analīze vai FEA).
• Temperatūras izturība: papildus spiedienam tvertnes bieži darbojas augstas vai zemas temperatūras vidē, tāpēc materiālam jābūt izturīgam pret termisko spriegumu un koroziju.
• Atbilstība kodeksam: spiedientvertnēm bieži ir jāatbilst konkrētiem kodiem, piemēram:
o ASME (Amerikas Mašīnbūves inženieru biedrība) Boiler and Pressure Vessel Code (BPVC)
o PED (Spiediena iekārtu direktīva) Eiropā
o API (American Petroleum Institute) standarti naftas un gāzes lietojumiem
Parastie materiāli spiedtvertnēm:
• Oglekļa tērauds: bieži izmanto tvertnēm, kurās zem mērena spiediena uzglabā nekodīgus materiālus.
• Nerūsējošais tērauds: izmanto korozīvām vai augstas temperatūras iekārtām. Nerūsējošais tērauds ir arī izturīgs pret rūsu un ir izturīgāks nekā oglekļa tērauds.
• Leģētie tēraudi: izmanto īpašās augsta spriedzes vai augstas temperatūras vidēs, piemēram, kosmosa vai elektroenerģijas ražošanas nozarēs.
• Kompozītmateriāli: progresīvus kompozītmateriālus dažreiz izmanto ļoti specializētos lietojumos (piemēram, vieglās un augstas stiprības spiedtvertnēs).
Spiedientvertņu pielietojumi:
1. Naftas un gāzes rūpniecība:
o Sašķidrinātās naftas gāzes (LPG), dabasgāzes vai eļļas uzglabāšanas tvertnes, bieži vien zem augsta spiediena.
o Atdalīšanas tvertnes rafinēšanas rūpnīcās, lai atdalītu naftu, ūdeni un gāzi zem spiediena.
2. Ķīmiskā apstrāde:
o Izmanto reaktoros, destilācijas kolonnās un glabātavās ķīmiskām reakcijām un procesiem, kam nepieciešama īpaša spiediena vide.
3. Enerģijas ražošana:
o Katli, tvaika mucas un spiediena reaktori, ko izmanto elektroenerģijas ražošanā, tostarp kodolelektrostacijas un fosilā kurināmā iekārtas.
4. Pārtika un dzērieni:
o Spiedientvertnes, ko izmanto pārtikas produktu apstrādē, sterilizācijā un uzglabāšanā.
5. Farmācijas rūpniecība:
o Autoklāvi un reaktori, kas ietver augstspiediena sterilizāciju vai ķīmisko sintēzi.
6. Aviācija un kriogenika:
o Kriogēnās tvertnes uzglabā sašķidrinātās gāzes ļoti zemā temperatūrā zem spiediena.
Spiedientvertņu kodi un standarti:
1. ASME katlu un spiedtvertņu kods (BPVC): šis kods sniedz vadlīnijas spiedtvertņu projektēšanai, ražošanai un pārbaudei ASV.
2. ASME VIII sadaļa: nodrošina īpašas prasības spiedtvertņu projektēšanai un konstrukcijai.
3. PED (Pressure Equipment Direktīva): Eiropas Savienības direktīva, kas nosaka standartus Eiropas valstīs izmantotajām spiediena iekārtām.
4. API standarti: Naftas un gāzes nozarei American Petroleum Institute (API) nodrošina īpašus standartus spiedtvertnēm.
Secinājums:
Spiedientvertnes ir būtiskas sastāvdaļas plašā rūpnieciskā lietojuma klāstā, sākot no enerģijas ražošanas līdz ķīmiskai apstrādei. To projektēšana, konstrukcija un apkope prasa stingru drošības standartu, materiālu izvēles un inženiertehnisko principu ievērošanu, lai novērstu katastrofālas kļūmes. Neatkarīgi no tā, vai tās ir paredzētas saspiestu gāzu uzglabāšanai, šķidrumu turēšanai paaugstinātā spiedienā vai ķīmisko reakciju atvieglošanai, spiedtvertnēm ir izšķiroša nozīme rūpniecisko procesu efektivitātes un drošības uzturēšanā.
Izlikšanas laiks: 20. decembris 2024