Виды давлений в сосудах: абсолютное, избыточное, дифференциальное

Какие основные виды давлений существуют в сосудах. Чем отличается абсолютное давление от избыточного. Как измеряется дифференциальное давление. Какое значение имеет рабочее давление.

Основные виды давлений в сосудах и их характеристики

При работе с сосудами под давлением важно понимать различные виды давлений, которые в них возникают. Рассмотрим основные типы давлений и их особенности:

Абсолютное давление

Абсолютное давление — это давление, отсчитываемое от абсолютного нуля. Оно включает в себя атмосферное давление и избыточное давление в сосуде.

Формула расчета абсолютного давления:

P_абс = P_атм + P_изб

где P_абс — абсолютное давление, P_атм — атмосферное давление, P_изб — избыточное давление.

Избыточное давление

Избыточное давление — это давление в сосуде, превышающее атмосферное. Именно этот вид давления обычно измеряется манометрами.

Формула расчета избыточного давления:

P_изб = P

абс — P_атм

Дифференциальное давление

Дифференциальное давление — это разность давлений в двух точках системы или между двумя средами. Оно важно для контроля перепадов давления.

Формула расчета дифференциального давления:

ΔP = P₁ — P₂

где ΔP — дифференциальное давление, P₁ и P₂ — давления в двух точках измерения.

Рабочее и расчетное давление в сосудах

Помимо основных видов давлений, при эксплуатации сосудов важны следующие параметры:

Рабочее давление

Рабочее давление — это максимальное давление, возникающее при нормальном протекании рабочего процесса в сосуде. Оно не должно превышать расчетное давление.

Расчетное давление

Расчетное давление — это давление, на которое производится расчет прочности сосуда. Оно всегда выше рабочего давления и учитывает возможные колебания давления в процессе эксплуатации.

Измерение различных видов давлений в сосудах

Для измерения давлений в сосудах применяются различные приборы:

• Манометры — для измерения избыточного давления
• Барометры — для измерения атмосферного давления
• Дифференциальные манометры — для измерения разности давлений
• Датчики абсолютного давления — для измерения абсолютного давления

Выбор прибора зависит от требуемой точности, диапазона измерений и условий эксплуатации.

Влияние различных видов давлений на безопасность эксплуатации сосудов

Понимание различных видов давлений критически важно для обеспечения безопасной эксплуатации сосудов под давлением. Рассмотрим, как разные виды давлений влияют на безопасность:

Абсолютное давление

Абсолютное давление определяет общую нагрузку на стенки сосуда. Превышение допустимого абсолютного давления может привести к разрушению сосуда.

Избыточное давление

Избыточное давление контролируется предохранительными устройствами. Его превышение может вызвать срабатывание клапанов или разрывных мембран.

Дифференциальное давление

Чрезмерный перепад давления между частями системы может вызвать повреждение внутренних элементов или нарушение технологического процесса.

Нормативные требования к контролю давления в сосудах

Существуют строгие нормативные требования к контролю давления в сосудах:

• Регулярная поверка манометров и других средств измерения давления
• Установка предохранительных устройств, настроенных на определенное давление срабатывания
• Ведение журнала контроля параметров работы сосуда, включая давление
• Проведение периодических гидравлических или пневматических испытаний

Соблюдение этих требований позволяет своевременно выявлять отклонения и предотвращать аварийные ситуации.

Расчет и выбор оптимального рабочего давления для сосудов

При проектировании сосудов важно правильно рассчитать и выбрать оптимальное рабочее давление. Для этого учитываются следующие факторы:

• Назначение и условия эксплуатации сосуда
• Свойства рабочей среды (агрессивность, температура и др.)
• Материал и конструкция сосуда
• Требования безопасности и нормативные ограничения

Правильно выбранное рабочее давление обеспечивает эффективную и безопасную работу сосуда в течение всего срока службы.

Взаимосвязь различных видов давлений в сосудах

Все виды давлений в сосудах тесно взаимосвязаны. Рассмотрим эти взаимосвязи:

Абсолютное и избыточное давление

Абсолютное давление всегда больше избыточного на величину атмосферного давления. При изменении атмосферного давления меняется соотношение между абсолютным и избыточным давлением в сосуде.

Рабочее и расчетное давление

Расчетное давление всегда выше рабочего и учитывает возможные колебания давления в процессе эксплуатации. Обычно расчетное давление принимается на 15-25% выше максимального рабочего.

Дифференциальное и абсолютное давление

Дифференциальное давление может быть как между двумя точками с разным абсолютным давлением, так и между средами с разным давлением в одном сосуде.

Особенности контроля давления в различных типах сосудов

Контроль давления имеет свои особенности для разных типов сосудов:

Емкостные аппараты

В емкостных аппаратах важно контролировать как избыточное, так и абсолютное давление. Также необходимо учитывать гидростатическое давление столба жидкости.

Теплообменники

В теплообменниках критически важно контролировать дифференциальное давление между трубным и межтрубным пространством для предотвращения повреждений.

Реакторы

В реакторах необходим постоянный контроль давления для управления ходом химических реакций и предотвращения взрывоопасных ситуаций.

Правильный выбор методов и средств контроля давления для конкретного типа сосуда обеспечивает его безопасную и эффективную эксплуатацию.

Типы давления: абсолютное давление, избыточное давление, дифференциальное давление

• Казахстан Website
• Русский

• • WIKA Группа компаний
  • WIKA Центральная Азия
  • Новости & Выставки
• • Почему WIKA?
  • Ваши перспективы
  • Работая в ВИКА Казахстан
  • Вакансии
• • Контактные лица
  • Анкета
  • Обратная связь
  • Наши реквизиты
  • Месторасположение
  • WIKA в мире

• • Технические семинары
  • Обработка заказов
  • Акции на КИПиА WIKA
  • E-бизнес

data-vocabulary.org/#»>

• WIKA средства измерения давления

  • Все классы точности

Запрос

Вам нужно больше информации? Напишите нам.

К форме

Наравне с температурой давление является одним из наиболее важных параметров, описывающих физическое состояние среды. Давление определяется как сила (F_N), постоянно действующая на заданную площадь поверхности (A). Типы давления отличаются друг от друга только по отношению к выбранному эталонному давлению.

Абсолютное давление

Наиболее приемлемым эталонным давлением является нулевое, которое существует в безвоздушном космическом пространстве. Любое давление относительно данного известно как абсолютное.

Для отличия такого давления от других типов оно обозначается как “ abs”, что является сокращением от латинского слова “absolutus”, означающего отдельный, независимый.

Атмосферное давление

Наверное наиболее важным типом давления для жизни на земле является атмосферное давление, p_amb (amb = ambiens = окружающий). Это давление образовано массой атмосферы, окружающей землю на высоте примерно до 500 км. До этой высоты, на которой абсолютное давление p_abs = 0, его величина постоянно уменьшается. Тем не менее, атмосферное давление подвержено погодным колебаниям, что хорошо нам известно из ежедневного прогноза погоды. На уровне моря p_amb в среднем составляет 1013,25 гектопаскаля (ГПа), что соответствует 1013,25 миллибара (мбар). Благодаря “циклонам” и “антициклонам” это давление может колебаться в пределах, примерно, 5 %.

Дифференциальное давление

Разница между двумя величинами давления p

1 и p₂ известна как перепад давления
Δp = p₁ — p₂. В случаях, когда разница между двумя значениями представляет собой измеренное значение переменной процесса, говорят о дифференциальном давлении p_1,2.

Избыточное (манометрическое) давление

К наиболее часто встречающемуся типу измеряемого давления на технологических объектах относится перепад атмосферного давления, P_e (e = excedens = превышение). Оно представляет собой разницу между абсолютным давлением P_abs и относительным (абсолютным) атмосферным давлением (p_e = p_abs – p_amb), более известное как избыточное или манометрическое давление.

Понятие положительного избыточного давления используют, когда абсолютное давление превышает атмосферное. В противном случае говорят об отрицательном избыточном давлении.

Сокращения в формулах “abs”, “amb” и “e” однозначно указывают на тип измеряемого давления. Эти сокращения относятся в формулах к букве Р, но не к единицам измерения.

---

Неважно какое давление — абсолютное, избыточное или дифференциальное. С помощью WIKA вы подберете необходимый измерительный прибор для любого типа давления:

Манометры

Датчики давления

Реле давления

Свяжитесь с нами

Вам нужна дополнительная информация? Напишите нам:

ДРУГИЕ ТЕМЫ Тензодатчик Датчик силы Преобразователь силы tecsis Сертификат о калибровке калибровка манометров Уровнемер Циферблат термометра KSR Kuebler Принцип действия манометра Измерение уровня DH Budenberg Термометр показывающий Pt1000 манометр Измерение температуры Сигнализатор давления Гидростатический датчик уровня Манометр давления Калибровочная лаборатория Pt100 Коррозионностойкие манометры Балочный датчик и тензодатчики балочные Измерительная диафрагма Датчик давления Термоэлектрический преобразователь Термопара Преобразователь давления Поверка и калибровка средств измерений Грузопоршневой манометр Дифференциальный манометр Манометр Устройство Измерение давления электроконтактный манометр Манометр высокого давления Ettore Cella гильзы для термопреобразователей напоромер манометр виброустойчивый калибровка приборов Калибратор давления гидростатические уровнемеры Избыточное давление Российская система калибровки

Значения различных видов давления в сосудах в процессе эксплуатации

Автор(ы): Толчеев Сергей Тихонович, Толчеев Ярослав Сергеевич, Стрекалов Игорь Михайлович
Рубрика: Технические науки
Журнал: «Евразийский Научный Журнал №4 2016»  (апрель)
Количество просмотров статьи: 28692
Показать PDF версию Значения различных видов давления в сосудах в процессе эксплуатации

С. Т. Толчеев, технический директор ООО «Липецкпромэкспертиза»

Я. С. Толчеев, эксперт ООО «Липецкпромэкспертиза»

И.М. Стрекалов, эксперт ООО «ЭТС «Металлург-Л»

При эксплуатации сосудов различные виды давлений трактуются по разному. Одни считают, что расчетное давление равносильно разрешенному давлению. Другие считают, что разрешенное давление равносильно максимально возможному рабочему давлению. От правильной трактовки этих давлений зависит правильность настройки пружинных предохранительных клапанов, выбор пробного давления.

Согласно техническому регламенту Таможенного союза «О безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением» (ТР ТС 032/2013)

«давление рабочее» — максимальное избыточное давление, возникающее при нормальном протекании рабочего процесса;

«давление разрешенное» — максимально допустимое избыточное давление для оборудования (элемента), установленное на основании оценки соответствия и (или) контрольного расчета на прочность;

«давление расчетное» — давление на которое производится расчет на прочность оборудования.

«давление пробное» — избыточное давление, при котором производится испытание оборудования на прочность и плотность.

Рассмотрим оборудование при пуске в работу и в процессе эксплуатации.

Разработчик и изготовитель оборудования и устройств безопасности прилагает к оборудованию паспорт и расчет на прочность оборудования, расчет пропускной способности предохранительных устройств. Определяет рабочее, расчетное и пробное давление сосуда.

В соответствии с п. 318 Федеральными нормами и правилами в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением» при работающих предохранительных клапанах в сосуде не допускается давление, превышающее:

а) разрешенное давление более чем на 0,05 МПа – для сосудов с давлением до 0,3МПа;

б) разрешенное давление более чем на 15 % – для сосудов с давлением от 0,3МПа до 6МПа;

в) разрешенное давление более чем на 10% – для сосудов с давлением свыше 6МПа.

В соответствии с пунктом 212 (б) Федеральными нормами и правилами в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением»  на оборудование вывешивается табличка на которую наносится разрешенное давление и другие сведения.

Кто должен определить разрешенное давление ?

Учитывая, что расположение клапанов на вертикальных сосудах, как правило, на верхних днищах или в местах наибольшего скопления паров и газов, то тогда разрешенное давление должно быть равно расчетному, так как рабочее давление не учитывает гидростатического давления среды и допустимого кратковременного повышения давления во время действия предохранительного клапана. Следовательно разрешенное давление должно быть больше рабочего давления (Р_раз>Р_раб).

А расчетное давление рассчитывается на давление равное 90% давления при полном открытии клапана. Разрешенное давление должно быть (Р_раз=Р_рас>Р_раб).

Если это не учитывать, то настройка предохранительного клапана может быть неверна.

Если в процессе эксплуатации снижено рабочее давление сосуда, то необходимо провести расчет пропускной способности предохранительных устройств для новых условий работы.

Для большинства типов оборудования, работающего под давлением значение пробного давления Р_пр при испытаниях определяют по формулам [1-6] Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением»:

Р_пр=К×Р×[σ]₂₀/×[σ]_t,

Коэффициент К, зависящий от типа оборудования и вида испытания.

Р – расчетное, рабочее или разрешенное давление оборудования.

В соответствии с п. 172 Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением» значение пробного давления определяется от рабочего давления, а согласно п. 392 ФНП определяют величину пробного давления исходя из величины разрешенного давления.

Определение пробного давления зависит от того, на каком этапе происходит испытание. После изготовления и доизготовления на месте эксплуатации за Р принимается расчетное давление. Если испытание оборудования производится в период его использования в сроки, установленные изготовителем, за Р принимается рабочее давление. Если испытание осуществляется по истечении срока службы величина Р принимается равной разрешенному давлению, установленному экспертной организацией.

Если в процессе эксплуатации снижено рабочее давление сосуда и необходимо провести гидравлическое испытание, то необходимо определить пробное давление по установленному разрешенному давлению.

Мы знаем, что рабочее давление не учитывает гидростатического давления среды. Тогда

разрешенное давление должно определяться как расчетное давление в условиях испытаний. Это давление которому элементы сосуда подвергаются во время пробного испытания, включая гидростатическое давление, если оно составляет 5% или более пробного давления.

При определении разрешенного давления это обстоятельство многие не учитывают в своих расчетах.

 

Список литературы

1. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов на которых используется оборудование работающее под избыточным давлением», утвержденными приказом Ростехнадзора от 25.03.2014 № 116.
2. (ТР ТС 032/2013) Технический регламент Таможенного союза «О безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением» (принят решением Совета Евразийской экономической комиссии от 02. 07.2013 № 41).
3. ПБ 03-584-03 Правила проектирования, изготовления и приемки сосудов и аппаратов стальных сварных. Утверждены постановлением Госгортехнадзора России от 10.06.2003 № 81.
4. РД 03-421-01. Методические указания по проведению диагностирования технического состояния и определению остаточного срока службы сосудов и аппаратов.
5. ГОСТ 14249-89. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность.

Типы сосудов под давлением

Сосуды под давлением представляют собой емкости для сдерживания давления, внутреннего или внешнего. Эти прочные сосуды играют решающую роль в большинстве отраслей промышленности, и тысячи людей ежедневно работают в тесном контакте с сосудами под давлением или рядом с ними.

Несмотря на их ключевую роль в мировой экономике, большинство людей не понимают, что такое сосуды под давлением. Если вам это интересно, продолжайте читать, чтобы узнать о различных конструкциях сосудов под давлением, представленных на рынке.

Что такое сосуды под давлением и как они работают?

Сосуды под давлением для внутренней локализации являются наиболее распространенными и предназначены для хранения жидкости, газа или пара под давлением более 15 фунтов на квадратный дюйм. Сосуды под давлением либо работают на огне, как котлы, либо не работают, например, резервуары для хранения, технологические сосуды и теплообменники — подробнее об этом чуть позже.

Поскольку эти сосуды могут работать при невероятном давлении, они должны быть изготовлены в соответствии со строгими правилами. Двумя ведущими стандартами для сосудов под давлением являются ASME Section VIII и API 510.

Выбирая компанию по производству сосудов под давлением, выберите производителя, который строго следует отраслевым стандартам и имеет строгие меры контроля качества и испытания сосудов.

В чем разница между баками под давлением и сосудами под давлением?

Вы часто слышите, как люди используют термины «сосуд высокого давления» и «резервуар высокого давления» как синонимы, но действительно ли это одно и то же?

№

Основное различие между сосудами и резервуарами заключается в том, что резервуары высокого давления имеют максимально допустимое рабочее давление (MAOP) 15 фунтов на квадратный дюйм, в то время как сосуды высокого давления начинаются с 15 фунтов на квадратный дюйм, но могут выдерживать до 3000 фунтов на квадратный дюйм (и даже выше). по специальным надбавкам).

Типы сосудов под давлением

Существует множество видов сосудов под давлением, три из которых наиболее распространены: резервуары для хранения, теплообменники и технологические сосуды.

Сосуды для хранения

Существует множество продуктов, для правильного хранения которых требуется давление. Резервуары под давлением для хранения удовлетворяют эту потребность, и каждый сосуд должен иметь уникальную конструкцию, соответствующую определенному типу и температуре продукта. Примеры продукта включают пропан, аммиак, бутан, хлор и сжиженный нефтяной газ.

Теплообменники

Теплообменники обеспечивают передачу тепла от одного продукта к другому без прямого контакта двух жидкостей. Наиболее распространенные теплообменники сосуда под давлением содержат ряд металлических трубок. Один продукт проходит по этим трубам, а второй продукт течет по трубам. Это передает тепло от одного продукта к другому.

Одним из мест, где вы можете найти такой сосуд высокого давления в действии, являются предприятия по переработке отходов, где теплообменники часто используются для утилизации тепла отходящих газов.

Технологические сосуды

Эти универсальные сосуды под давлением часто являются частью производственной технологической линии, где для обработки продукта используются вместе разные резервуары. Задачи, выполняемые технологическими емкостями, включают разделение, нагрев, охлаждение, очистку, смешивание и многое другое. Технологические сосуды можно найти в производстве красок, лекарств, нефтеперерабатывающих заводов и предприятий пищевой промышленности, и это лишь некоторые из них.

Конструкции и формы сосудов под давлением

Форма и размер сосудов под давлением определяются требованиями к конструкции, хранимым продуктом, количеством места на рабочей площадке и бюджетом компании. Четыре наиболее распространенные формы сосудов под давлением:

• Цилиндрические сосуды под давлением
• Сферические сосуды под давлением
• Горизонтальные сосуды под давлением
• Вертикальные сосуды под давлением

Что касается материала, сосуды под давлением могут быть изготовлены из различных материалов, но чаще всего они изготавливаются из углеродистой или нержавеющей стали.

Типы крышек сосудов под давлением

Цилиндрические, горизонтальные и вертикальные сосуды под давлением являются наиболее распространенными типами сосудов, и все они требуют специальных крышек ASME на каждом конце. Эти колпачки называются «головками» и бывают трех основных видов.

Полусферический днище

Глубина этого днища составляет половину его диаметра, а стандартная толщина днища составляет примерно половину толщины корпуса сосуда высокого давления. Несмотря на то, что это самая тонкая головка, эта конструкция часто дороже, чем другие варианты головок, поскольку ее нельзя изготовить из одного плоского листа и требуется сварка.

Эллипсоидальная головка

Эта головка имеет эллиптическую форму и наиболее популярное соотношение 2:1 (что означает, что ширина эллипса в два раза больше глубины). Когда дело доходит до обработки напряжений давления, эта головка менее эффективна, чем полусферическая головка, поэтому спецификации ASME требуют большей толщины.

Фланцевые и выпуклые днища

Фланцевые и выпуклые днища (F&D) обычно используются на сосудах под давлением, где высота сосуда ограничена и где давление только умеренное. Узкий радиус изгиба на головках F&D требует, чтобы они были толще корпуса сосуда.

Изготовитель сосудов под давлением рядом с вами

Если вы ищете опытного производителя сосудов под давлением, не ищите ничего, кроме T BAILEY INC. Мы производим резервуары и сосуды более 25 лет, и наше Возможности изготовления и нанесения покрытий позволяют нам поставлять надежные суда, выдерживающие испытание временем.

Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать больше о наших возможностях или запросить предложение.

3 наиболее распространенных типа сосудов под давлением

Сосуды под давлением широко распространены в современном обществе и обычно остаются незамеченными широкой публикой. Тем не менее, промышленные сосуды под давлением необходимы для непрерывной обработки и производства промышленными и коммерческими предприятиями и, следовательно, оказывают непосредственное влияние как на экономическое, так и на физическое благополучие общества. Учитывая продолжающееся сложное взаимодействие, было бы легко предположить, что сосуды под давлением сильно различаются по конструкции, хотя на самом деле существует три распространенных типа, которые используются во многих промышленных и коммерческих целях. Существуют специальные сосуды под давлением, такие как реакторы и сосуды для регенерации, однако большинство из них относятся к трем распространенным типам.

Резервуары для хранения

Наиболее распространенными из всех сосудов под давлением являются различные сосуды для хранения, необходимые для промышленных процессов. Обычно они соответствуют либо вертикальному, либо горизонтальному варианту, хотя используются некоторые сферические емкости для хранения. Используемые в основном для хранения жидкостей, эти сосуды под давлением также доступны в различных размерах. В зависимости от конкретной роли или продукта, который нужно хранить, они изготавливаются с использованием различных материалов, причем наиболее распространенным типом материала является углеродистая сталь. Во многих случаях в дополнение к внешнему материалу сосуда используются внутренние вкладыши из другого материала. Это позволяет использовать материал для внешней конструкции, который будет наносить ущерб при контакте с продуктом. Таким образом, емкость для хранения может быть изготовлена ​​с меньшими затратами, чем при использовании специального материала.

Теплообменники

Вторым наиболее распространенным типом и почти таким же многочисленным, как резервуары для хранения, являются теплообменники. Теплообменники, которые можно найти почти во всех сферах жизни, от общественного питания до промышленных предприятий, делают возможным современную обработку и производство. Широко известно, что тепло по самой своей природе может быть негативным аспектом многих промышленных процессов и, как таковое, должно быть удалено или повторно использовано для решения этой проблемы. Таким образом, крайне важно, чтобы в любой конструкции теплообменника особое внимание уделялось выбранному материалу, чтобы гарантировать, что сосуд может работать с максимальной оптимизацией в течение продолжительных периодов времени. Углеродистая сталь является распространенным материалом, но обычно используются более прочные сплавы для обеспечения долговечности и правильного функционирования.

Технологические сосуды

Проще говоря, технологические сосуды — это компоненты, в которых выполняются различные процессы. Например, разбивка продукта, объединение продукта, удаление различных элементов или аспектов продукта и многое другое. Технологические сосуды работают в сочетании с тремя другими распространенными типами. Обычно они представляют собой специализированные конструкции для своего конкретного процесса и требуют уникальных строительных материалов или нескольких типов материалов.

Естественно, эти три общих типа могут быть дополнительно определены другими аспектами. Что очень важно и жизненно важно, так это то, что все они требуют трех важных элементов: надлежащего дизайна, соответствующего выбора материалов и качественной конструкции. Недостаток любого из трех или всех трех может создать серьезную проблему как для процесса, так и для достижения конечной цели.