autoklaaviTyypit ja valmistustapaukset

Painesäiliötyypit ja valmistustapaukset: kattava analyysi teollisista sovelluksista.

Yleiskatsaus paineastioihin

Paineastiat ovat nykyaikaisen teollisuuden välttämättömiä ja tärkeitä laitteita, joita käytetään laajalti petrokemian, energian ja voiman, elintarvikkeiden ja lääketeollisuuden sekä monilla muilla aloilla. Nämä erityisesti suunnitellut suljetut säiliöt kestävät tiettyä sisäistä tai ulkoista painetta kaasujen, nesteiden ja muiden väliaineiden turvallista varastointia tai käsittelyä varten. Teollisen teknologian jatkuvan kehityksen myötä paineastioiden tyypit ovat yhä rikkaampia, valmistusprosessi on myös yhä kehittyneempi.

Painesäiliöiden pääluokitukset

Suunnittelupaineluokan mukaan

Paineastiat voidaan luokitella niiden suunnittelupaineen mukaan:

• Matalapaineastiat: 0.1MPa≤P<1.6MPa

• keskipaineastia: 1.6MPa≤P<10MPa

• Korkeapaineastiat: 10MPa≤P<100MPa

• Erittäin korkea paineastia: P≥100MPa

Eri painetasot vastaavat erilaisia suunnittelustandardeja ja turvallisuusvaatimuksia, ja mitä korkeampi paine on, sitä tiukemmat vaatimukset materiaalien ominaisuuksille ja valmistusprosesseille asetetaan.

Luokittelu prosessin käytön mukaan

1. Reaktiopaineastiat: Käytetään fysikaalisten ja kemiallisten reaktioiden loppuunsaattamiseen, kuten reaktiokattilat, polymerointikattilat jne.

2. Lämmönvaihtimen paineastia: väliaineen lämmönvaihtoon, esim. lämmönvaihtimet, jäähdyttimet jne.

3. Erotuspainesäiliö: Väliaineiden erotteluun ja puhdistukseen, kuten erottimiin, suodattimiin jne.

4. Varastointipaineastiat: Kaasujen tai nesteiden varastointiin, kuten kaasusäiliöt, pallosäiliöt jne.

Rakennemuodon perusteella erottuvat

• pallomainen säiliö: esim. nestekaasun varastosäiliöt, jotka ovat tasaisesti rasitettuja mutta monimutkaisia valmistaa.

• Sylinterimäiset pakkaukset: yleisin muoto, helppo valmistaa ja hyvä painekapasiteetti.

• Yhdistelmäpakkaukset: Useiden yksinkertaisten koteloiden yhdistelmä erityisten prosessivaatimusten täyttämiseksi.

Luokittelu valmistusmateriaalien mukaan

1. Metalliset paineastiat::

   • Hiiliteräspakkaukset: edullisia ja laajalti käytettyjä.

   • Ruostumattomasta teräksestä valmistetut säiliöt: korroosionkestävät, elintarvike- ja lääketeollisuudessa käytettävät säiliöt.

   • Seosteräksiset säiliöt: korkea lujuus, korkea lämpötila- ja paineenkestävyys.

2. Ei-metalliset paineastiat::

   • Muovisäiliöt: korroosionkestävät, mutta niiden painekapasiteetti on rajallinen.

   •  

   • Komposiittisäiliöt: kevyet ja lujat erityiskäyttöön tarkoitetut säiliöt

Tyypillinen tapaustutkimus paineastioiden valmistuksesta

Tapaus 1: Suuret nesteytetyn maakaasun (LNG) varastosäiliöt

Hankkeen tausta::
Rannikon nesteytetyn maakaasun vastaanottoterminaali edellyttää kolmen 160 000 kuutiometrin koko kapasiteetin nesteytetyn maakaasun varastosäiliön rakentamista maahantuodun nesteytetyn maakaasun vastaanottoa ja varastointia varten.

Valmistuksen perusteet::

1. Sisäsäiliön materiaalina käytetään 9%-nikkeliterästä, joka takaa -162 ℃ erittäin alhaisen lämpötilan suorituskyvyn.

2. Ulkosäiliö on esijännitetty betonirakenne, joka muodostaa toissijaisen säiliön.

3.  

4. Automaattisen hitsaustekniikan soveltaminen jopa useiden kilometrien pituisten hitsaussaumojen loppuunsaattamiseen.

5. Perliittitäytteellä varustetun matalalämpöeristekerroksen tiukka rakenne.

Tekniset vaikeudet::

• Materiaaliominaisuuksien hallinta erittäin alhaisissa lämpötiloissa

• Suurten rakenteiden taattu mittatarkkuus

• 
• • 1. •  

  Monikerroksisten rakenteiden yhteistoiminnallinen rakentaminen

Tapaus II: Öljyn vetykehitysreaktori

Hankkeen tausta::
Jalostamon uusi hydrokracking-yksikkö vaati halkaisijaltaan 4,2 metrin, pituudeltaan 28 metrin ja painoltaan 1 200 tonnin hydroreaktorin valmistamista.

Valmistusprosessi::

1. 2.25Cr-1Mo-0.25V vedenkestävästä teräksestä taottu sylinterin osa

2. Paksuseinäinen monikerroskääre, jonka seinämänpaksuus on jopa 300 mm.

3. Ruostumattomasta teräksestä valmistettu korroosionestokerros sisäpinnalla.

4. Integroitu lämpökäsittely hitsausjäännösjännityksen poistamiseksi

laadunvalvonta::

•  

  100% Radiografinen testaus (RT) ja ultraäänitarkastus (UT)

• Tiukka kovuuskoe ja vetyhalkeilutesti

• Täysikokoinen hydraulinen testi lujuuden tarkistamiseksi

Tapaus 3: Ruokakäyttöön tarkoitettu ruostumattomasta teräksestä valmistettu käymisastia

Soveltamisalueet::
Avainlaitteet tunnetun olutyhtiön laajennushankkeessa.

Valmistusominaisuudet::

1. 1. Valmistettu 316L erittäin vähähiilisestä ruostumattomasta teräksestä, joka takaa elintarvikekontaktin turvallisuuden.

2.  
3.  

   Sisäpinta elektrolyyttisesti kiillotettu Ra≤0,4μm:iin.

   • 1. •  

4. CIP-puhdistusjärjestelmän integroitu suunnittelu

5. Automaattinen lämpötilan säätöjärjestelmä ±0,5 °C:n tarkkuudella.

erityisvaatimus::

• Umpikujainen muotoilu perusteellista puhdistusta varten

• Sileät siirtymät kaikissa hitsaussaumoissa mikrobiologisen kasvun välttämiseksi.

• Täyttää FDA:n ja EHEDG:n terveysstandardit

Painesäiliöiden valmistuksen avainteknologiat

Materiaalin valinta ja käsittely

1. Materiaalin suorituskykyvaatimukset::

   • Riittävä lujuus ja sitkeys

   • Hyvät hitsausominaisuudet

   • Työympäristöön mukautettu korroosionkestävyys

   • Tarvittaessa harkittava matalan tai korkean lämpötilan ominaisuuksia

2. Yleiset materiaalit::

   • Q345R: Yleinen paineastian teräs

   • SA516 Gr.70: amerikkalainen standardi matala- ja keskipainesäiliöteräs

   • S30408: Austeniittinen ruostumaton teräs

   • SA387 Gr11 Cl2: kromimolybdeeniteräs korkeisiin lämpötiloihin tarkoitettu teräs

Hitsausprosessin valvonta

1. Hitsausmenetelmän valinta::

   • Uppokaarihitsaus (SAW): Paksujen levyjen pituussuuntainen rengasauma

      

   • Käsikaarihitsaus (SMAW): asennus paikan päällä.

   • TIG-hitsaus (GTAW): Ruostumattomasta teräksestä valmistetut ohutlevyt.

2. Laadunvalvontakohdat::

   • Hitsaajan pätevyyden hallinta

   • Hitsausprosessin pätevöinti (WPQ)

   • Esilämmitys ja kerrosten välisen lämpötilan säätö ennen hitsausta

   • Hitsauksen jälkeinen lämpökäsittely (PWHT)

Rikkomaton testaustekniikka

1. Radiografinen testaus (RT): Tilavuusvirheiden havaitseminen

2. Ultraäänitarkastus (UT): Aluepohjaisten vikojen havaitseminen

3. Magneettihiukkastestaus (MT): Pinnan halkeamien havaitseminen

4. Tunkeutumistestaus (PT): Ei-ferromagneettisten materiaalien pintatarkastukset

Painetestaus ja hyväksyntä

1. Hydraulinen testi: Normaalisti käytetään vettä, ja testipaine on 1,25-1,5 kertaa suunnittelupaine.

2. pneumaattinen testi: vaarallisempi ja vaatii erityistä suojelua

3. Ilmanpitävyystesti: Vuototarkastus, paine on sama kuin suunnittelupaine.

Paineastian teollisuuden kehityssuuntaus

1. 1. Massiivinen ja modulaarinen: Yksittäisten yksiköiden kapasiteetin lisääminen, modulaarinen rakenne vähentää

1. Vähemmän työtaakkaa paikan päällä

2. Älykäs valmistus: Digitaalisen kaksosen ja IoT-teknologioiden soveltaminen koko elinkaaren hallintaan.

3. Uudet materiaalisovellukset: Korkean suorituskyvyn omaavien komposiittien ja erikoisseosten käytön lisääntyminen.

4. vihreä: Vähäpäästöisestä suunnittelusta ja energiatehokkuuden optimoinnista on tullut tärkeitä indikaattoreita.

5. Standardien kansainvälistäminen: Kansainvälisten standardien, kuten ASME, PED jne. laajempi soveltaminen.

Paineastioiden turvallista käyttöä koskevat seikat

1. 1. määräaikaistarkastus: Määräaikaistarkastukset säädösten, kuten TSG 21-2016, vaatimusten mukaisesti.

   2. toiminnallinen erittely: Kielletään tiukasti ylilämpötila-, ylipaine- ja ylikuormitustoiminta.

   3. Korroosion seuranta: Korroosionopeuden seurantajärjestelmän perustaminen

   4. valmius hätätilanteisiin: Hätäsuunnitelmien laatiminen ja säännölliset harjoitukset.

1. Henkilöstön koulutus: Toiminnanharjoittajilla on oltava toimilupa

loppuhuomautukset

Painesäiliöt ovat erikoislaitteita, joita on monenlaisia ja joiden valmistusprosessit ovat monimutkaisia. Suurista energiavarastosäiliöistä tarkkoihin elintarvikelaitteisiin, erilaiset käyttökohteet asettavat paineastioille erilaisia vaatimuksia. Materiaalitieteen ja valmistustekniikan kehittyessä paineastiat kehittyvät turvallisemmiksi, tehokkaammiksi ja älykkäämmiksi. Erilaisten paineastioiden ominaisuuksien ja valmistustapausten ymmärtäminen auttaa käyttäjiä valitsemaan ja standardoimaan niiden käytön järkevästi ja tarjoaa myös teknisiä viitteitä valmistusyrityksille. Tulevaisuudessa paineastioilla on entistä tärkeämpi rooli energiamuunnoksessa ja teollisuuden uudistamisessa, kun "kaksinkertainen hiili" -tavoitetta edistetään.

Valkoinen teräsreaktori