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1. 소개
압력 용기 탱크 특정 압력을 견딜 수 있고 가스 나 액체를 저장하는 데 사용되는 장치입니다. 이들은 석유 화학, 천연 가스, 발전, 야금, 제약 및 식품과 같은 산업에서 널리 사용됩니다. 그들은 종종 고압, 고온, 가연성, 폭발성 또는 독성 배지를 저장합니다. 따라서 설계의 합리성은 장비의 안전 및 서비스 수명을 직접 결정합니다.
설계 단계에서 주요 요인을 무시하거나 관련 안전 규정을 준수하지 않으면 운영 중 누수 및 폭발과 같은 심각한 사고로 이어질 수 있으며, 이는 사상자와 경제적 손실이 크게 발생할 수 있습니다. 따라서 과학 설계와 안전 표준에 대한 엄격한 준수는 저장 탱크의 신뢰할 수있는 작동을 보장하기위한 전제 조건입니다.
2. 주요 설계 요소
작업 압력 및 온도
설계 압력 : 설계는 충분한 안전 마진으로 탱크가 견딜 수있는 최대 작동 압력을 기준으로해야합니다.
설계 온도 : 정상 작동 온도를 고려해야 할뿐만 아니라 스타트 업, 셧다운 및 극한 기상 조건에서 온도 변동도 고려해야합니다.
예 : 액화 천연 가스 (LNG) 저장 탱크는 매우 저온 (약 -162 ° C)에서 작동해야합니다. 따라서, 극저온 강철 또는 복합 재료는 부서지기 쉬운 골절로 인한 사고를 방지하기 위해 사용해야합니다. 저장 중간 특성
가연성 및 폭발성 : 프로판 및 부탄 용 가스 저장 탱크에는 폭발 방지 장치 및 엄격한 밀봉 설계가 필요합니다.
부식성 : 황산 및 염산과 같은 부식성 액체는 종종 스테인레스 스틸 또는 부식 방지 코팅을 사용하는 탱크 재료에 매우 높은 수요를 부여합니다.
독성 : 암모니아 및 염소와 같은 가스를 저장할 때 물질 선택 외에도 안전 조치로 추가 이중 벽 쉘 또는 비상 스프레이 시스템이 필요합니다.
재료 선택
탄소강 : 저렴한 비용, 정상 온도 및 압력 또는 저압 저장 탱크에 적합하지만 부식성이 좋지 않습니다.
스테인리스 스틸 : 식품, 제약 및 화학 물질과 같은 산업에 적합한 탁월한 부식 및 온도 저항을 제공하지만 더 비쌉니다.
합금강 : 발전소 보일러 저장 탱크와 같은 고온 및 고압 환경에서 사용됩니다.
복합 재료 : 최근 몇 년 동안, 그들은 경량 및 부식성 재료가 필요한 응용 분야에서 점점 더 많이 사용되고 있습니다.
구조 설계
일반적인 구조물에는 수직, 수평, 구형 및 원통형이 포함됩니다. 구형 탱크는 비교적 균일 한 내부 압력을 견딜 수 있으며 일반적으로 액화 가스를 저장하는 데 사용됩니다. 두께 설계 : 벽 두께 계산 공식 (ASME 및 GB150에서 제공 한 것과 같은)을 기반으로, 벽 두께가 재료 폐기물을 피하면서 압력을 견딜 수 있는지 확인하십시오.
용접 공정 : 용접은 가장 약한 링크이며 엄격한 품질 관리 및 비파괴 테스트가 필요합니다.
제조 및 가공
용접 품질 관리 : 방사선 테스트 (RT), 초음파 테스트 (UT), 침투용 테스트 (PT) 및 자기 입자 테스트 (MT)는 용접 품질을 보장하는 데 사용됩니다.
열처리 : 두꺼운 강철 판은 용접 후 전반적인 열처리가 필요합니다. 응력을 완화하고 취성 골절을 방지합니다.
형성 과정 : 차가운 코일 링 및 핫 프레스와 같은 공정의 경우, 강판이 형성 후 균열 또는 과도한 잔류 응력을 생성하지 않도록하십시오.
3. 안전 규정 및 표준
국제 표준
ASME 보일러 및 압력 용기 코드 (American Society of Mechanical Engineers) : 전체 설계, 제조 및 검사 프로세스를 다루는 가장 널리 사용되는 압력 용기 설계 코드. API 650/620 (American Petroleum Institute) : 주로 대용량 저장 탱크의 설계 및 구성에 사용됩니다. API 650은 대기압 탱크에 적용되는 반면 API 620은 극저온 및 저압 탱크에 적용됩니다.
중국 표준
GB 150 "압력 용기": 중국의 핵심 압력 용기 설계 표준.
GB/T 151 "쉘 및 튜브 열교환 기": 열 교환 압력 용기에 대한 자세한 규정.
TSG 21 "고정 압력 용기의 안전 기술 감독에 관한 규정": 설계, 제조, 운영 검사에서 안전 관리 규정.
설계 안전 마진
스트레스 분석 : 유한 요소 분석 (FEA)은 합리적인 안전 요인을 보장하기 위해 다양한 구성 요소의 응력 분포를 계산하는 데 사용됩니다.
부하 고려 사항 : 내부 압력 외에도 지진, 풍하 및 눈 부하와 같은 외부 요인도 고려해야합니다.
안전 액세서리
안전 밸브 : 과압 하에서 탱크가 작동하는 것을 방지합니다.
파열 디스크 : 탱크를 보호하기 위해 극한 조건에서 압력을 방출합니다.
압력 게이지 및 레벨 게이지 : 실시간으로 작동 상태를 모니터링합니다. 자동 제어 및 경보 시스템 : 센서 및 PLC를 사용하여 원격 모니터링 및 사고 경고를 가능하게합니다.
4. 검사 및 유지 보수
사전 검사 : 유압 압력 테스트 (압력 베어링 용량을 확인하기 위해)와 밀폐 테스트 (누출 방지)가 포함됩니다.
서비스 내 검사 : 초음파 두께 테스트 및 부식 속도 모니터링은 장비 저하를 평가하는 데 사용됩니다.
정기 검사 : 법률 및 규정 (예 : 특수 장비의 안전 감독 규정)에 따라 정기적이고 포괄적 인 검사가 필요합니다.
수명주기 관리 : 스토리지 탱크를위한 전체 수명주기 아카이브가 설정되어 위험 평가를 용이하게하기 위해 설계, 제조, 운영 및 유지 보수 데이터를 문서화합니다.
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