Рабочее и условное давление. Техническая информация

Пробное давление. Давление, при котором испытывается аппарат, называется пробным. Величина пробного давления при гидравлическом испытании цилиндрических, конических, шаровых и других сосудов и аппаратов определяется по ОСТ 26-291-71 (табл. 9.3.5). В таблице  доп20 и  доп t - допускаемые напряжения для материала сосуда и его элементов при соответственно t = 20 °С и при рабочей температуре. Отношение  доп20 /  доп t принимается по тому из примененных в аппарате материалов, для которого это отношение наименьшее (обечайки, днища, аппаратные фланцы, патрубки и др.).

Таблица 9.3.5. Пробное давление при гидравлических испытаниях [ 2 ]

Величина пробного гидравлического давления для сосудов и аппаратов, работающих при минусовых температурах, принимается такой же, как при t = 20 °С. Сосуды и аппараты, работающие под давлением ниже 0,07 МПа, должны испытываться при р пр = 0,2 МПа. При испытании вертикальных аппаратов в горизонтальном положении к пробному давлению прибавляется гидростатическое давление.

Многослойные рулонированные сосуды высокого давления подвергаются на заводе-изготовителе гидравлической опрессовке технологическим давлением, равным 1,5 от расчетного давления, в целях увеличения плотности многослойной стенки и проверки прочности и герметичности соединений.

Сосуды и аппараты, на которые имеются специальные ГОСТы, испытываются при давлениях, указанных в этих ГОСТах.

Гидравлическое испытание. Сосуды и аппараты с защитным покрытием или изоляцией испытываются гидравлически, до наложения покрытия или изоляции.

Гидравлические испытания водой, температура которой не должна быть ниже 5 и выше 40 °С, проводят следующим образом. Аппарат в течение определенного времени (в зависимости от толщины стенки аппарата) находится при пробном давлении, после чего давление снижается до рабочего, при котором производят осмотр аппарата и обстукивание сварных швов молотком массой 0,5 - 1,5 кг (в зависимости от толщины стенки). Повышать давление до пробного и снижать до рабочего необходимо плавно и медленно.

При испытании многослойных рулонированных сосудов высокого давления снижение давления производят со скоростью 10 МПа/мин. При этом давление, равное рабочему, поддерживается в течение всего времени, необходимого для осмотра. Для литых и многослойных сосудов независимо от толщины стенки время выдержки принимают 60 мин.

Аппараты, работающие при атмосферном давлении, должны испытываться наливом воды. Залитый водой до верхней кромки сосуд выдерживается в течение четырех часов до начала осмотра с обстукиванием сварных швов молотком. В отдельных случаях допускается производить испытание смачиванием керосином сварного шва. При испытании керосином на поверхности, покрытой мелом, не должно быть масляных пятен.

Пневматическое испытание. Контроль плотности приварки укрепляющих колец и патрубков штуцеров осуществляется пневматическим испытанием при давлении 0,4-0,6 МПа с обмыливанием швов внутри и снаружи аппарата. Кроме того, в тех случаях, когда проведение гидравлического испытания невозможно (недопустимы большие напряжения от массы воды в аппарате; трудность удаления воды; наличие внутри аппарата футеровки, препятствующей заполнению аппарата водой), разрешается, согласно ОСТ 26-291-71, заменять его пневматическим испытанием посредством воздуха или другого нейтрального газа.

Пневматическое испытание производят, принимая особые меры предосторожности, так как этот вид испытания значительно опаснее гидравлического. Поэтому пневматическое испытание допускается только при условии положительных результатов, полученных после тщательного внутреннего осмотра и проверки прочности сосуда. Обстукивание аппарата под давлением при пневматическом испытании запрещается; для проверки аппарата производят обмыливание сварных швов.

Аппараты признаются выдержавшими гидравлическое и пневматическое испытания, если в процессе испытания не замечается падения давления по манометру в течение установленного времени, течи или потения через сварные швы и фланцевые соединения и если после испытания не возникает остаточных деформаций.

Техническое освидетельствование. Каждый аппарат, подведомственный Госгортехнадзору, подвергают внутренним осмотрам и гидравлическим испытаниям не только до пуска в работу, но и периодически - в процессе эксплуатации и досрочно после ремонта. Досрочным, или внеочередным, освидетельствованиям (внутреннему осмотру и гидравлическому испытанию) аппараты подвергаются: 1) после реконструкции или ремонта, например при применении сварки или пайки частей аппарата, работающих под давлением; 2) после демонтажа аппарата и установки на новом месте; 3) перед наложением на стенки аппарата защитного покрытия (если это производит предприятие-владелец аппарата).

При ремонте (или вскрытии) аппарата, связанном с удалением из него рабочей среды, предприятия, на которых эксплуатируется аппаратура, должны производить внутренний осмотр всех аппаратов не реже чем через 12 месяцев. Исключение составляют аппараты, работающие со средой, не вызывающей коррозии металла; такие аппараты подвергаются внутреннему осмотру не реже чем через 2 года. В процессе эксплуатации в соответствии с «Правилами устройства и эксплуатации сосудов, работающих под давлением» внутренний осмотр аппаратов проводится не реже чем через четыре года. Этим осмотром выявляется состояние внутренних и наружных поверхностей аппарата и влияние среды на его стенки. Гидравлическое испытание проводится не реже чем через восемь лет с предварительным внутренним осмотром.

Гидравлическое испытание при периодическом техническом освидетельствовании производится пробным давлением (см. табл. 9.3.5). При этом для аппаратов, работающих при температуре 200-400° С, величина пробного давления не должна превышать рабочее давление более чем в 1,5 раза, а при температуре стенки свыше 400° С-более чем в 2 раза. Гидравлическое испытание многослойных сосудов высокого давления проводится на пробное давление, равное 1,25 от рабочего давления.

Cтраница 1

Пробное давление при гидравлическом испытании трубопроводов выдерживается в течение 5 мин, после чего оно снижается до рабочего значения. При рабочем давлении трубопровод осматривают и обстукивают молотком места сварных швов для выявления дефектов сварки. Результаты испытания трубопровода считаются удовлетворительными, если при испытании не происходит падения давления по манометру, а в сварных швах, трубах, корпусах, арматуре и других элементах не обнаруживается признаков разрыва, течи и запотевания.  

Пробное давление выдерживается в течение 5 мин, после чего его снижают до рабочего. При рабочем давлении трубопровод осматривают с обстукиванием сварных швов молотком массой не более 0 5 кг. Результаты гидравлического испытания считаются удовлетворительными, если давление не снизилось, а в сварных швах, трубах, корпусах арматуры и других частях не обнаружено признаков разрыва, течи и отпотевания.  

Пробное давление при гидравлическом испытании трубопроводов должно выдерживаться в течение 5 мин, после чего давление должно быть снижено до рабочего. При рабочем давлении производятся осмотр трубопровода и обстукивание сварных швов молотком весом не более 1 5 кгс.  

Пробное давление необходимо поддерживать в течение 5 мин, после чего его снижают до рабочего. При рабочем давлении осматривают паропровод и обстукивают сварные стыки молотком весом не более 1 5 кг. Гидравлическое испытание считается удовлетворительным, если не произошло падение давления по манометру во время выдержки пробного давления в паропроводе и его элементах (в сварных швах, корпусах арматуры, фланцевых соединениях и пр.  

Пробное давление для баллонов, изготовленных из материала, отношение временного сопротивления к пределу текучести которого более 2, может быть снижено до 1 25 рабочего давления.  

Пробное давление в котле должно создаваться ручным насосом. При использовании насосов с машинным приводом должно быть обеспечено постепенное и плановое повышение давления.  

Пробное давление - избыточное давление, при котором арматура должна подвергаться гидравлическому испытанию водой на прочность и плотность материала при температуре не выше 100 С.  

Пробное давление при гидравлических испытаниях принимают 1 25 рраб, но не менее рраб 3 кгс / сма.  

Пробное давление при гидравлическом испытании выбирается в соответствии с условным давлением. На все трубы, а также арматуру, фланцы и шпильки, поставляемые на монтаж, завод-изготовитель составляет заводской сертификат, в котором указываются их конструктивные характеристики и марка примененной стали.  

Пробное давление для баллонов, изготовленных из материала, отношение временного сопротивления к пределу текучести которого более 2, может быть снижено до 1 25 рабочего давления.  

Пробное давление для баллонов, изготовленных из материала, отношение временного сопротивления к пределу текучести которого более 2, может быть снижено до 1 25 от рабочего давления.  

Пробное давление для баллонов, изготовленных из материала, отношение временного сопротивления к пределу текучести которого более 2, может быть снижено до 1 25 рабочего давления.  

Пробное давление, определенное по этой таблице при температуре от 200 до 400 С, не должно превышать рабочее более чем в 1 5 раза, а при температуре стенки свыше 400 С - более чем в 2 раза. При испытании высоких аппаратов необходимо учитывать гидростатическое давление столба жидкости, поэтому, например, когда колонны испытывают гидравлически до монтажа в горизонтальном положении, то к значению давления гидравлического испытания, определенного по табл. 3, прибавляют гидростатическое давление, которое будет при заполнении колонны водой в вертикальном положении. Во всех случаях напряжения в стенках сосуда при гидравлическом испытании не должны составлять более 90 % от предела текучести материала при 20 С.  

СОСУДЫ И АППАРАТЫ

Нормы и методы расчета на прочность

Vessels and apparatus.

Norms and methods of strength calculation

МКС 71.120.01

Дата введения 01.01.90

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством химического и нефтяного машиностроения

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 18.05.89 № 1264

3. ВЗАМЕН ГОСТ 14249-80

4. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 596-86, СТ СЭВ 597-77, СТ СЭВ 1039-78, СТ СЭВ 1040-88, СТ СЭВ 1041-88

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

6. ИЗДАНИЕ (апрель 2003 г.) с Поправкой (ИУС 2-97)

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.

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

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, тоза 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.

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 проводить расчетна 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.

Что такое DN, Ду и PN ? Эти параметры нужно знать сантехникам и инженерам обязательно!

DN – Стандарт обозначающий условный внутренний диаметр.

PN – Стандарт обозначающий номинальное давление.

Что такое Ду?

Ду – образовано от двух слов: Диаметр и Условный. Ду = DN. Ду тоже самое что DN. Просто DN более международный стандарт. Ду – русскоязычное представление DN. Сейчас категорически нужно отказаться от такого наименования Ду.

Что такое DN?

DN - Cтандартизованное представление диаметра. ГОСТ 28338-89 и ГОСТ Р 52720

Номинальный диаметр DN (диаметр условного прохода; условный проход; номинальный размер; условный диаметр; номинальный проход): Параметр, применяемый для трубопроводных систем в качестве характеристики присоединяемых частей арматуры.

Примечание - Номинальный диаметр приблизительно равен внутреннему диаметру присоединяемого трубопровода, выраженному в миллиметрах и соответствующему ближайшему значению из ряда чисел, принятых в установленном порядке.

В чем обычно измеряется DN?

По условиям стандарта вроде бы она не имеет строгой привязки к единице измерения (написано в документах). Но она обозначает именно размер диаметра. А диаметр измеряется длиной. И потому что единица измерения длины может быть разным. Например, дюйм, фут, метр и тому подобное. Для Российских документов мы просто по умолчанию измеряем в мм. Хотя в документах написано, что она все таки измеряется в мм. ГОСТ 28338-89. Но не имеет единицу измерения:

Как это не имеет, если имеет? Можете написать в комментариях, как понять эту фразу?

Кажется дошло… DN (порядковый номер диаметра выраженный в милиметрах). То есть он не имеет единицу измерения, а как бы содержит константные значения (цифровые дискретные значения типа: 15,20,25,32...). Но нельзя обозначить например, как DN 24. Потому что цифры 24 нет в ГОСТ 28338-89. Там идут строгие значения по порядку как: 15,20,25,32… И только их нужно выбирать для обозначения.

DN измеряется диаметром условного прохода в мм.(миллиметр=0,001 м.). И если в российских документах вы увидите DN15 то это будет обозначать внутренний диаметр примерно 15 мм.

Условный проход – говорит о том, что это внутренний диаметр трубы, выраженный в миллиметрах - условно. Термин «Условно» говорит о том, что значение диаметра не точное. Условно мы принимаем, что оно примерно равно некоторым значениям стандарта.

Под условным проходом (номинальным размером) понимают параметр, применяемый для трубопроводных систем в качестве характеристики присоединяемых частей, например соединений трубопроводов, фитингов и арматуры. Условный проход (номинальный размер) приблизительно равен внутреннему диаметру присоединяемого трубопровода, выраженному в миллиметрах.

По стандарту из: ГОСТ 28338-89 принято выбирать те цифры, о которых договорились. И свои цифры с запятыми придумывать не стоит. Например, DN 14,9 будет ошибкой обозначения.

Номинальный диаметр приблизительно равен внутреннему диаметру присоединяемого трубопровода, выраженному в миллиметрах и соответствующему ближайшему значению из ряда чисел, принятых в установленном порядке.

Вот эти цифры:

Например, если реальный внутренний диаметр равен 13 мм, то пишем как: DN 12. Если внутренний диаметр 14мм. то принимаем значение DN 15. То есть выбираем ближайшее по значению число из списка стандарта: ГОСТ 28338-89.

Если в проектах следует обозначить и диаметр и толщину стенки трубы, то нужно указывать так: ф20х2.2 где наружный диаметр равен 20 мм. А внутренний диаметр равен на разницу толщины стенки. В данном случае внутренний диаметр равен 15,6мм. ГОСТ 21.206–2012

Увы, но нам приходится подчиняться чужим стандартам

Любые привозимые материалы из-за рубежа чаще всего были разработаны с помощью другой размерности длины: Дюйм

Поэтому чаще всего размеры бывают ориентированы на Дюйм. Обычно за место слова дюйм пишут кавычку.

1 дюйм = 25,4 мм. Что тоже самое 1” = 25,4 мм.

Таблица размерностей. Обычно за место слова дюйм пишут кавычку.

1/2 “ = 25.4 / 2 = 12,7. Но в реальности такой размер 1/2 “ равно проходу 15 мм. Точнее может быть 14.9мм. для стальной трубы. В общем, размеры могут отличаться на несколько мм. Поэтому в таких случаях для точных расчетов нужно узнавать внутренний диаметр у конкретной модели отдельно.

Например, размер 3/4” = 25,4 х 3/4 = 19 мм. Но пишем в документах “условно” DN20 – примерно внутренний диаметр равен 20мм.

Вот собственно размеры, которые чаще всего соответствуют в Российском переводе.

В таблице указан внутренний диаметр в мм.

Номинальное давление PN: Подробнее в ГОСТ 26349 и ГОСТ Р 52720.

Имеет единицу измерения: кгс/cм2. Обозначение кгс означает кг х с (килограмм умноженное на с). с=1. с характеризует как бы коэффициент силы. То есть умножая килограмм(массу) на силу мы конвертируем массу в силу. Это такая поправка для дотошных физиков. Если Вы обозначите кг/cм2 в принципе тоже не ошибетесь, если будите полагать что массу мы воспринимаем как силу. Также такая единица как кг/cм2 ошибочна тем, что давление образована из двух единиц (сила и площадь). Масса это другой параметр. Потому что масса только на поверхности земля создает ту силу которая давит на землю(сила тяготения). Значение с=1 на поверхности земля. И если Вы улетите на другую планету, то сила гравитации будет другая, и масса будет создавать другую силу. И на другой планете коэффициент с=1 будет равен другому значению. Например, с=0,5 создаст давление в два раза меньше.

Для чего нужен PN ?

Значение PN нужно для того, чтобы указать прибору предел давления, которое нельзя превышать для нормальной работы прибора, для которого это значение задано. То есть при проектировании, проектант должен за ранее знать, на какое максимальное давление рассчитан прибор.

Например, если прибору дали значение PN15 это означает, что прибор рассчитан на эксплуатацию с давлением не превышающим 15 кгс/см2. Что примерно равно 15 Бар.

1 кгс/см2 = 0.98 Бар. Грубо говоря значение PN примерно равно Бару или атмосфере.

Например, если прибору дали значение PN10 то оно рассчитано на давление не превышающую 10 Бар.

Определение PN по стандарту

Наибольшее избыточное рабочее давление при температуре рабочей среды 293 К (20 °С), при котором обеспечивается заданный срок службы (ресурс) корпусных деталей арматуры, имеющих определенные размеры, обоснованные расчетом на прочность при выбранных материалах и характеристиках прочности их при температуре 293 К (20 °С).

Российские нормы: ГОСТ 26349-84, ГОСТ 356-80, ГОСТ Р 54432-2011

Европейские нормы: DIN EN 1092-1-2008

Американские нормы: ANSI/ASME B16.5-2009, ANSI/ASME B16.47-2006