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1。はじめに
圧力容器タンク 特定の圧力に耐えることができるデバイスであり、ガスまたは液体の保管に使用されます。それらは、石油化学、天然ガス、発電、冶金、医薬品、食品などの産業で広く使用されています。彼らはしばしば、高圧、高温、可燃性、爆発性、または毒性媒体を保存します。したがって、設計の合理性は、機器の安全性とサービス寿命を直接決定します。
設計段階での重要な要因を無視したり、関連する安全規制を順守しなかったりすると、運用中の漏れや爆発などの深刻な事故につながり、重大な犠牲者や経済的損失をもたらします。したがって、科学的設計と安全基準への厳密な順守は、貯蔵タンクの信頼できる運用を確保するための前提条件です。
2。重要な設計要因
作業圧力と温度
設計圧力：設計は、十分な安全マージンで、タンクが耐えることができる最大動作圧力に基づいている必要があります。
設計温度：通常の動作温度を考慮する必要があるだけでなく、スタートアップ、シャットダウン、極端な気象条件中の温度変動も考慮する必要があります。
例：液化天然ガス（LNG）貯蔵タンクは、非常に低い温度（約-162°C）で動作する必要があります。したがって、脆性鋼または複合材料は、脆性骨折によって引き起こされる事故を防ぐために使用する必要があります。ストレージ媒体特性
可燃性と爆発性：プロパンとブタンのガス貯蔵タンクには、爆発的なデバイスと厳格なシーリングデザインが必要です。
腐食性：硫酸や塩酸などの腐食性液体は、タンク材料に非常に高い需要を備えており、しばしばステンレス鋼または耐腐食性コーティングを使用しています。
毒性：材料の選択に加えて、アンモニアや塩素などのガスを貯蔵する場合、安全対策として追加の二重壁のシェルまたは緊急スプレーシステムが必要です。
材料の選択
炭素鋼：低コスト、通常の温度と圧力または低圧貯蔵タンクに適していますが、耐性抵抗が不十分です。
ステンレス鋼：食品、医薬品、化学物質などの産業に適した優れた腐食と温度耐性を提供しますが、より高価です。
合金鋼：発電所ボイラー貯蔵タンクなどの高温および高圧環境で使用されています。
複合材料：近年、それらは軽量および腐食耐性材料を必要とするアプリケーションでますます使用されています。
構造設計
一般的な構造には、垂直、水平、球状、および円筒形が含まれます。球状のタンクは、比較的均一な内圧に耐えることができ、液化ガスの貯蔵に一般的に使用されます。厚さの設計：壁の厚さの計算式（ASMEおよびGB150が提供するものなど）に基づいて、材料の廃棄物を避けながら壁の厚さが圧力に耐えることができることを確認します。
溶接プロセス：溶接は最も弱いリンクであり、厳格な品質管理と非破壊検査が必要です。
製造と加工
溶接品質制御：X線撮影試験（RT）、超音波検査（UT）、浸透性試験（PT）、および磁気粒子試験（MT）を使用して、溶接品質を確保します。
熱処理：厚い鋼板は、溶接後にストレスを緩和し、脆性骨折を防ぐために全体的な熱処理を必要とします。
プロセスの形成：コールドコイルやホットプレスなどのプロセスの場合、鋼板が形成後に亀裂や過度の残留応力を生成しないようにします。
3。安全規制と基準
国際基準
ASMEボイラーと圧力容器コード（アメリカ機械エンジニア協会）：世界中で最も広く使用されている圧力容器設計コードで、設計、製造、および検査プロセス全体をカバーしています。 API 650/620（American Petroleum Institute）：主に大容量貯蔵タンクの設計と建設に使用されます。 API 650は大気圧タンクに適用され、API 620は極低温および低圧タンクに適用されます。
中国の基準
GB 150「圧力容器」：中国の中核圧力容器設計標準。
GB/T 151「シェルおよびチューブ熱交換器」：熱交換圧力容器の詳細な規制。
TSG 21 "定常圧力容器の安全技術監督に関する規制」：設計、製造、運用検査までの安全管理規制。
設計安全マージン
応力分析：有限要素分析（FEA）を使用して、さまざまなコンポーネントの応力分布を計算して、合理的な安全因子を確保します。
負荷の考慮事項：内圧に加えて、地震、風の荷重、雪の荷重などの外部要因も考慮する必要があります。
安全アクセサリー
安全バルブ：タンクが過圧下で動作するのを防ぎます。
破裂ディスク：タンクを保護するために極端な条件で圧力を放出します。
圧力計とレベルゲージ：リアルタイムで動作状況を監視します。自動制御およびアラームシステム：センサーとPLCを利用して、リモート監視と事故警告を有効にします。
4。検査とメンテナンス
シップ前検査：油圧圧力検査（圧力軸受能力を検証するため）と気密性テスト（漏れを防ぐため）が含まれます。
サービス内検査：超音波厚さの試験と腐食率の監視を使用して、機器の劣化を評価します。
定期的な検査：法律や規制（特別機器の安全監督に関する規制など）に従って、定期的かつ包括的な検査が必要です。
ライフサイクル管理：貯蔵タンクの完全なライフサイクルアーカイブが確立され、リスク評価を促進するために設計、製造、操作、メンテナンスデータを文書化します。
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