РД 26.260.011-99

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

РАСЧЕТНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ НОРМ ГЕРМЕТИЧНОСТИ
СОСУДОВ И АППАРАТОВ

 

ЛИСТ УТВЕРЖДЕНИЯ

РД 26.260.011-99

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

РАСЧЕТНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ НОРМ ГЕРМЕТИЧНОСТИ СОСУДОВ И АППАРАТОВ

 

 

Предисловие

1. РАЗРАБОТАН ОАО «Волгоградский научно-исследовательский и проектный институт технологии химического и нефтяного аппаратостроения» (ОАО «ВНИИПТхимнефтеаппаратуры»).

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Техническим комитетом № 260 «Оборудование химическое и нефтегазоперерабатывающее» Листом Утверждения от 24 июня 1999 г.

3. ВЗАМЕН «Методики расчетного определения норм герметичности сосудов и аппаратов».

4. ПЕРЕИЗДАНИЕ 2000 г. июль с ИЗМЕНЕНИЕМ № 1, утвержденным Листом Утверждения от 27 июня 2000 г.

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

Дата введения 1999-07-01

1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий руководящий документ предназначен для установления норм при проектировании и испытаниях на герметичность сосудов и аппаратов, изготавливаемых по ОСТ 26-291 и может быть использован для любого другого оборудования, подконтрольного Госгортехнадзору России, при условии соблюдения требований ПБ 03-108, ПБ 09-170, ПБ 10-115, СНиП 3.05.05.

2. НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящем руководящем документе использованы ссылки на следующие стандарты, правила и другие источники:

ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны

ГОСТ 12.1.007-76 ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности

ГОСТ 26790-85 Техника течеискания. Термины и определения

ОСТ 26-291-94 Сосуды и аппараты стальные сварные. Общие технические условия

ОСТ 26-11-14-88 Сосуды и аппараты, работающие под давлением. Газовые и жидкостные методы контроля герметичности

СН 245-71 Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий

СНиП 3.05.05-84 Технологическое оборудование и технологические трубопроводы

ПБ 03-108-96 Правила устройства и безопасной эксплуатации технологических трубопроводов

ПБ 09-170-97 Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств

ПБ 10-115-96 Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением

ПНАЭ Г-7-010-89 Оборудование и трубопроводы АЭУ. Сварные соединения и наплавки. Правила контроля

ВСН 21-77 Инструкция по проектированию отопления и вентиляции нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий

Средства защиты в машиностроении. Расчет и проектирование. Справочник. - 1989

Уплотнения и уплотнительная техника. Справочник. - 1986

3. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

3.1. Вещества, обращающиеся и выделяющиеся в воздух рабочей зоны предприятий химической, нефтехимической, нефте- и газоперерабатывающей промышленности в случае нарушения герметичности сосудов, аппаратов и трубопроводов, подразделяются на 4 класса опасности в соответствии с ГОСТ 12.1.007.

Одним из основных показателей, определяющих класс опасности вещества по ГОСТ 12.1.007 является его предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны, определяемая по ГОСТ 12.1.005.

3.2. При нормальной работе оборудования и вентиляции содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны должно быть меньше или равно предельно допустимой концентрации этих веществ по ГОСТ 12.1.005.

При установке технологического оборудования на открытой площадке, что характерно для большинства нефтегазоперерабатывающих предприятий, вентиляция рабочей зоны зависит от атмосферных условий на территории предприятия и физических свойств выделяющегося вредного вещества.

3.3. Норма герметичности сосуда, аппарата в соответствии с ГОСТ 26790 определяется как наибольший суммарный расход вещества через течи, обеспечивающий работоспособное состояние сосуда, аппарата и установленный нормативно-технической документацией на данный сосуд, аппарат.

Норма герметичности измеряется в единицах газового потока:

B = (DV/t) · Р = (DР/t) · V,                                             (1)

где В - расход газа через сквозной микроканал, м³ · Па/с;

DV/t - объемный расход газа, м³/с;

Р - давление в сосуде, Па;

DР/t - изменение давления в сосуде, Па/с;

V - объем сосуда, м³

В атомном машиностроении (ПНАЭ Г-7-010) и в химическом и нефтяном машиностроении (ОСТ 26-11-14) установлены классы герметичности сосудов, аппаратов и их соединений, которые различаются максимальными значениями суммарных характеристик обнаруживаемых сквозных дефектов (см. табл. 1 ОСТ 26-11-14).

3.4. При пневмоиспытаниях сосудов, аппаратов и трубопроводов методом падения давления определяется коэффициент негерметичности:

М = (1/t) · [1 - [(Рк · Тн)/(Рн · Тк)]],                                             (2)

где М - коэффициент негерметичности, ч^-1

(может также измеряться величиной падения давления в час в процентах от испытательного давления:

М % = (100/t) · [1 - [(Рк · Тн)/(Рн · Тк)]];

t - время выдержки сосуда, аппарата, трубопровода под давлением, ч;

Рн и Рк - абсолютное давление (сумма манометрического и барометрического давления) соответственно в начале и в конце испытания, Мпа;

Тн и Тк - абсолютная температура применяемого для испытания газа соответственно в начале и в конце испытания, К.

При постоянной температуре применяемого для испытания газа, учитывая, что Рн = Рр формула (2) приобретает вид:

М = DР/(t · Рр),                                                         (3)

где Рр - рабочее давление в аппарате, Мпа.

3.5. Как видно из формул (1) и (3) норма герметичности и коэффициент негерметичности связаны соотношением:

В = (DР/t) · V = M · Pp · V · (10⁶/3600) = M · Pp · V · [(1 · 10⁴)/36]               (4)

3.6. Количество вредного вещества в килограммах в час, выделяющегося из нормально работающего сосуда, аппарата, по результатам испытаний может быть определено по формуле:

                                (5)

где Кг - коэффициент запаса (для вновь изготовленного сосуда, аппарата Кг = 1,0; для сосуда, аппарата бывшего в эксплуатации Кг = 1,5 - 2,0 в зависимости от количества фланцевых соединений);

Ми и Мр - молекулярные массы испытательного газа и рабочего вещества;

Ти и Тр - абсолютная температура испытательного газа и рабочего вещества, К.

3.7. Выделения вредного вещества в воздух рабочей зоны не должны приводить к превышению предельно допустимой концентрации этого вещества в воздухе рабочей зоны, следовательно должно соблюдаться условие получаемое из формул (4) и (5)

                                         (6)

Учитывая, что пневмоиспытание проводится воздухом (Ми = 29) при температуре 20 °C (Ти = 293 К) формула (6) упрощается:

                                                   (7)

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НОРМЫ ГЕРМЕТИЧНОСТИ ДЛЯ СОСУДА, АППАРАТА, УСТАНОВЛЕННОГО В ПОМЕЩЕНИИ

4.1. Воздухообмен в производственных помещениях в метрах кубических в час, обеспечивающий снижение содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны до предельно допустимой концентрации при нормальной работе оборудования определяется по формуле:

L = (W · 10⁶)/(ПДКрз - ПДКпр),                                                (8)

где ПДКрз - предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны, мг/м³ (определяется по ГОСТ 12.1.005 или принимается минимальной для класса опасности вещества по ГОСТ 12.1.007);

ПДКпр - предельно допустимая концентрация вредного вещества в приточном воздухе, мг/м³ (не должна превышать 0,3ПДКрз).

4.2. При введении значений из формулы (8) в формулу (7) получим формулу для расчета нормы герметичности сосуда, аппарата, установленного в помещении:

                                     (9)

4.3. Для проектного определения нормы герметичности сосуда, аппарата, устанавливаемого в помещении, рекомендуется определять воздухообмен в этом помещении с учетом нормативной кратности воздухообмена для данного помещения по формуле:

L = Kв · Vрз,                                                              (10)

где Кв - нормативная кратность воздухообмена в помещении, ч^-1 (см. Приложение Б);

Vpз - объем рабочей зоны, м³ (в соответствии с ГОСТ 12.1.005 высота 2 м, площадь по СН 245 не менее 4,5 м², следовательно объем составляет не менее 9 м³, при отсутствии более точных данных).

4.4. С учетом формулы (10) формула (9) приобретает следующий вид:

                                       (11)

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НОРМЫ ГЕРМЕТИЧНОСТИ ДЛЯ СОСУДА, АППАРАТА, УСТАНОВЛЕННОГО НА ОТКРЫТОЙ ПЛОЩАДКЕ

5.1. Для проектного расчета нормы герметичности сосуда, аппарата, устанавливаемого на открытой площадке, (учитывая размещение большинства предприятий химической, нефтехимической, нефте- и газоперерабатывающей промышленности в климатических зонах, где общее количество безветренных дней превышает треть года, а непрерывная продолжительность безветренной погоды превышает треть месяца), можно принять, что при нормальной работе оборудования за 10 суток или 240 часов концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны не должна превышать значения ПДКрз согласно ГОСТ 12.1.005:

ПДКрз ³ [(W · tp)/Vрз] · 10⁶; W £ ПДКрз · (Vрз · 10⁶) · tр                     (12)

где tp - время непрерывной работы сосуда, аппарата в безветренную погоду, ч (при отсутствии климатической характеристики предприятия принимается, что tр = 240 ч, а Кг = 1,0).

5.2. При введении значений из формулы (12) в формулу (7) получим формулу для расчета нормы герметичности сосуда, аппарата, установленного на открытой площадке:

при Vpз = 9 м³

при других значениях Vрз              (13)

6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НОРМЫ ГЕРМЕТИЧНОСТИ СВАРНЫХ И РАЗЪЕМНЫХ СОЕДИНЕНИЙ СОСУДА, АППАРАТА

6.1. Норма герметичности сварных и разъемных соединений сосуда, аппарата для выбора оптимальной чувствительности конкретного способа контроля герметичности определяется по данным приложения В настоящего руководящего документа и таблицы 1 ОСТ 26-11-14.

При отсутствии данных о классе герметичности разъемных соединений рекомендуется использовать данные приложения Г настоящего руководящего документа.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ А

(справочное)

Таблица А.1 - Значения предельно допустимой концентрации вредного вещества в воздухе рабочей зоны в зависимости от класса опасности этого вещества по ГОСТ 12.1.007

В миллиграммах на метр кубический

Приложение Б

(справочное)

Таблица Б.1 - Значения кратности воздухообмена для производственных помещений

Приложение В

(справочное)

Таблица В.1 - Классы негерметичности уплотнений и соответствующие им удельные утечки^*

_____________

^* Таблица из книг: Средства защиты в машиностроении. Расчет и проектирование: Справочник/ С.В. Белов, А.Ф. Козьянов, О.Ф. Партолин и др. - М.: Машиностроение, 1989. - 229 с.; Уплотнения и уплотнительная техника: Справочник/ Л.А. Кондаков, А.И. Голубев, В.Б. Овандер и др. - М.: Машиностроение, 1986. - 464 с.

Приложение Г

(справочное)

Таблица Г.1 - Распределение допуска на негерметичность

Приложение Д

(справочное)

Примеры расчета нормы герметичности сосуда, аппарата

1. Исходные данные

Сосуд предназначен для хранения фосгена (Мр - 98,92) при давлении 1,6 МПа и температуре 100 °C (373 К), имеет объем 10 м³, (ПДКрз - 0,5 мг/м³), Кг = 1.

1.1. При установке в помещении производства хлорвинила

Кратность воздухообмена (см. приложение Б) Кв = 10 · 1,2 = 12, ч^-1.

Норма герметичности сосуда по формуле (11):

Это соответствует пятому классу герметичности по ОСТ 26-11-14.

Норма герметичности сварных соединений сосуда:

Всс = 0,1В = 2,74 · 10^-4, м³ · Па/с,

что также соответствует пятому классу герметичности по ОСТ 26-11-14.

1.2. При установке на открытой площадке норма герметичности сосуда, определяется по формуле (13):

Это соответствует пятому классу герметичности по ОСТ 26-11-14.

Норма герметичности сварных соединений сосуда:

Всс = 0,1В = 1,36 · 10^-5, м³ · Па/с,

что также соответствует пятому классу герметичности по ОСТ 26-11-14.

2. Исходные данные

Сосуд предназначен для смеси природных углеводородов с содержанием сероводорода до 25 % (Мр = 16,4) при давлении Рр = 2,5 МПа и температуре 100 °C (373 К) и имеет объем 10 м³; ПДКрз - 3 мг/м³, Кг = 1.

При установке на открытой площадке норма герметичности сосуда по формуле (13):

Это соответствует пятому классу герметичности по ОСТ 26-11-14.

Норма герметичности сварных соединений сосуда:

Всс = 0,1В = 2,0 · 10^-6, м³ · Па/с,

что также соответствует пятому классу герметичности по ОСТ 26-11-14.

 

Ключевые слова: сосуды, аппараты, герметичность, нормы, расчет