МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ,
МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ INTERSTATE COUNCIL FOR
STANDARDIZATION, METROLOGY AND CERTIFICATION
АППАРАТЫ КОЛОННЫЕ Технические требования (EN 13445:2002, NEQ)
Предисловие Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2009 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены» Сведения о стандарте 1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации и сертификации в машиностроении» (ВНИИНМАШ) 2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт) 3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол № 42 от 15 ноября 2012 г.) За принятие проголосовали:
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 21 ноября 2012 г. № 980-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 31838-2012 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2014 г. 5 В настоящем стандарте учтены основные нормативные положения следующих международных документов: - Директива 97/23 ЕС Европейского парламента и совета от 29 мая 1997 года по сближению законодательства государств-членов, касающегося оборудования, работающего под давлением в части выбора материалов, требований к конструкции, изготовлению и испытаниям; - Европейский региональный стандарт EN 13445:2002 Unfired Pressure Vessels (Сосуды, работающие под давлением без огневого подвода теплоты) в части выбора материалов, требований к конструкции, изготовлению и испытаниям. Степень соответствия - неэквивалентная (NEQ). Стандарт подготовлен на основе применения ГОСТ Р 53684-2009 6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет Содержание
ГОСТ 31838-2012 МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ АППАРАТЫ КОЛОННЫЕ Технические требования Columns. Technical requirements Дата введения -2014-01-01 1 Область примененияНастоящий стандарт распространяется на колонные аппараты, предназначенные для применения в технологических установках нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической, газовой и других смежных отраслей промышленности для проведения тепло-и массообменных процессов при контакте пара (газа) и жидкости (возможно присутствие нескольких жидких фаз), также и в присутствии дисперсной твердой фазы (в промывных аппаратах) и устанавливает основные технические требования к их проектированию, изготовлению, контролю, испытаниям и приемке. В дополнение к требованиям настоящего стандарта следует руководствоваться нормами и правилами промышленной безопасности [1], упомянутых в предисловии как проголосовавших за принятие межгосударственного стандарта. 2 Нормативные ссылкиВ настоящем стандарте использованы ссылки на следующие межгосударственные стандарты: ГОСТ 14249-89 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность ГОСТ 24755-89 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность укрепления отверстий ГОСТ 24756-81* Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Определение расчетных усилий для аппаратов колонного типа от ветровых нагрузок и сейсмических воздействий * На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 51273-99. ГОСТ 24757-81** Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Аппараты колонного типа ** На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 51274-99. ГОСТ 25221-82 Сосуды и аппараты. Днища и крышки сферические неотбортованные. Нормы и методы расчета на прочность ГОСТ 25822-83 Сосуды и аппараты. Аппараты воздушного охлаждения. Нормы и методы расчета на прочность ГОСТ 25867-83 Сосуды и аппараты. Сосуды с рубашками. Нормы и методы расчета на прочность ГОСТ 26202-84*** Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность обечаек и днищ от воздействия опорных нагрузок *** На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 52857.5-2007. ГОСТ 24756-81*4 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Определение расчетных усилий для аппаратов колонного типа от ветровых нагрузок и сейсмических воздействий *4 На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 51273-99. ГОСТ 9617-76 Сосуды и аппараты. Ряды диаметров. Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов по указателю «Национальные стандарты», составленному по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим выпускам информационного указателя за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку. 3 Классификация и типы колонных аппаратовКолонные аппараты - цилиндрические вертикальные сосуды постоянного или переменного сечения, оснащенные внутренними тепло- и массообменными устройствами (тарелками или насадкой), а также вспомогательными узлами (ввода жидкости и пара, распределителями жидкости и пара, аккумуляторными устройствами для сбора жидкости, устройствами для размещения насадочных элементов и т. д.), обеспечивающими проведение технологического процесса (ректификации, абсорбции, экстрактивной ректификации, экстракции (при взаимодействии жидкость-жидкость), прямого теплообмена между паром (газом) и жидкостью и др.). Для возможности доступа и монтажа внутренних устройств колонны диаметром менее 1000 мм выполняются царговыми. В колоннах может поддерживаться различное давление. В зависимости о применяемого давления колонные аппараты подразделяются на атмосферные, вакуумные и аппараты, работающие под давлением. Давление определяется технологическим процессом, происходящим в аппарате. К атмосферным колоннам обычно относят колонны, в верхней части которых давление близко атмосферному. Давление в нижней части колонн выше верхнего на величину гидравлического сопротивления внутренних устройств. Пример исполнения атмосферной колонны приведен на рисунке! Колонна оснащена тарелками. В вакуумных колоннах абсолютное давление в верхней части может достигать от 14 до 18 мм рт.ст. (1,87 ¸ 2,4 кПа) и менее. Внутренние устройства вакуумных колонн обеспечивают перепад гидравлического сопротивления по колонне от верха до ввода сырья от 10 до 20 мм рт.ст. (1,33 ¸ 2,66 кПа) и ниже. Пример исполнения вакуумной колонны приведен на рисунке 2. Колонна оснащена насадкой и тарелками. В колоннах, работающих под давлением (рисунок 3), давление вверху может достигать величин от нескольких атмосфер до нескольких десятков атмосфер. Настоящий стандарт применяют совместно с требованиями национальных стандартов государств, упомянутых в предисловии как проголосовавших за принятие межгосударственного стандарта*. * На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 52630-2012.
4 ОбозначенияВ настоящем стандарте применены следующие обозначения: а - относительная овальность корпуса аппарата; b1 - ширина нижнего опорного кольца; b2 - выступающая ширина нижнего опорного кольца; b3 - длина верхнего опорного элемента; b4 - ширина верхнего опорного элемента; b5 - минимальное расстояние между двумя смежными ребрами; b6 - максимальное расстояние между двумя смежными ребрами; D - внутренний диаметр аппарата; DH - наружный диаметр аппарата; D0 - внутренний диаметр опорной обечайки; D6 - диаметр окружности фундаментных болтов; е - расстояние от оси фундаментного болта до наружной поверхности опорной обечайки; h - высота опорного узла; S - толщина стенки обечайки; S1 - толщина стенки днища; s - исполнительная толщина стенки аппарата; s0 - исполнительная толщина стенки опорной обечайки; sk - исполнительная толщина нижнего опорного кольца; s2 - исполнительная толщина верхнего опорного кольца; s4 - исполнительная толщина ребра. 5 Требования к конструкции5.1 Общие требования 5.1.1 Конструкция аппарата должна обеспечить заданный режим эксплуатации, быть технологичной, надежной в течение срока службы, обеспечивать безопасность при изготовлении, монтаже и эксплуатации, предусматривать возможность контроля технического состояния аппарата. 5.1.2 Срок службы аппарата должен устанавливаться разработчиком аппарата и указываться в технической документации. 5.1.3 Расчет на прочность аппаратов и их элементов следует проводить в соответствии с ГОСТ 14249, ГОСТ 24755 - ГОСТ 24757, ГОСТ 25221, ГОСТ 25822, ГОСТ 25867, ГОСТ 26202 и требованиями национальных стандартов государств, упомянутых в предисловии как проголосовавших за принятие межгосударственного стандарта*. * На территории Российской Федерации действуют ГОСТ Р 52630-2012, ГОСТ Р 52857.1-2007 - ГОСТ Р 52857.12-2007, ГОСТ Р 51273-99, ГОСТ Р 51274-99. При расчете колонных аппаратов снеговые нагрузки не учитываются. 5.1.4 Аппараты, которые не могут транспортироваться в собранном виде, должны проектироваться из частей, соответствующих по габариту требованиям к перевозке транспортными средствами. Деление аппарата на транспортируемые части следует указывать в технической документации. 5.1.5 Аппараты, транспортируемые в собранном виде, а также отдельные транспортируемые части аппарата должны иметь строповые устройства (захватные приспособления) для проведения погрузочно-разгрузочных работ, подъема и установки аппаратов в проектное положение. Допускается использовать для этих целей технологические штуцера, горловины, уступы, бурты и другие конструктивные элементы аппаратов при подтверждении расчетом на прочность. Конструкция, места расположения строповых устройств и конструктивных элементов для строповки, их количество, схема строповки аппаратов и их транспортируемых частей должны быть указаны в технической документации. 5.1.6 Базовые диаметры аппаратов рекомендуется принимать по ГОСТ 9617. 5.2 Требования к элементам корпусов аппаратов 5.2.1 Днища, крышки и переходы аппаратов принимаются в соответствии с требованиями национальных стандартов государств, упомянутых в предисловии как проголосовавших за принятие межгосударственного стандарта**. ** На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 52630-2012. 5.2.2 Люки, лючки и штуцера принимаются в соответствии с требованиями национальных стандартов государств, упомянутых в предисловии как проголосовавших за принятие межгосударственного стандарта*. * На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 52630-2012. 5.2.3 Расположение отверстий - в соответствии с требованиями национальных стандартов государств, упомянутых в предисловии как проголосовавших за принятие межгосударственного стандарта*. 5.3 Требования к опорам колонных аппаратов 5.3.1 Опорные обечайки колонных аппаратов представлены на рисунке 4. Рисунок 4 - Основные конструкции вертикальных опор аппаратов 5.3.2 Цилиндрическую опору следует присоединять к днищу аппарата таким образом, чтобы средние диаметры цилиндрических обечаек корпуса и опоры совпадали или расстояния между этими осями были минимальными (см. рисунок 5). В случае смещения осей обечайки корпуса и опоры необходимо проверить прочность опорной обечайки с учетом дополнительных напряжений из-за смещения этих осей. Рисунок 5 - Узел стыковки опорной обечайки и днища аппарата 5.3.3 Основные конструкции опорных узлов приведены на рисунке 6. Рисунок 6 - Конструкции опорных узлов 5.4 Допускается установка колонных аппаратов на иные типы опор (стойки, лапы и др.) по указанию проектной организации. 6 Требования к материалам6.1 При выборе материалов для изготовления колонных аппаратов следует учитывать расчетное давление, температуру стенки, химический состав и характер среды, технологические свойства и коррозионную стойкость материалов. Колонные аппараты, как правило, устанавливаются на открытой площадке, поэтому при выборе материалов также необходимо учитывать среднюю температуру наиболее холодной пятидневки данного района с обеспеченностью 0,92 (в соответствии с [2]). При этом пуск, остановка и испытания на герметичность выполняются в соответствии с «Регламентом проведения в зимнее время пуска (остановки) или испытания на герметичность сосудов» в соответствии с требованиями национальных стандартов государств, упомянутых в предисловии как проголосовавших за принятие межгосударственного стандарта*. * На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 52630-2012. 6.2 Требования к основным материалам, их пределы применения, назначение, условия применения, виды испытаний должны удовлетворять требованиями национальных стандартов государств, упомянутых в предисловии как проголосовавших за принятие межгосударственного стандарта*. * На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 52630-2012. 6.3 Элементы, привариваемые непосредственно к корпусу колонного аппарата изнутри или снаружи (цилиндрические и конические опоры, подкладки под элементы металлоконструкций, опорные кольца под тарелки и др.) следует изготавливать из материалов того же структурного класса, что и корпус. 6.4 В колонных аппаратах, изготовленных из коррозионностойких сталей, допускается использовать цилиндрические или конические опоры из углеродистых сталей при условии, что к корпусу колонны приваривается переходная обечайка из коррозионностойкой стали высотой, определяемой расчетом. 6.5 В аппаратах из углеродистой стали полотна тарелок, клапаны, другие внутренние съемные детали и внутренний крепеж должны быть изготовлены из коррозионностойкой стали. 7 Требования к изготовлению7.1 Общие требования 7.1.1 Перед изготовлением, монтажом следует проводить входной контроль основных и сварочных материалов и полуфабрикатов. 7.1.2 Требования к маркировке материалов, принятых к изготовлению аппаратов, а также к качеству поверхности элементов корпуса принимаются по национальным стандартам государств, упомянутых в предисловии как проголосовавших за принятие межгосударственного стандарта*. * На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 52630-2012. 7.1.3 Предельные отклонения размеров принимаются в соответствии с требованиями национальных стандартов государств, упомянутых в предисловии как проголосовавших за принятие межгосударственного стандарта. 7.2 Корпуса 7.2.1 После сборки и сварки обечаек корпус (без днищ) должны удовлетворять следующим требованиям: а) отклонение по длине - не более ±0,3 % от номинальной длины, но не более ±50 мм; б) отклонение от прямолинейности - не более 2 мм на длине 1 м, но не более 30 мм при длине корпуса свыше 15 м. При этом местная непрямолинейность не учитывается: - в местах сварных швов; - в зоне вварки штуцеров и люков в корпус; - в зоне сопряжения разнотолщинных обечаек корпуса, выполненного с учетом допустимых смещений кромок в кольцевых швах аппарата. 7.2.2 Отклонение внутреннего (наружного) диаметра корпуса аппарата в местах установки тарелок или других внутренних устройств допускается не более ±0,5 % номинального диаметра, если в технической документации не оговорены более жесткие требования. 7.2.3 Относительная овальность корпуса аппарата измеренная в соответствии с требованиями национальных стандартов государств, упомянутых в предисловии как проголосовавших за принятие межгосударственного стандарта* в местах установки тарелок или других внутренних устройств не должна превышать ±0,5 %, если в технической документации не оговорены более жесткие требования. * На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 52630-2012. 7.2.4 Отклонения остальных размеров корпусов, кроме указанных выше, определяются в соответствии с требованиями национальных стандартов государств, упомянутых в предисловии как проголосовавших за принятие межгосударственного стандарта*. * На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 52630-2012. 7.3 Днища, фланцы, штуцера, люки, укрепляющие кольца 7.3.1 Указанные элементы корпусов аппаратов изготавливаются в полном соответствии с требованиями национальных стандартов государств, упомянутых в предисловии как проголосовавших за принятие межгосударственного стандарта*. * На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 52630-2012. 7.4 Предельные отклонения размеров аппаратов, их сборочных единиц и деталей от номинальных должны соответствовать приведенным на рисунке 7. Рисунок 7 - Предельные отклонения размеров аппаратов, их сборочных единиц и деталей 7.5 Внутренние тепло-и массообменные контактные устройства тарельчатого типа (тарелки) 7.5.1 Тарелки должны изготавливаться в соответствии с настоящим стандартом и проектом. 7.5.2 Опорные детали тарелок должны быть приварены к корпусу аппарата сплошным односторонним верхним швом, если иное не указано в проектной документации. 7.5.3 Отклонение от перпендикулярности опорных деталей тарелок, привариваемых к корпусу аппарата, коси корпуса, относительно которой установлены устройства (риски) для выверки вертикальности его на монтажной площадке, не должно превышать значений, указанных в таблице 1. Таблица 1 - Отклонения от перпендикулярности опорных деталей тарелок В миллиметрах
7.5.4 Результаты замеров фактических отклонений от перпендикулярности опорных деталей тарелок заносятся в формуляр, заверенный отделом технического контроля завода-изготовителя. Формуляр прилагается к паспорту аппарата. 7.5.5 Отклонение по шагу между соседними тарелками не должно превышать ± 3 мм. Отклонение по высоте нижней тарелки не должно превышать ± 5 мм от нижней кромки обечайки корпуса и ± 15 мм до верхней тарелки, при этом для промежуточных тарелок оно пропорционально изменяется (см. рисунок 7). 7.5.6 Допуск на минимальное расстояние от сливной перегородки до вертикальной поверхности уголка приемного кармана (успокаивающей планки) - (+ 10 мм и минус 5 мм). Допуск на расстояние от нижней кромки сливной перегородки до поверхности нижележащей тарелки при заглубленном приемном кармане - ± 5 мм на 1 м длины перегородки, но не более ± 15 мм на всю длину, а при отсутствии заглубленного кармана и наличии успокаивающей планки - ± 5 мм. 7.5.7 Штампованные детали тарелок должны быть чистыми, без трещин, надрывов, заусенцев. 7.5.8 Сварные швы опорных деталей тарелки, перекрываемые съемными деталями (полотнами и другими элементами), должны быть зачищены заподлицо с основным металлом. 7.5.9 Секции (полотна) тарелок могут изготавливаться сварными, при этом швы должны быть зачищены с двух сторон заподлицо с основным металлом. 7.5.10 Общий прогиб установленной тарелки не должен превышать значений, указанных в таблице 2. Таблица 2 - Прогиб установленной тарелки В миллиметрах
7.6 Царговые колонны 7.6.1 Отклонение от параллельности уплотнительных поверхностей фланцев царг после механической обработки не должно превышать 0,4 мм на 1 м диаметра (рисунок 8), но не более 1 мм на диаметр царги. Отклонение от перпендикулярности уплотнительных поверхностей фланцев царг к образующей обечайки не должно превышать 0,6 мм на 1 м высоты царги (рисунок 8), но не более 2 мм на всю высоту царги. Рисунок 8 - Царга с фланцами 7.6.2 Отклонение от высоты царги с фланцами не должно превышать ± 2 мм на 1 м номинального размера, но не более ± 5 мм на всю высоту царги. 7.6.3 Царги колонн с фланцами, имеющими уплотнительные поверхности «шип-паз» или «выступ-впадина», для удобства установки прокладки следует выполнять так, чтобы фланцы с пазом или впадиной были нижними. 8 Сварка и сварные соединения8.1 Аппараты могут быть изготовлены с применением всех видов промышленной сварки за исключением газовой. 8.2 Требования к сварке и сварным соединениям должны соответствовать требованиями национальных стандартов государств, упомянутых в предисловии как проголосовавших за принятие межгосударственного стандарта*. * На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 52630-2012. 8.3 Сварные соединения 8.3.1 Продольные и кольцевые стыковые сварные швы корпуса должны выполняться с полным проваром, включая швы приварки днищ. 8.3.2 Условия применения угловых и тавровых соединений штуцеров, люков, фланцев в соответствии с требованиями национальных стандартов государств, упомянутых в предисловии как проголосовавших за принятие межгосударственного стандарта*. * На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 52630-2012. 8.3.3 Нахлесточные сварные швы допускаются только для приварки укрепляющих колец и опорных элементов. 8.3.4 Допускается пересечение стыковых швов корпуса угловыми швами приварки внутренних и внешних устройств (опорных элементов, тарелок, рубашек, перегородок и т. п.) при условии контроля перекрываемого шва корпуса, радиографическим или ультразвуковым методом. 8.4 Требования к сварным соединениям и к качеству сварных соединений в соответствии с требованиями национальных стандартов государств, упомянутых в предисловии как проголосовавших за принятие межгосударственного стандарта*. * На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 52630-2012. 8.5 Методы контроля сварных соединений в соответствии с требованиями национальных стандартов государств, упомянутых в предисловии как проголосовавших за принятие межгосударственного стандарта*. * На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 52630-2012. 8.5.1 Объем контроля сварных швов вакуумных колонн неразрушающими методами составляет ³ 25 %. 9 Гидравлическое испытаниеГидравлическое испытание колонных аппаратов на заводе-изготовителе, как правило, производится в горизонтальном положении. Величина пробного давления аппарата при его испытании в вертикальном и горизонтальном положении одинаковая, если в процессе эксплуатации аппарата, гидростатическое давление столба жидкости отсутствует (аппарат полностью не заполняется жидкостью). При испытании аппарата в горизонтальном положении на заводе-изготовителе, последний должен проверить прочность корпуса колонны с учетом принятого способа опирания аппарата. 10 Термическая обработкаТермическая обработка колонного аппарата (или его частей) при необходимости осуществляется в соответствии с требованиями национальных стандартов государств, упомянутых в предисловии как проголосовавших за принятие межгосударственного стандарта*. * На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 52630-2012. Библиография
* Действует на территории Российской Федерации.
Ключевые слова: колонные аппараты, тепло- и массообменные контактные устройства, конструирование, материалы, изготовление, контроль и испытания
|