집 인테리어 디자인

기술 장비 내부의 폭발 결과 계산. 연방법(16) 장비의 화학적 폭발

계산을 위한 초기 데이터. 과정 작업의 목표: - 이러한 분야에서 이론 및 실제 지식의 체계화, 통합 및 확장; - 엔지니어링 및 기술 문제 해결에 있어 실용적인 기술 습득 및 독립성 개발 - 추가 과정 및 디플로마 프로젝트 작업을 위한 학생 준비 장치 장치 및 구조 재료 선택 장치 설명 및 장치 작동 원리 반응 장치를 수행하기 위한 밀폐 용기라고 합니다 ...

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소개 ...................................................................................................................................

장치 장치 및...............................
1. …………………………
2. ……
3. 건축 자재 선택………………………………………..

계산 및 초기 데이터의 목적……………………………………………………
1. 계산의 목적 ……………………………………………………………………
2. 장치의 계산 방식……………………………………………………..
3. 계산을 위한 초기 데이터……………………………………………….
4. …………………………………………

장치 주요 요소의 강도 계산……………………………….
1. ………………………………………………
  1. 초과 내부 압력이 가해지는 케이싱 쉘의 벽 두께 계산……………………………………………………………..
  2. 외부 압력이 가해지는 케이싱 쉘의 벽 두께 계산
  3. 내부 압력이 가해진 재킷 외피 계산
2. 바닥 계산 ……………………………………………………………………..
  1. 초과 내부 압력이 가해진 선체 바닥 계산…………………………………………………………………………….
  2. 외부 압력이 가해지는 하우징 바닥의 벽 두께 계산…………………………………………………………………………….
  3. 과도한 내부 압력이 가해진 셔츠의 바닥 계산…………………………………………………………………………….
3. ………………………………………………..
4. ………………………...
5. 지원 선택 및 계산…………………………………………………………...

결론 ………………………………………………………………………………………..

서지.......................................................................................

소개

높은 작동 매개변수(온도 및 압력)와 일반적으로 높은 생산성을 특징으로 하는 장비의 특정 작동 조건을 가진 현대 화학 생산에는 고품질 장치의 생성이 필요합니다.

장치의 고품질은 다음과 같은 특징이 있습니다. 고효율; 내구성(최소 15년의 서비스 수명); 경제; 신뢰할 수 있음; 보안; 품질과 제작 기술에 따라 편리함과 유지 보수 용이성.

코스 작업의 목표:

이러한 분야의 이론 및 실제 지식의 체계화, 통합 및 확장

공학 및 기술 문제 해결을 위한 실무 능력 습득 및 독립성 개발

추가 과정 및 디플로마 프로젝트 작업을 위해 학생들을 준비시킵니다.

장치의 장치 및 구조 재료의 선택

장치 설명 및 장치 작동 원리

반응 장치는 다양한 물리적 및 화학적 공정을 수행하도록 설계된 폐쇄 용기라고합니다. 화학 기술의 주요 공정이 이루어지는 반응기 장치; 그것은 효과적으로 작동해야 합니다. 물질의 화학적 변형의 특정 깊이와 선택성을 제공합니다. 반응기는 다음 요구 사항을 충족해야 합니다. 필요한 반응 부피가 있어야 합니다. 지정된 생산성 및 반응물의 유체 역학적 이동 모드를 보장하고, 필요한 상 접촉 표면을 만들고, 필요한 열 전달, 촉매 활동 수준 등을 유지합니다.

반응 장치의 설계는 온도, 압력, 필요한 열 전달 강도, 처리된 재료의 일관성, 재료의 응집 상태 등 여러 요인에 의해 결정됩니다.

장치의 덮개와 본체에는 제품 공급 및 배출을 위한 두 개의 분기 파이프가 있습니다. 교반기의 도움으로 물질이 혼합됩니다. 반응기 내부의 특정 온도를 유지하기 위해 장치에는 재킷이 장착되어 있으며 가열제를 공급하고 응축수를 배출하기 위한 두 개의 분기 파이프가 있습니다.

장치의 주요 요소 설계 선택

선택 및 설계할 요소는 쉘(본체), 바닥, 덮개, 셔츠, 믹서, 플랜지 연결, 지지대입니다.

장치의 주요 요소의 디자인 선택은 용도에 따라 이루어집니다.

쉘이 판금으로 만들어진 강철 원통형 쉘의 경우 GOST 9617-76이 적용됩니다.

실린더에 플랜지가 있는 타원형의 바닥을 선택합니다(GOST 6533-78) [p. 112, 그림 7.1 (a), 1]. 케이스 하단의 치수는 116페이지의 표 7.2에 따라 결정됩니다.

; ; .

장치의 커버는 분리 가능하고 장치와 함께 완전히 용접될 수 있습니다. 이러한 전체 용접 장치에는 일반적으로 표준화된 해치가 장착되어 있습니다. 덮개가 있는 맨홀 설계는 연결 선반에 씰이 있는 구형 덮개 버전 1을 허용합니다.

재킷은 장치에서 처리 및 저장되는 액체 제품의 외부 가열 또는 냉각을 위해 설계되었습니다. 디자인 상 셔츠는 일체형이며 분리 가능합니다. 원피스 셔츠는 작동이 더 간단하고 안정적입니다. 따라서 타원형 바닥과 하단 출력 페이지 164가 있는 유형 1의 강철 수직 장치용 강철 일체형 재킷을 허용합니다.

; ; ; .

명칭: 셔츠 1-3000-3563-2-O OST 26-01-984-74.

타원형 밑단이 있는 셔츠는 셔츠(,)에 지정된 조건에 해당하는 and일 때 사용됩니다.

복합 하우징과 개별 부품의 분리 가능한 연결 장치에는 주로 원형의 플랜지 연결이 사용됩니다. 플랜지 연결 설계는 장치의 작동 매개변수에 따라 사용됩니다. 평면 용접 플랜지를 사용하는 경우 .

우리는 혼합기 개방형 터빈의 설계를 받아들입니다. 터빈 믹서는 점도가 최대인 액체와 거친 현탁액을 혼합할 때 믹서의 작업 부피 전체에 걸쳐 집중적인 혼합을 제공합니다.

기초 또는 특수 지지 구조물에 장치를 설치하는 것은 주로 지지대의 도움을 받아 수행됩니다. 수직 장치는 일반적으로 장치가 방의 천장 사이 또는 특수 구조물에 배치될 때 서스펜션 다리에 설치됩니다. 우리는 지원 발의 디자인을 받아들입니다.

건축 자재 선택

건축 자재를 선택할 때 다음 사항을 고려해야 합니다.

장치의 작동 조건, 즉 매체의 부식 및 침식 특성, 매체의 온도 및 압력;

사용된 재료의 기술적 특성: 용접성, 가소성 및 기타;

타당성 고려 사항

장치 본체의 경우 강철 12X18H10T GOST 5632-72를 선택합니다. 스틸 12Kh18N10T는 고합금 오스테나이트계 부식강입니다. 이 강철은 화학 산업에서 매우 일반적이며 공급이 부족하지 않습니다. 강철은 장치 본체의 액체 매질에 영향을 미치지 않습니다.

조건에 따라 재킷에는 비공격적인 매체(수증기)가 포함되어 있습니다. 이를 감안할 때 셔츠의 경우 일반 품질 Vst3sp5 GOST 380-71의 탄소강을 선택합니다.

작동 매체와 접촉하는 교반기와 샤프트는 장치 본체를 구성하는 강철보다 내식성이 낮은 강철로 만들어집니다. 우리는 또한 강철 12X18H10T GOST 5632-72를 선택합니다.

이 장치는 무독성 및 비 폭발성 환경을 가지고 있고 작동 압력이 값을 초과하지 않기 때문에 스터핑 박스 씰이 사용됩니다.

블랭크 재료 또는 완성된 패스너는 열처리되어야 합니다. 짝을 이루는 너트와 볼트(스터드)는 경도가 다른 재료로 만들어야 하며 볼트(스터드)는 더 단단한 것으로 받아들이는 것이 좋습니다. 패스너의 재질에 따라 St 35 GOST 1050-74 HB=229(볼트) 및 HB=187(너트)을 선택합니다.

우리는 개스킷 paronite GOST 480-80의 재질을 선택합니다.

강판으로 만든 장치의 직선 및 원주 맞대기 용접은 플럭스 층 아래에서 반자동 용접으로 수행됩니다. 반자동 용접에 사용되는 용접 재료를 선택합니다.

고합금강 12X18H10T용:

와이어 등급 05X20N9FBS GOST 2246-70

탄소강 Vst3sp5의 경우:

와이어 등급 SV-08A GOST 2246-70

플럭스 브랜드 OSC-45 GOST 9087-69

탄소 VSt3sp5가 있는 고합금강 12X18H10T용:

와이어 등급 07X25N12G2T GOST 2246-70

플럭스 등급 AN-26S GOST 9087-69

장치의 내부 장치, 지지 구조의 제조 및 용접에는 수동 아크 용접이 사용됩니다. 다음 용접 재료를 선택합니다.

1) 몸체가 있는 고합금강 12X18H10T로 만든 피팅의 경우:

전극 유형 E08Kh20N9G2B GOST 10052-75;

2) 재킷이 있는 VSt3sp5 탄소강으로 만든 피팅 및 지지대의 경우:

전극 유형 E50A GOST 9467-75.

계산 및 초기 데이터의 목적
1. 계산의 목적

작업의 목적은 다음과 같습니다.

쉘, 선체 바닥 및 재킷의 벽 두께 결정

구멍의 보강 요소의 주요 치수 결정

플랜지 연결 선택, 플랜지 연결의 직경 및 볼트 수 결정;

지원 선택 및 계산

장치의 계산 방식

교반기가 있는 액체 매체용 혼합기의 설계는 그림 1에 나와 있습니다. 그림 1에 따르면 혼합기의 주요 요소는 재킷이 있는 쉘, 덮개, 스탠드가 있는 드라이브, 샤프트에 장착된 회전 믹서, 스터핑 박스 및 엔드 씰, 반응 생성물 제거용 피팅입니다.

쌀. 1 장치의 계산 방식.

계산을 위한 초기 데이터

초기 데이터:

장치 볼륨

원자로에서
수요일	온도, C	압력, MPa
글리세린, 30%
셔츠에
수요일	온도, C	압력, MPa
증기		0,33

직경 값

드라이브 웨이트

셔츠 벽에 지지대를 놓습니다.

그림의 드라이브는 조건부로 표시됩니다. 반응기의 높이와 동일한 드라이브의 높이를 가져옵니다.

설계 매개변수 결정

설계 온도는 열 계산 또는 테스트 결과에 따라 결정됩니다. 열계산이 불가능할 경우 설계온도는 사용온도와 같으나 20℃ 이상 0 따라서:

작동 온도: 인클로저

셔츠

설계 온도: 인클로저

셔츠

장치 본체의 설계 압력은 다음과 같습니다.

(2.1)

조건을 확인하여 정수압 액체 기둥의 압력을 고려해야 할 필요성을 확인하십시오.

; (2.2)

; (2.3)

작동 온도에서 하우징의 매체 밀도는 어디에 있습니까? 하우징의 매체는 30% 글리세롤 용액입니다. 용액의 밀도는 다음 공식에 의해 결정됩니다.

; (2.4)

여기서 승 습도, 수락 W=90%;

T=275 295 0 K, T=290 0 K 수용;

장치 본체의 액체 레벨 높이;

조건이 충족되었으므로 장치의 정수압 액체 기둥의 압력을 고려해야 합니다. 그런 다음 설계 압력은 다음 공식에 의해 결정됩니다.

; (2.5)

설계 온도에서 표 1.4에 따라 케이스 재질의 허용 응력을 선택합니다.

설계 온도에서 표 1.3에 따라 셔츠 소재의 허용 응력을 선택합니다.

재킷에 대한 설계 압력:

(2.6)

재킷의 정수압 기둥을 고려해야 할 필요성을 확인합시다. 공식 (2.3)에 따르면:

그런 다음 공식 (2.2)에 의해 다음을 얻습니다.

조건이 충족되지 않기 때문에 장치의 정수압은 고려되지 않습니다. 따라서.

신체의 수압 테스트 중 테스트 압력은 다음 공식에 의해 결정됩니다.

; (2.7)

재킷의 수압 테스트 중 테스트 압력은 다음 공식에 의해 결정됩니다.

; (2.8)

수압 테스트 중 허용되는 응력은 다음 공식에 의해 결정됩니다.

; (2.9)

여기서 공작물 유형을 고려한 보정 계수입니다. 강판용

강철 항복 강도 20 0 C. 강철 12X18H10T의 경우; 강철 Vst3sp5의 경우;

본체 재질의 경우;

셔츠 소재.

조건을 확인하여 내부 테스트 압력에 대한 장치를 계산할 필요성을 확인하십시오.

; (2.10)

여기서 - 수압 테스트 압력은 다음 공식에 의해 결정됩니다.

; (2.11)

물의 밀도는 어디에 있습니까?

액체 기둥(물)의 높이;

공식 (2.10)에 의해 다음을 얻습니다.

조건이 충족되지 않았습니다.

셔츠의 상태(2.10)를 확인합니다.

수압 테스트 중 재킷의 수위 높이는 어디에 있습니까?

공식 (2.10)에 의해 다음을 얻습니다.

조건이 충족되지 않으므로 수압 시험 조건에서 장치 재킷의 강도 계산이 필요합니다.

장치의 주요 요소의 강도 계산

원통형 쉘 계산

몸체의 원통형 쉘 계산부터 시작하겠습니다.

두 가지 압력이 쉘에 작용합니다: 과도한 내부(반응기 내부) 및 외부 압력(재킷의 압력), 따라서 원통형 케이싱 쉘을 계산할 때 최대값을 선택해야 하는 두 가지 두께 옵션이 있습니다.

쉘이 차지하는 부피는 장치 부피와 바닥 부피의 차이로 결정됩니다.

; (3.1)

쉘 높이:

; (3.2)

본체의 원통형 쉘 예상 길이:

; (3.3)

외부 압력이 작용하는 쉘의 길이는 어디에 있습니까?

결합 바닥의 원통형 부분의 높이는 p.118에 따라 취합니다.

바닥의 타원형 부분의 높이;

3.1.1 초과 내부 압력이 가해지는 선체 외피의 벽 두께 계산

선체 쉘의 계산된 두께를 결정하고 계산은 다음에 따라 수행됩니다.

; (3.4)

내부 압력은 어디에 있습니까?

쉘 직경;

수압 테스트 조건에 대한 예상 쉘 두께:

; (3.5)

상태 확인:

; (3.6)

조건이 충족되지 않으므로 .

효과적인 벽 두께는 다음 공식에 의해 결정됩니다.

; (3.7)

어디에서 계산된 벽 두께 증가의 총 값. 값와 함께 공식에 의해 결정됩니다.

; (3.8)

어디에서 1 부식 및 침식을 보상하기 위해 증가;

2시부터 부정적인 허용 오차를 보상하기 위한 증가;

2시부터 기술증가;

1에서 증가 공식에 의해 결정됩니다.

; (3.9)

강철 12X18H10T의 몸체 재질의 부식률은 어디에 있습니까?

Т=20년 장치 수명;

값 c 2 , c 3은 0과 같습니다.

공식 (3.7)에 의해 다음을 얻습니다.

가장 가까운 큰 표준 값을 선택합니다.

3.1.2 외부 압력을 받는 케이싱 쉘의 벽 두께 계산

대략적인 벽 두께는 다음 공식에 의해 결정됩니다.

; (3.10)

여기서 계수는 그림에 따라 결정됩니다. 계수의 값에 따라 6.3 및

; (3.11)

여기서 - 작업 조건에 대한 안정성 계수, p.105에 따라 허용됨;

p.105에 따라 허용되는 수압 테스트 조건에 대한 안정성 계수;

강철 12X18H10T의 탄성 계수;

강철 Vst3sp5의 탄성 계수;

재킷의 수압과 동일한 예상 외부 압력

작업 조건: ;

수압 테스트용: .

추정 계수 K 3 공식에 의해 결정됩니다.

; (3.12)

우리는 다음을 정의합니다: 작동 조건

수압 테스트 조건용.

작동 조건에 대한 공식(3.10)에 따르면:

수압 테스트 조건의 경우:

내부 및 외부 압력을 받는 케이싱 쉘의 설계 벽 두께는 최대 조건에서 가져옵니다.

; (3.13)

; (3.14)

축방향 압축력에프 공식에 의해 결정됩니다.

근무 조건; (3.15)

수압 테스트 조건용(3.16)

본체 쉘의 안정성을 확인합시다. 다음 조건을 충족해야 합니다.

근무 조건; (3.17)

수압시험 조건; (3.18)

여기서 및 - 각각 작동 조건 및 수압 시험에서의 압력;

그리고 - 작업 조건 및 수압 테스트 조건에서 허용되는 외부 압력

및 - 작동 조건 및 수압 시험 조건 하에서 허용되는 축 방향 압축력;

강도 조건에서 허용되는 외부 압력:

근무 조건에서; (3.19)

수압 테스트 조건에서; (3.20)

근무 조건에서; (3.21)

여기서 B 1 다음과 같이 정의됩니다.

; (3.22)

B1=1을 받아들이고;

수압 테스트 조건(3.23)에서

강도와 안정성을 고려한 허용 외부 압력:

근무 조건에서; (3.24)

수압 테스트 조건에서; (3.25)

쉘 강도 조건을 확인합시다.

근무 조건에서; (3.26)

수압 테스트 조건에서; (3.27)

강도 조건이 충족됩니다.

강도 조건에서 허용되는 축방향 압축력:

근무 조건을 위해; (3.28)

수압시험 조건; (3.29)

탄성 한계 내에서 안정성 조건에서 허용되는 축 방향 압축력 (3.30)

; (3.31)

근무 조건을 위해;

수압 테스트 조건.

두 조건을 모두 고려한 허용 축방향 압축력:

근무 조건을 위해; (3.32)

수압시험 조건; (3.33)

조건(3.17)을 확인합니다.

조건(3.18)을 확인합니다.

두 가지 안정성 조건을 모두 만족합니다.

3.1.3 내부 압력이 가해지는 재킷 외피의 계산

재킷의 디자인 외피 두께는 다음 공식에 의해 결정됩니다.

; (3.34)

재킷의 압력은 어디에 있습니까?

셔츠 직경;

자동 용접에 의해 수행되는 양면 솔리드 용입이 있는 재킷의 맞대기 용접에 대한 용접의 강도 계수

수압 테스트 조건의 경우:

; (3.35)

디자인 두께로

경영진 벽 두께:

; (3.36)

여기서 c는 다음 공식에 의해 결정됩니다.

; (3.37)

강철 VSt3sp5의 몸체 재질의 부식 속도는 어디에 있습니까?

우리는 더 큰 표준 값을 받아들입니다.

근무 조건을 위해; (3.38)

수압시험 조건; (3.39)

강도 상태 확인

근무 조건을 위해; (3.40)

수압 테스트 조건의 경우; (3.41)

바닥 계산

케이스 하단부터 계산을 시작합니다. 외부 및 내부 과잉의 두 가지 압력이 작용합니다.

3.2.1 과도한 내압을 받는 선저의 계산

근무 조건에서; (3.42)

내부 압력은 어디에 있습니까?

바닥 직경;

강철 12X18H10T에 대한 허용 응력;

자동 아크 전기 용접에서 용접 강도 계수는 다음에 따라 허용됩니다.

수압 테스트 조건에서; (3.43)

두 값 중 더 큰 값, 즉 .

3.2.2 외부 압력을 받는 선체 바닥의 벽 두께 계산

타원형 바닥의 벽 두께는 다음 공식으로 계산됩니다.

근무 조건에서; (3.44)

여기서 케이 타원형 바닥의 곡률 반경에 대한 감소 계수. 예비 계산을 위해 K를 받아들입니다. E \u003d 0.9;

근무 조건에서

또는;

수압시험 조건; (3.45)

또는;

과도한 내부 및 외부 압력이 가해지는 하우징 바닥 벽의 계산된 두께는 다음 조건에서 가져옵니다.

; (3.46)

8.5mm.

경영진 벽 두께:

; (3.47)

우리는 더 큰 표준 값을 받아들입니다.

허용되는 내부 과압:

; (3.48)

강도 조건을 확인합시다.

; (3.49)

허용되는 외부 압력은 다음 공식에 의해 결정됩니다.

근무 조건을 위해; (3.50)

강도 조건에서 허용되는 압력:

; (3.51)

안정성 조건에서 허용되는 압력:

; (3.52)

계수 K e 다음 공식에 의해 결정됩니다.

; (3.53)

; (3.54)

수압 테스트 조건의 경우; (3.55)

; (3.56)

안정성 조건에서 허용되는 압력:

; (3.57)

강도 상태 확인

근무 조건을 위해; (3.58)

수압 테스트 조건의 경우; (3.59)

두 강도 조건이 모두 충족됩니다.

3.2.3 초과 내부 압력이 가해진 재킷 바닥의 계산

타원형 바닥의 설계 벽 두께는 다음 공식에 의해 결정됩니다.

근무 조건에서; (3.60)

내부 압력은 어디에 있습니까?

셔츠 직경;

강철 Vst3sp5에 대한 허용 응력;

자동 아크 전기 용접에서 용접 강도 계수는 다음에 따라 허용됩니다.

수압 테스트 조건에서; (3.61)

두 값 중 더 큰 값, 즉 .

경영진 벽 두께:

; (3.62)

우리는 더 큰 표준 값을 받아들입니다.

허용되는 내부 과압:

근무 조건을 위해; (3.63)

수압시험 조건; (3.64)

강도 상태 확인

근무 조건을 위해; (3.65)

수압 테스트 조건의 경우; (3.66)

두 강도 조건이 모두 충족됩니다.

구멍 계산 및 강화

강화가 필요하지 않은 구멍을 계산해 봅시다.

; (3.67)

어디; (3.68)

; (3.69)

상태를 확인합니다: ; (3.70)

조건이 충족되었으므로 이 구멍을 강화해서는 안 됩니다. 이것은 다른 구멍에도 적용됩니다.

플랜지 연결 선택 및 볼트 계산

볼트 재질, 너트 스틸 35 GOST 1050-74;

플랜지 재질 20K ;

개스킷 재질 GOST 480-80 파로나이트;

장치 내부의 설계 압력 0.136 MPa;

설계 온도 -

플랜지 연결부의 내경;

벽 두께;

플랜지 연결의 주요 매개변수:

플랜지 내경;

플랜지 외경;

볼트 원 지름;

실링 표면의 기하학적 치수;

플랜지 두께;

볼트 구멍 직경;

구멍의 수;

볼트 직경;

주요 개스킷 매개변수:

외경;

내경;

부설 폭;

과도한 내부 압력으로 인해 플랜지 연결부에 작용하는 하중:

; (3.71)

개스킷의 평균 직경은 어디에 있습니까?

; (3.72)

작동 조건에서 개스킷 반응:

; (3.73)

개스킷의 유효 너비는 어디에 있습니까?

플랫 개스킷용; (3.74)

계수, 허용 ;

온도 변형으로 인해 발생하는 힘. 동일한 재질의 용접 플랜지의 경우:

; (3.75)

볼트의 수는 어디에 있습니까?

; (3.76)

볼트의 피치는 어디에 있습니까?

; (3.77)

무차원 계수. 용접 플랜지를 사용한 연결의 경우:

; (3.78)

어디; (3.79)

개스킷의 선형 컴플라이언스는 어디에 있습니까?

(3.80)

에 따라 취해진 개스킷 재료의 극한 탄성 계수는 어디에 있습니까?

볼트의 선형 유연성:

; (3.81)

볼트의 예상 길이는 어디에 있습니까?

; (3.82)

볼트 헤드의 베어링 표면과 너트 사이의 볼트 길이는 어디에 있습니까?

; (3.83)

- ;

나사산의 내경에 대한 볼트의 예상 단면적, ;

볼트 재질의 종방향 탄성 계수

플랜지 각도 준수:

; (3.83)

여기서 승 무차원 매개변수;

계수;

무차원 매개변수;

예상 플랜지 두께;

플랜지 재질의 종방향 탄성계수;

; (3.84)

여기서 는 무차원 매개변수입니다.

; (3.85)

평평한 용접 플랜지용; ; (3.86)

우리는 다음에 따라 받아들입니다;

; (3.87)

어디; (3.88)

플랫 용접 플랜지에 대한 동등한 플랜지 스피곳 두께;

원추형 플랜지 부싱의 더 작은 두께;

하지만; (3.89)

우리는 다음에 따라 받아들입니다;

플랜지 재료의 열 선형 팽창 계수

볼트 재료의 열 선형 팽창 계수

에 따르면 ;

; (3.90)

매개변수인 경우 ;에 따라 수락합니다.

플랜지 연결의 강성 계수

; (3.91)

어디; (3.92)

플랫 용접 플랜지용.

우리는 다음에 따라 받아들입니다;

; (3.93)

플랜지 섹션의 직경 방향으로 감소된 굽힘 모멘트:

; (3.94)

; (3.95)

; (3.96)

볼트 강도 조건:

; (3.97)

; (3.98)

; ;

; .

볼트(스터드)를 조일 때 키의 토크는 다음에 의해 결정됩니다.

개스킷 강도 조건:

; (3.99)

; .

개스킷 강도 조건이 충족됩니다.

s 1 플랜지:

; (3.100)

에 - 에 따라 수락

단면 최대 응력 s 0 플랜지:

; (3.101)

어디에 - 우리는 다음에 따라 수락합니다.

순간 작용으로 인한 플랜지 링의 응력 M 0 :

; (3.102)

내부 압력으로 인한 플랜지 슬리브의 응력:

; (3.103)

; (3.104)

플랜지 강도 조건:

; (3.105)

에; (3.106)

플랜지 각도:

; (3.107)

플랫 플랜지용 ;

. (3.108)

지원 선택 및 계산

계산은 에 따라 수행됩니다.

계산된 부하를 결정합니다. 하나의 지지대에 가해지는 하중은 다음 공식에 의해 결정됩니다.

; (3.109)

여기서, - 지원 수에 따른 계수;

P 작동 조건 및 수압 테스트 조건에서 용기의 중량;

M 외부 굽힘 모멘트;

디 셔츠 직경;

이자형 힘 적용 지점과 뒷면 시트 사이의 거리.

외부 굽힘 모멘트가 0이므로 공식(3.109)은 다음 형식을 취합니다.

; (3.110)

지원 횟수로;

작업 조건에서의 선박 중량;

수압 테스트 조건에서 선박 중량;

근무 조건;

수압시험 조건;

내부 압력 및 굽힘 모멘트로 인한 축방향 응력:

; (3.111)

서비스 수명이 끝날 때 장치의 벽 두께는 어디에 있습니까?

; (3.112)

어디 장치의 유효 벽 두께;

부식을 보상하기 위해 C 증가;

1부터 증수;

근무 조건;

수압 테스트 조건.

내부 압력으로 인한 원주 응력:

; (3.113)

근무 조건;

수압 테스트 조건.

주요 하중 및 지원 반응으로 인한 최대 멤브레인 응력:

; (3.114)

근무 조건;

수압 테스트 조건.

주 하중 및 지지대 반응의 최대 멤브레인 응력은 다음 공식에 의해 결정됩니다.

; (3.115)

[ 1, p.293, 그림 14.8] ;

근무 조건;

수압 테스트 조건

지지대 반응으로 인한 최대 굽힘 응력:

; (3.116)

매개 변수에 따라 계수는 어디입니까?[ 1, p.293, 그림 14.9] ;

근무 조건;

수압 테스트 조건.

강도 조건의 형식은 다음과 같습니다.

; (3.117)

어디서 - 작동 조건;

수압 테스트 조건의 경우;

근무 조건;

수압시험 조건;

강도 조건이 만족됩니다.

오버레이 시트의 두께는 다음 공식에 의해 결정됩니다.

계수는 어디에 있습니까?에 따라 수락합니다.

근무 조건;

수압시험 조건;

우리는 마침내 받아들입니다.

결론

코스 설계의 결과는 작동 조건에 따라 장치와 그 요소를 자세히 계산한 것입니다. 특히 쉘, 재킷, 바닥의 두께가 계산되었습니다. 플랜지 연결 계산; 홀 강화 계산; 지원 계산. 기술 및 경제 지표를 고려하여 재료를 선택했습니다. 장치 요소의 대부분의 두께는 강도 계산을 기반으로 여유를 두고 취했기 때문에 지정된 조건보다 더 가혹한 조건에서 장치를 사용할 수 있습니다.

따라서 계산을 바탕으로 설계된 장치가 주어진 조건에서 작동하기에 적합하다는 결론을 내릴 수 있습니다.

서지

1. Lashinsky A.A. 용접 화학 장치 설계: 핸드북. L.: 기계 공학. 레닌그라드. 부서, 1981. 382p., 병.

2. 미칼레프 M.F. "화학 생산을 위한 기계 및 장치의 계산 및 설계";

3. CREO 강의노트

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폭발물의 생산 및 포함 그들의 제품 1. 장비는 폭발물 및 사용할 제품의 물리화학적 및 폭발적 특성을 고려하여 개발해야 합니다. 충격 및 마찰에 대한 민감도, 양수 및 음수 온도에 대한 노출, 화학적 활성 및 신제품 형성 능력, 대전, 분진 경향, 케이킹, 성층화, 공압 운송 또는 파이프를 통한 펌핑 적합성 및 "폭발 장비" 시스템의 안전에 직간접적으로 영향을 미치는 기타 특성. 2. 장비의 설계는 다음을 포함하여 폭발물 및 사용 제품에 대한 규제 및 기술 문서의 요구 사항을 충족하는 기술적 특성 및 작동 모드뿐만 아니라 작업자의 안전을 보장해야 합니다. 폭발물 및 제품에 대한 기계적 하중을 안전한 한계로 제한; 슬리브 보호, 파이프 라인의 접지 도체, 막대, 작동 중 마모로부터 전기 배선; 지정된 열 체제의 매개 변수 준수, 포함. 폭발물 및 제품과 접촉하는 장치 및 부품의 과열 방지 및 필요한 경우 온도 제어 폭발성 성분의 용량; 설치된 먼지 억제; 일련의 작업에 대한 위험한 위반으로부터 차단; 위험한 작업의 원격 제어; 진행 중인 기술 프로세스의 안정적이고 시기 적절한 제어 위험(비상) 모드의 발생 또는 접근에 대한 안정적인 조명 및/또는 소리 신호. 3. 용기 및 장치의 제조를 위한 재료를 선택할 때 벽 온도(최소 음수 및 최대 계산), 화학 조성, 매질의 특성(부식성, 폭발성, 가연성 등) 및 물질의 기술적 특성이 고려됩니다. 재료는 처리된 물질의 반응 질량, 증기 또는 먼지와 상호 작용해서는 안됩니다. 4. 개별 부품의 제조에는 충분한 강도의 내열성 전기 전도성 플라스틱을 사용할 수 있습니다. 5. 폭발물 및 제품과 직접 접촉하지 않지만 불꽃을 발생시키는 재료로 만들어진 마찰 및 충돌 부품이 있는 조립품은 폭발물 및 제품으로부터 확실하게 격리되거나 플라스틱으로 덮여 있거나 불꽃이 발생하지 않는 재료로 만들어진 케이싱으로 밀폐되어야 합니다. 6. 모든 경우에 장치의 특별히 규제된 작동 조건에 의해 결정되지 않는 경우 장비 설계는 마찰 부분과 충돌 부분 사이의 틈으로 폭발물이 침투하는 것을 배제해야 합니다. 후자는 적절한 씰, 원격 베어링, 오거 배플 및 유사한 솔루션을 사용하여 달성할 수 있습니다. 7. 폭발 통로에는 패스너(볼트, 스터드, 못, 핀, 코터 핀)가 없어야 합니다. 8. 폭발물 통과 경로 외부의 나사산 연결부에는 코터 핀 또는 다른 패스너 고정 방법이 필요합니다. 9. 폭발물을 생산 또는 처리하는 장비로서 폭발물이 용기 또는 장치에 장기간 체류할 경우 분해될 수 있으므로 물질이 축적될 수 있는 정체 구역이 없어야 합니다.10. 장비 유닛의 설계는 윤활유가 폭발물에 들어갈 가능성을 배제해야 합니다. 11. 장비 작동 중에 폭발성 분진이 발생할 수 있는 어셈블리 및 부품 표면의 가열은 60 ° C를 초과해서는 안 됩니다. 이는 적절한 작동 모드를 선택하고 예외적인 경우에만(파이프라인 및 온수 재킷, 내연 기관의 배기관, 히터, 열교환기) 단열재를 사용하여 보장해야 합니다. 12. 온도가 45 ° C를 초과하는 용기 및 장치의 외부 표면은 단열 처리되어야 합니다. 단열재는 설치 장소에서 고정되며 용기 및 장치의 설계에는 단열재 고정 장치가 제공되어야 합니다. 단열재는 불연성이어야 하며 처리된 물질과 상호 작용하지 않아야 합니다. 용기 및 장치에는 단열재와 외부 표면 사이에 폭발물의 침투를 방지하는 장치가 있어야 합니다. 13. 사용된 윤활제는 장비의 여권(양식)과 규정된 방식으로 승인된 관련 운영 문서에 표시되어야 합니다. 14. 용기 및 장치의 설계는 의도된 모든 작동 모드에서 작업자에게 위험한 파괴를 유발할 수 있는 하중의 세부 사항 및 조립 단위에서 발생 가능성을 배제해야 합니다. 15. 용기와 장치 및 개별 부품의 설계는 예상되는 작동 및 설치(해체) 조건에서 낙하, 전복 가능성을 배제해야 합니다. 16. 클램핑, 그립핑, 리프팅, 로딩 등의 설계 장치 또는 해당 드라이브는 전원 공급이 완전히 또는 부분적으로 자발적으로 중단되는 경우 위험 가능성을 배제하고 전원 공급이 복원될 때 이러한 장치의 상태가 자발적으로 변경되는 것을 배제해야 합니다. 17. 용기 및 기구의 구조적 요소는 이러한 요소의 기능적 목적에 의해 그 존재가 결정되지 않는 경우 작업자에게 상해를 입힐 위험이 있는 불규칙성이 있는 날카로운 모서리, 가장자리, 돌기 및 기타 표면이 없어야 합니다. 18. 기계적 손상으로 인해 위험이 발생할 수 있는 증기, 유압, 공압 시스템, 안전 밸브, 케이블 등의 파이프라인을 포함하는 장비의 부품은 가드로 보호하거나 작동 또는 유지 보수 장비로 인한 우발적 손상을 방지할 수 있는 위치에 있어야 합니다. 19. 용기 및 장치의 설계는 조립 장치 및 부품 고정의 자발적인 풀림 또는 분리를 배제해야 하며 위험한 상황을 유발할 수 있는 경우 설계에서 제공한 한도를 초과하는 움직이는 부품의 움직임도 배제해야 합니다. 20. 장비 설계에서 공압, 유압, 방폭 전기 및 기계 드라이브를 사용할 수 있습니다. 21. 목적, 장비의 설계 및 운영 문서에 규정된 작업 방법은 다음을 제외해야 합니다: 이물질 및 물질이 폭발물 및 제품에 침투하는 것뿐만 아니라 대기 강수량, 전선 손상, 기폭 코드, 도파관 및 적재 과정 중 기타 개시 수단. 22. 벙커 해치 프레임과의 접합부에서 작동 중에 제거되는 강철 덮개와 그물은 충격을 완화하고 스파크를 일으키지 않는 재료 (고무, 탄성 플라스틱)로 보강해야하며 정전기 전위 축적을 방지하기위한 조치를 취해야합니다. 23. 폭발물의 경로에 이물질이 침입하는 것을 방지하기 위해 적재 해치 및 컨테이너 개구부에 그리드를 설치해야 합니다. 메쉬 메쉬 크기는 천공 (원형) 구멍의 경우 직경이 각각 18mm와 12mm 인 경우 grammonite, granulotol, alumotol의 경우 15x15mm, 기타 폭발물 및 질산 암모늄의 경우 10x10mm를 초과해서는 안됩니다. 공압 충전 중 플러그 형성을 방지하려면 체 셀의 크기가 충전 파이프라인의 공칭 직경의 1/2 이하인 조건을 관찰해야 합니다. 24. 장비 설계 시 벙커, 챔버 및 기타 축적 및 바이패스 장치에 자재를 걸지 않도록 해야 합니다. 이 요구 사항을 충족하는 것이 불가능한 경우 장비에는 폭발물의 결빙을 제거하거나 방지할 수 있는 효과적이고 안전한 수단이 장착되어 있어야 합니다. 25. 스크류 컨베이어에서 폭발물 또는 그 구성 요소를 나사 끝 부분으로 밀어 넣을 가능성, 베어링으로의 제품 유입 및 케이싱 내벽에 대한 나사 나사의 마찰을 배제해야 합니다. 나사 끝 부분에서 폭발물이 눌리는 것을 방지하기 위해 나사-나사의 설계는 나사 끝에서 배플 회전을 사용하여 폭발물의 흐름을 차단하도록 제공되어야 합니다. 모든 경우에 나사의 길이는 휨을 포함하여 케이싱에 대한 리브의 마찰이 배제되도록 취해야 합니다. 26. 진동 피더는 진동에 노출되는 과정에서 박리되지 않는 폭발물에만 사용할 수 있습니다. 27. 장비 경로를 따라 액체 성분과 쏟아지는 폭발물을 이동하려면 호스 및 스크류 펌프를 사용할 수 있습니다.28. 폭발물 및 제품을 공급하기 위한 벨트 컨베이어는 미끄러짐으로부터 보호되어야 하며 길이를 따라 어느 지점에서나 중복 정지를 제공하는 시스템을 갖추고 있어야 합니다. 컨베이어 벨트의 너비는 컨베이어 설계와 일치해야 하며 폭약(질산암모늄)이 들어 있는 백의 너비의 1.5배를 넘지 않아야 합니다. 과립형 폭발물을 대량으로 운송할 때 벨트의 너비는 벨트에 있는 폭발물의 부피보다 최소 3배 더 넓어야 합니다. 벨트 컨베이어의 설계는 텐션 드럼과 지지 롤러에 폭발물이 유입되는 것을 배제하고 특수 장치를 사용하여 폭발성 입자가 부착되지 않도록 컨베이어 벨트를 청소해야 합니다. 컨베이어는 현재 규정을 준수하는 난연성 재료로 만든 벨트만 사용할 수 있습니다. 29. 샤프트가 폭발물이 위치할 수 있는 챔버 또는 캐비티에 위치한 분쇄, 혼합, 운반 또는 분배 장치의 액추에이터를 구동하는 경우 샤프트 베어링은 원격이어야 합니다. 베어링과 폭발 경로를 분리하는 벽 사이의 눈에 보이는 간격은 40mm 이상이어야 합니다. 폭발 흐름 내부에 위치한 외부 베어링의 배열은 허용되지 않습니다. 씰은 샤프트가 폭발적인 이동 경로를 분리하는 벽을 통과하는 위치에 배치해야 합니다. 30. 베어링 캡에 글랜드를 설치하여 원격 베어링을 밀봉해야 합니다. 리듀서 및 베어링 어셈블리는 오일 누출을 확실하게 방지하고 습기, 먼지 및 먼지가 유입되지 않도록 설계해야 합니다. 31. 어떤 경우에도 개스킷 및 스터핑(밀봉) 재료는 폭발물 및 그 구성 요소와 화학 반응을 일으키지 않아야 합니다. 32. 충전기의 인화성 액체용 용기에는 최대 허용치보다 0.05 MPa의 압력에서 내용물을 짜내도록 설계된 멤브레인 형태의 담금질 칸막이, 통풍구 또는 안전 밸브 또는 110-115 ° C의 온도에서 분해되는 가용성 요소가 있어야 합니다. 안전 밸브는 용기의 상부에 위치해야 합니다. 밸브가 손상되지 않도록 주의해야 합니다. 33. 가연성 가연성 액체 및 산화제 용액을 위한 용기의 충전 정도는 용량의 90%를 초과하지 않아야 합니다. 34. 바닥 수준(플랫폼)에서 1.5m 이상의 높이에 위치한 적재 해치의 유지 관리를 위해 리프팅용 사다리, 울타리 및 난간이 장착된 작업 플랫폼을 제공해야 합니다. 35. 장치에 폭발물 및 구성 요소를 적재하기 전에 이러한 장치에 이물질이 들어갈 가능성을 배제하기 위한 조치를 취해야 합니다(액체 구성 요소의 여과, 스크리닝 또는 벌크 재료의 자기 분리). 이러한 제어 작업을 결합할 필요성은 지시적인 기술 프로세스에 의해 결정됩니다. 구성 요소 선별을 위한 체의 메쉬 크기는 공정 일정에 지정되어야 합니다. 36. 사용할 수 없게 되었고 폭발물과 접촉하여 추가로 사용하거나 파괴할 수 있는 모든 장치, 장비, 조립품, 부품, 도구, 도구 및 기타 항목은 사전 청소, 세척 및 필요한 경우 해고해야 합니다. 37. 폭발물 및 제품의 생산 및 가공에 직접 사용되는 폭발물 및 제품의 생산 및 준비를 위한 포인트 장비는 이 규정에 따라 개발된 설계 문서의 요구 사항 및 관련 표준의 요구 사항을 준수해야 합니다. 38. 작동 중인 장비의 설계 변경은 관련 설계 문서를 사용할 수 있고 조직에서 설정한 방식으로 승인하고 이 장비의 개발자와 합의한 경우에만 허용됩니다. 39. 작동에 들어가는 모든 장비에 대해 작동을 위한 기본 요구 사항을 설명하는 여권(양식)을 작성해야 합니다. 수입 장비 또는 외국 라이선스로 제조된 장비는 이 기술 규정에서 제공하는 안전 요구 사항을 보장해야 합니다. 제22조 운송 기계화 수단에 대한 요구 사항 기술, 운송, 적재 및 하역 및 보관 작업

1. 폭발 및 화재 위험 구역에서 사용되는 호이스트 및 운송 기계와 보조 장치 및 폭발성 및 가연성 제품 작업을 위한 실외 설치에 대한 주요 특수 요구 사항은 다음과 같아야 합니다.

전기 스파크 및 방전, 마찰 및 충격으로 인한 스파크, 장비 및 운송 화물 주변의 폭발성 환경에 대한 가열된 표면의 영향 제거

제품의 정체, 축적, 딱지 및 꼬집음을 방지하기 위해 청소할 수 없는 장소를 배제합니다.

운송 물질의 공격적인 영향의 특성, 기술 프로세스의 특징 및 안전 요구 사항을 고려하여 기계의 구조 요소 제조용 재료 사용;

그러한 상호 작용이 화재 또는 폭발을 일으키는 경우 운송된 제품과 윤활유, 유압 시스템의 작동 유체의 상호 작용 배제.

2. 포장, 상자, 상자에 폭발성 및 인화성 물질이 들어 있는 철도 차량에서 산업, 창고, 적재 및 하역 구역에서 리프팅 및 운송 작업을 수행하기 위해 파트 1의 요구 사항에 따라 대량 생산된 리프팅 및 운송 기계 및 범용 보조 장치를 사용할 수 있으며 운반 용량은 폭발성 패키지 및 해당 제품의 공칭 총 중량보다 큽니다. 3. 폭발물, 가연성 물품을 운반하는 데 사용되는 호이스트 기계의 적재 장치에는 2개의 브레이크가 장착되어 있어야 하며 로드 로프 안전 계수가 최소 6.4이어야 합니다. 액체 상태 또는 현탁액 형태의 폭발성 물질은 일반적으로 주입 방법과 이러한 목적을 위해 특별히 설계된 다이어프램, 멤브레인 및 기타 펌프를 사용하여 운반해야 합니다. 5. 가연성 물질 및 제품을 한 방(건물)에서 격리된 다른 방(건물)으로 연속적으로 운반하는 경우에는 연소확산을 방지하기 위한 자동장치를 설치하여야 한다. 6. 연속 운송을 통해 한 건물에서 다른 건물로 폭발물을 옮길 때 건물 사이의 운송 체인을 따라 폭발물이 전달되고 화재 발생 시 화염이 확산되는 것을 배제해야 합니다. 저장 시설과 기술 건물 사이에서 폭발물을 운반하기 위해 기압 운반을 사용하는 것은 허용되지 않습니다. 가연성 및 폭발성 물질을 운반하는 컨베이어에는 프로펠러가 걸렸을 때 견인 기관이 미끄러지거나 파손되는 경우 정지를 보장하는 잠금 장치가 있어야 합니다. 경로의 경사 및 수직 섹션이 있는 컨베이어에는 견인 본체 또는 운송 화물의 자발적인 움직임을 방지하는 안전 장치가 있어야 합니다. 7. 폭발성 및 화재 위험이 있는 구역에서 호이스팅 및 운송 기계의 작동을 로컬 또는 원격으로 제어하는 작업자에게는 대피 가능성이 제공되어야 합니다. 폭발성 및 가연성 물품을 이동하는 데 사용되는 리프팅 기계 및 메커니즘의 이동 제어는 바닥에 장착해야 합니다. 제23조 . 열 공급, 물 공급 요구 사항 하수도 1. 폭발물 및 제품 생산을 위한 열 및 물 공급은 기술 요구 사항 제공, 열 및 물 공급이 갑자기 제한되는 경우 문제 없는 공정 중단, 비상 상황 제거 필요성을 고려하여 수행되어야 합니다. 2. 주요 산업의 기술 소비자에 대한 증기 공급은 총 소비량의 70%마다 설계 부하가 있는 두 개의 주요 파이프라인을 통해 수행되어야 합니다. 3. 안전 예방 조치 또는 제품 품질 손실로 인해 프로세스 소비자의 열 공급 중단이 허용되지 않는 건물에 대한 두 개의 파이프로 주전원의 열 파이프 라인 분기를 수행해야 합니다. 4. 부식성 물질뿐만 아니라 폭발성 및 화재 위험이 있는 방에 난방 네트워크를 입력하는 것은 허용되지 않습니다. 폭발물 및 화재 위험 산업에 사용되는 열 운반체 유입구, 가열 지점, 물 가열 설비는 외부, 지역 케이지 또는 안전한 복도에서 독립적인 입구가 있는 격리된 방에 위치해야 합니다. 공급 환기실의 방에 가열 지점과 물 가열 설비를 배치하는 것이 허용됩니다. 폭발물의 분진이 방출되는 산업 시설을 난방하기 위해 공급 환기와 결합된 공기 가열, 물 가열 또는 가열 가열 장치의 표면 온도가 80 ° C 이하인 결합 공기-물 가열을 사용해야 합니다. 6. 범주 A, Al, B, C, G 건물의 외부 소화를 위한 예상 물 소비량은 최소 25 l/s로 가정합니다. 7. 기업 급수 시스템 탱크의 소방수 공급 용량은 부록 11에 따라 자동 소화 시스템의 지속 시간을 고려하여 선택됩니다. 8. 중간 및 기본 창고의 소방수 공급, 기업 영역 외부에 위치한 생산 폐기물 파괴 장소는 반경이 200m 이하인 소방 탱크 또는 순환 급수 네트워크에 위치한 소화전에서 제공됩니다. 이 경우 영토 면적에 관계없이 20 l / s의 물 흐름으로 하나의 화재가 고려됩니다.

9. 급수 시스템의 용량성 구조(저수조, 수용 챔버)에는 소방차가 물을 흡입할 수 있는 장치가 장착되어 있어야 하며 표면이 단단한 자유로운 입구가 있어야 합니다.

10. 신선한 물을 절약하기 위해 기업의 물 공급은 냉각 목적을 위한 폐쇄 시스템과 오염되지 않은 폐수 및 처리된 중화 폐수의 재사용을 위한 시스템을 설치하도록 설계되어야 합니다.

11. 소방수 배관 네트워크의 소화전 외에도 폭발 및 화재 위험이 있는 건물 근처를 통과하는 순환 시스템의 냉각수 배관 네트워크에도 소화전을 설치해야 합니다.

12. 생산 제품을 포함하는 산업 폐수는 일반적으로 독립적인 (산업) 하수도 시스템에 의해 지역 처리 시설로 배출됩니다.

13. 통합 하수 시스템을 통해 산업 폐수를 생활 폐수와 함께 배출할 때 공동 운송 및 처리 가능성에 따라 폐수 내 오염 물질 함량이 생물학적 처리 시설의 허용 농도를 초과하지 않아야 합니다.

14. 니트로에스테르를 함유한 폐수는 독립적인 특수 네트워크를 통해 분해 및 중화 시설로 배출됩니다. 중화 폐수는 기업의 유틸리티 용수와 함께 생물학적 처리 시설로 보내집니다. 15. 첫 번째 위험 등급의 물질을 포함하는 생산인 IVV 생산에서 발생하는 폐수는 건물에서 직접 완전히 포집 및 중화되어야 하며, 그 후에 제어 우물로 배출된 다음 하수도 네트워크로 배출될 수 있습니다. 16. 폭우 하수도 및 우수 처리의 필요성은 영토의 밀도, 도로 표면의 특성 및 가능한 오염 정도에 따라 결정됩니다.

제24조 환기 요구 사항

1. 유해한 증기, 가스, 먼지가 공기 중으로 방출되는 폭발성 생산에는 환기 장치가 장착되어야 하며 환기는 공기 덕트를 통해 한 방에서 다른 방으로 화재가 전파될 가능성을 방지하고 화재 발생을 방지하는 시스템에 따라 수행되어야 합니다. TNT, 디니트로나프탈렌 및 기계적 응력에 둔감한 기타를 제외하고 폭발물 생산의 건조, 스크리닝 및 캡핑 단계에서 이젝터를 사용하여 배기 환기를 수행해야 합니다. 3. 유해한 폭발성 및 인화성 물질을 포함하는 국부 배기 장치에 의해 제거된 공기는 대기로 방출되기 전에 산업 현장 대기 오염의 허용 수준으로 정화되어야 하며 정착지 공기의 MPC에도 정화되어야 합니다. 4. 폭발성 및 가연성 분진을 제거하는 배기 시스템에는 물 관개 기능이 있는 필터 또는 분진이 대기 중으로 방출되는 것을 방지하는 필터가 장착되어야 합니다.배기 팬의 작동은 필터 관개 시스템 및 필요한 경우 공정 장비와 연동되어야 합니다. 필터는 공기 흐름 방향으로 팬의 상류에 설치해야 합니다. 필터는 프로세스 룸 내부와 배기 환기 챔버 룸 모두에 설치할 수 있습니다. 5. 보호되지 않은 열린 기술 또는 문 개구부로 서로 연결된 폭발 및 화재 위험 산업 건물은 일반 환기 시스템으로 제공될 수 있습니다. 하나의 환기 시스템으로 증기 및 가스, 제품을 방출하는 것은 허용되지 않으며, 상호 작용으로 인해 화재, 폭발 및 유해 제품 장비의 위험이 발생할 수 있습니다. 서로 연결되지 않고 단일 기술 프로세스로 연결되지 않은 독립적인 외부 출입구가 있는 폭발성 및 화재 위험이 있는 방에는 각 방에 대해 독립적인 환기 시스템이 제공되어야 합니다. 6. 동일한 층에 위치한 동일한 기술 프로세스의 분리된 폭발 및 화재 위험 산업 건물은 다음 조건에 따라 수집기 유형의 일반 공급 환기 시스템으로 서비스될 수 있습니다. 각각의 격리된 방은 수집기에서 나오는 독립적인 공기 공급 덕트에 의해 제공되어야 합니다. 환기 챔버 내 수집기의 각 분기에 자동 폐쇄 체크 밸브를 설치해야 합니다. 수집기는 환기 장비(환기실)를 설치하기 위한 구내 또는 건물 외부에 배치해야 합니다. 경우에 따라 체크 밸브의 유지 보수를 위해 접근 가능한 장소의 안전실에 수집기를 두는 것이 허용됩니다. 최소 0.5시간의 표준화된 내화 한계로 다른 건물을 통과하는 통과 공기 덕트를 보호해야 합니다. 수집기에서 가장 가까운 공기 배출구까지의 공기 덕트 길이는 최소 4m여야 합니다. 7. 비상 환기의 필요성과 개별 사례의 공기 교환 계산을 위해 방출되는 유해 물질의 양은 지침 기술 프로세스에 의해 결정됩니다. 비상 환기 장치는 자동으로 켜지고 서비스 구역 입구에서 수동으로 전환하여 복제해야 합니다. 8. 폭발성 및 인화성 물질이 혼합된 공기를 이동시키는 배기 팬은 화재 또는 운반 매체의 폭발 가능성을 배제하도록 설계되어야 합니다. 9. 기술 공정의 흐름이 용제 증기, 폭발성 물질 및 구성물의 분진 방출과 관련된 산업 현장에 사용되는 공급 팬은 일반 버전의 탄소강에서 채택될 수 있습니다. 단, 자동 폐쇄 체크 밸브는 팬과 히터 뒤 공기 덕트에 설치되어 팬이 멈출 때 팬으로의 침투를 방지하고 구내에서 폭발성 및 가연성 물질의 히터가 설치됩니다. 10. 기술 과정에서 폭발성 증기나 먼지 배출이 없는 산업 현장에서 공기를 제거하는 공기 덕트에 설치된 팬과 제어 장치는 탄소강으로 만든 일반 버전에서 채택할 수 있습니다. 습식 공기 정화 기능을 갖춘 배기 시스템에서 과염소산 암모늄, 염소산 칼륨 및 질산 암모늄의 먼지를 운반하는 팬은 필터 뒤에 팬이 설치된 경우 내산성 강철로 만든 일반 버전으로 허용됩니다. 11. 제방 건물의 생산 공정이 독성 가스, 증기 및 먼지의 방출과 관련이 있는 경우 공급 시스템을 위한 외부 공기 흡입은 샤프트 외부에서 수행되어야 합니다. 모든 배기 장치에 정화율이 90% 이상인 효과적인 청소 장치가 제공되는 경우 샤프트와 건물 사이의 공간에서 외부 공기를 직접 흡입할 수 있으며 환기 배출은 순환 영역 외부에서 이루어져야 합니다. 12. 기술 공급 장치에서 폭발성 증기 또는 먼지가 방출되는 기술 장치에 공기를 불어넣는 팬은 스파크 방지 장치여야 합니다. 스파크 방지 기능이 향상된 팬을 사용할 수 있습니다. 팬과 프로세스 장치 사이에 바이패스 채널이 없는 플레이트 또는 핀 히터가 설치된 경우 탄소강 팬을 사용할 수 있습니다. 이 경우 환기 챔버 내 공기 흐름을 따라 히터 뒤에 자동 폐쇄 방폭 체크 밸브를 설치해야 합니다. 생산 영역 내의 규제 및 기타 요소는 방폭형이어야 합니다. 13. 범주 B의 공정실에서 회수를 위해 용매의 증기-공기 혼합물을 추출할 때 증기-공기 혼합물의 경로를 따라 화염 방지기의 상류에 오일 스크린 필터를 설치할 계획입니다.14. 배기 시스템 장비를 위한 전제는 그 안에 위치한 생산 프로세스의 범주에 따라 해당 생산 전제에 대한 화재 및 폭발 안전 요구 사항을 충족해야 합니다. 15. 화약창고는 자연배기장치를 설치하여 포장면에 수분이 응결되는 것을 방지합니다.16. 분진 형성이 가능한 작업장 및 개별 작업장에서 공급 공기의 분배는 분진 날림의 가능성을 배제하는 속도의 급격한 감쇠가 있는 공기 분배기를 통해 수행되어야 합니다.17. 환기 시스템 파이프라인의 내부 표면은 제품의 먼지가 그 위에 머물지 않고 오염으로부터 쉽게 청소하거나 씻을 수 있어야 합니다. 환기 장치는 일반 청소 및 수리 전 공기 덕트 내부 표면을 플러시하고 청소하기 위한 해치가 공기 덕트에 있어야 하며 실제 성능을 확인하고 화학 물질에 대한 공기 샘플링을 위한 해치가 있어야 합니다. 제25조 전원 요구 사항 및

폭발의 결과 계산

공정 장비 내부

화학 산업의 발전은 생산 규모의 증가, 시설 및 장치의 용량, 기술 프로세스 및 생산 제어 모드의 복잡성을 동반합니다. 생산의 복잡성과 증가로 인해 그로 인한 사고는 점점 더 심각한 결과를 초래합니다. 화학, 폭발 산업, 원자력 발전소, 폭발성 및 인화성 물질 창고, 탄약, 석유 제품 및 액화 가스의 저장 및 운송을 위한 선박 및 탱크가 특히 위험합니다.

현재 세계는 높은 수준의 환경 보호, 생명 안전 및 노동 보호를 보장하는 문제에 점점 더 많은 관심을 기울이고 있습니다. 산업 시설의 비상 사태 위험을 줄이는 방법 중 하나는 발생한 사고를 분석하는 것입니다. 이를 바탕으로 사고 발생을 방지하고 위험한 결과를 방지하기 위한 조치가 개발됩니다.

산업 시설의 사고 유형 중 하나는 기술 장비의 폭발입니다. 장비의 폭발은 사람들에게 잠재적인 부상 위험을 수반하며 파괴적인 능력을 가지고 있습니다.

폭발(폭발적 변형)은 물질의 위치 에너지가 운동 또는 파괴의 기계적 에너지로 전환되는 물질의 급속한 물리적 또는 화학적 변형 과정입니다. 에너지 운반체의 유형과 폭발 중 에너지 방출 조건에 따라 화학적 및 물리적 에너지원이 구별됩니다.

물리적 폭발은 압축 가스 또는 과열된 액체가 담긴 용기의 갑작스러운 파괴, 과열된 고체(용융물)와 차가운 액체의 혼합 등으로 인해 발생할 수 있습니다.

화학 폭발의 원인은 가연성 물질과 산화제와의 상호 작용 또는 불안정한 화합물의 열분해의 빠른 자체 가속 발열 반응입니다.

장비의 물리적 폭발

물리적 폭발은 일반적으로 가스나 증기의 압력으로 인한 용기의 폭발과 관련이 있습니다.

화학 기술에서는 전기, 열 또는 기타 형태의 에너지를 소비하면서 불활성 가스와 가연성 가스를 고의적으로 압축해야 하는 경우가 많습니다. 동시에 압축 가스(증기)는 다양한 기하학적 모양과 부피의 밀폐된 장치에 있습니다. 그러나 어떤 경우에는 기술 시스템에서 가스(증기)의 압축이 외부 냉각수에 의한 액체의 가열 조절 속도 초과로 인해 우연히 발생합니다.

압력 용기가 폭발하면 강한 충격파가 발생하고 많은 수의 파편이 형성되어 심각한 손상과 부상을 초래할 수 있습니다. 이 경우 폭발의 총 에너지는 주로 충격파 에너지와 파편의 운동 에너지로 변환됩니다.

많은 액체는 증기압이 대기압보다 훨씬 높은 조건에서 저장되거나 사용됩니다. 액체 과열 에너지는 예를 들어 온도가 다른 액체를 집중적으로 혼합하는 동안, 액체가 금속 용융물 및 가열된 고체와 접촉하는 동안 순수한 물리적 폭발의 원인이 될 수 있습니다. 이 경우 화학적 변형이 일어나지 않고 과열 에너지가 기화에 소비되어 충격파가 발생하는 속도로 진행될 수 있습니다. 형성된 증기의 질량과 기화 속도는 비상 상황의 두 가지 가능한 모델의 재료 및 열 균형에 의해 결정됩니다. 1) 증발과 함께 열 방출은 일정한 부피에서 발생합니다. 2) 부피를 유지하면서 열을 방출한 다음 열 평형을 유지하면서 팽창합니다.

온도가 상당히 다른 두 액체를 혼합하면 구성 요소 중 하나의 액체 방울 구름이 형성되어 물리적 폭발 현상이 발생할 수 있습니다.

산업체에서는 질소, 이산화탄소, 프레온, 공기와 같은 중성(불연성) 압축 가스가 주로 고압 구형 가스 홀더에서 대량으로 발견됩니다.

1988년 7월 9일, 벽 두께 16mm의 강철로 제작되고 0.8MPa의 압력에서 작동하도록 설계된 부피 600m3(구체 반경 5.25m)의 구형 압축 공기 가스 탱크가 폭발했습니다. 가스 탱크의 폭발(2.3 MPa의 압력에서 발생)은 그것이 만들어진 강철의 항복 강도에 대한 압력의 느린 증가에 의해 선행되었습니다.

구형 가스 홀더는 1988년 4월에 가동된 요소 생산 기술 장치의 일부였습니다. 체크 밸브와 피팅을 통해 일반 공장 공정 라인에서 가스 홀더로 공기가 공급되었습니다. 공정 시스템의 안정화와 VP-50-8 유형의 공기 압축기의 특성으로 인해 가능한 최대 공기압(0.8MPa)이 보장되었기 때문에 가스 탱크에는 압력 완화 장치가 장착되지 않았습니다. 압력 제어는 제어 패널에 압력 게이지를 국부적으로 표시하고 등록하여 수행되었습니다.

가스 탱크에서 가연성 불순물로부터 CO2를 분리하는 것을 포함하여 기술적 요구를 위해 파이프라인 시스템을 통해 공기가 공급되었습니다. 이 구획에서 가스 홀더의 공기는 직경 150mm의 파이프 라인을 통해 "Babet"유형의 CO2 터보 압축기의 배출 라인으로 배출되었으며 2.3MPa의 압력에서 작동하고 동시에 최대 10.0MPa의 피스톤 압축기 부스터의 흡입 라인이되었습니다 (4DVK-210-10). 공급된 공기는 압축 시스템을 퍼지하기 위한 것이며 이를 통해 수리 전에 CO2로부터 기술 라인을 통과합니다.

공정 장치 수리가 끝나면 CO2 터보 압축기를 켜고 10 분 후 토출 라인의 압력이 2.3MPa 인 상태에서 모드 압력 10.0MPa로 조정하여 피스톤 압축기를 켭니다. 원심 CO2 압축기를 시작한 후 공기 가스 탱크의 압력이 증가하기 시작했습니다. 동시에 제어판의 눈금이 0.8MPa인 압력 게이지가 눈금을 벗어났습니다. 배출 파이프라인에서 느슨하게 닫힌 밸브를 통해 이산화물, 공기 라인을 통해 작동하는 원심 압축기가 공기 가스 탱크에 들어갔습니다. 가스홀더의 가스압력이 4시간 동안 증가하여 과도한 압력으로 인해 가스홀더가 파손되었습니다.

공기 가스 홀더로의 CO2 흐름은 가스 홀더의 압력에 대한 원심 압축기의 배출 압력으로 CO2의 스로틀링으로 인해 공기 온도가 0°C로 감소하는 것으로 확인됩니다.

저압 지역에서 충격파는 폭발 가스 탱크 설치 장소에서 m 떨어진 곳에 위치한 6개 산업 건물의 유리를 최대 100% 파괴했습니다. 폭발 현장에서 2500m 떨어진 주거 지역의 주택에서 유약에 대한 경미한 손상(최대 10%)이 기록되었습니다.

가스 탱크 껍질의 날아 다니는 파편은 큰 위험을 초래했습니다.

장비의 화학적 폭발

발열 화학 반응은 열 조건 측면에서 균형 잡힌 기술 시스템(반응기)에서 수행됩니다. 반응 중에 방출되는 열은 가열된 반응 생성물 또는 증발 등으로 인한 과잉 원료와 함께 열 교환 요소의 벽을 통해 외부 냉각수에 의해 제거됩니다. 반응 공정의 안정적인 흐름은 열 방출 및 열 제거 속도의 평등에 의해 보장됩니다. 반응 속도와 그에 따른 열의 유입은 반응물의 농도가 증가함에 따라 멱법칙에 따라 증가하고 온도가 증가함에 따라 급격히 증가합니다.

화학 반응이 통제 불능 상태가 되면 다음과 같은 폭발 메커니즘이 가능합니다.

1. 반응 물질이 응축 폭발물인 경우 임계 온도에 도달하면 제품이 폭발할 수 있습니다. 이 경우 폭발은 포탄의 점 폭발물 폭발 메커니즘에 따라 발생합니다. 폭발 에너지는 시스템에 있는 전체 폭발물 질량의 TNT 등가물에 의해 결정됩니다.

2. 기상 공정 조건에서 가스의 열분해 또는 가스 혼합물의 폭발 연소가 가능합니다. 실제 에너지 포텐셜과 TNT 등가물을 고려하여 밀폐된 부피의 가스 폭발로 간주해야 합니다.

3. 액상 공정에서 비상 폭발 에너지 방출의 변형이 가능합니다. 액체의 과열 및 그 위의 증기압이 임계값까지 증가합니다.

구름 폭발의 총 에너지는 시스템에 존재하고 액체 증발 중에 추가로 형성되는 증기의 연소 열의 합과 같습니다.

발열 화학 반응을 제어할 수 없는 이유는 종종 큰 질량과 반응물이 있는 액상 주기적 공정에서 열 획득이 감소하고 기존 방법으로 열을 제거할 수 있는 가능성이 제한되기 때문입니다. 이러한 공정은 특히 반응 속도가 통상적인 방법 및 개시 물질의 투여량에 의해 조절되는 단량체 벌크 중합을 포함한다. 공정이 통제 불능 상태가 되는 경우, 속도를 감소시키거나 발열 반응을 억제하는 물질이 반응 물질에 도입되는 것이 추가로 제공됩니다.

일부 물질은 어느 정도 자발적으로 중합될 수 있으며 기존의 중합 반응은 발열 반응입니다. 종종 그렇듯이 단량체가 휘발성인 경우 위험한 압력 증가가 발생할 수 있는 단계에 도달합니다. 때때로 중합은 승온에서만 진행될 수 있지만 에틸렌 옥사이드와 같은 일부 물질의 경우 특히 출발 화합물이 중합 촉진제로 오염된 경우 중합이 실온에서 시작될 수 있습니다.

염화비닐 및 기타 단량체의 중합, 클로로프렌 저장 시설, 액체 염소, 탄화수소 및 기타 활성 화합물이 있는 철도 탱크 차량에서 포함된 제품과 상호 작용하는 물질을 실수로 주입했을 때 유사한 사고가 발생했습니다. 이러한 사고 중 열 제거에 비해 열 방출이 상당히 많으면 프로세스 시스템이 완전히 열리고 압력이 급격히 감소하거나 화학 반응 속도가 감소하거나 완전히 중지됩니다. 이 경우 총 에너지 포텐셜은 액체 위에 위치하며 시스템 파괴를 위한 임계 조건에 해당하는 온도까지 액체를 과열시키는 열의 작용 하에서 증발의 결과로 형성되는 증기(가스)의 연소 에너지 등가물의 합입니다.

또한 폭발의 가장 간단한 경우는 기체 생성물을 생성하는 분해 과정입니다. 한 가지 예는 상당한 반응열로 분해되어 수증기와 산소를 제공하는 과산화수소입니다.

2H2O2 -> 2H2O + O2 - 23.44kcal/몰

가정용 제품인 과산화수소는 3% 수용액으로 판매되며 약간의 위험이 있습니다. 농도가 90% 이상인 "고급" 과산화수소는 상황이 다릅니다. 이러한 H2O2의 분해는 제트 연료로 사용되거나 가스 터빈에서 연료를 주 엔진으로 펌핑하는 데 사용되는 여러 물질에 의해 가속화됩니다.

한 가지 예는 산화 환원 반응 및 응축입니다.

1). 공기 또는 산소가 환원제와 반응하는 산화 환원 반응은 매우 일반적이며 모든 연소 반응의 기초를 형성합니다. 환원제가 분산되지 않은 고체 또는 액체인 경우 연소 반응이 폭발할 만큼 빠르지 않습니다. 고체가 미세하게 쪼개지거나 액체가 작은 물방울 형태이면 급격한 압력 증가가 가능합니다. 이는 폐쇄 체적 조건에서 최대 0.8MPa의 과압 증가로 이어질 수 있습니다.

2). 응축 반응은 매우 일반적입니다. 그들은 특히 페인트, 바니시 및 수지 산업에서 사용되며 가열 또는 냉각 코일이 있는 연속 반응기에서 공정의 기초를 형성합니다. 제어되지 않은 반응의 많은 예가 기록되었는데, 이는 이러한 용기의 열 전달 속도가 반응 물질과 냉각제 사이의 온도 차이의 선형 함수인 반면 반응 속도는 시약 온도의 지수 함수라는 사실 때문입니다. 그러나, 반응물 농도의 함수로서 열 방출 속도가 반응 과정 동안 감소한다는 사실로 인해 바람직하지 않은 효과가 어느 정도 상쇄된다.

따라서 제어할 수 없는 발열 화학 반응으로 인한 폭발 에너지는 기술 프로세스의 특성과 에너지 포텐셜에 따라 달라집니다. 일반적으로 이러한 프로세스에는 사고 가능성을 줄이는 적절한 제어 및 비상 보호 장치가 장착되어 있습니다. 그러나 화학 반응은 종종 체계적인 열 제거를 제공하지 않는 장비에서 제어되지 않은 에너지 방출원입니다. 이러한 조건에서 시작된 자체 가속 화학 반응은 필연적으로 기술 시스템의 파괴로 이어집니다.

사고 통계

표 1은 공정 장비 내부의 폭발과 관련된 사고 데이터를 나타냅니다.

표 1 - 발생한 사고 목록

날짜와 장소 사고	사고 유형	사고에 대한 설명과 주된 이유	사고 발생 규모, 손상 요인의 최대 행동 영역	피해자 수	정보 출처

요나바	저장 탱크 폭발	비닐 아세테이트의 중합 결과 파괴적인 압력을 생성하기에 충분한 열이 방출되었습니다.	저수지 파괴.
	산화 장치의 파괴	공기에 의한 이소프로필벤젠 산화의 발열 반응이 통제 불능이 되었을 때 급격한 압력 상승으로 인해 장치가 파괴되었습니다.	장치의 파괴.
숨가이트 PO 창고	구형 탱크의 폭발	부타디엔 중합 과정이 시작된 결과 저장소가 파괴되었습니다.	탱크의 파열로 인해 탱크가 폭발했습니다. 파편이 인접한 탱크와 건물을 손상시켰습니다.

표 1 계속


	가스 탱크 폭발	가스 탱크의 폭발은 강철의 항복 강도에 대한 압력의 느린 증가에 의해 선행되었습니다.	가스 탱크에서 m 거리에서 유리창이 100% 파괴되고, 2500m - 10%.
1990년 2월 Novokuibyshev 정유 공장	선박 폭발	분리기에서 프로판-부탄 부분의 과도한 증기압으로 인해 용기가 붕괴되었습니다.	껍질의 단단한 금속을 따라 용기가 파괴됩니다.
	원자로 폭발	니트로매스의 분해와 과도한 압력의 발열 화학 반응의 결과로 반응기가 폭발했습니다.	원자로가 있던 건물이 파괴되었습니다.
1978년 7월 산 카를로스	유조선 포탄 파열		파편은 250m, 300m, 50m 거리에 흩어져 있었고 트랙터는 100m 거리에있었습니다.
1943년 7월 루트비히스가펜,	탱크카 폭발	과도한 수압으로 인해	쉘 파괴.

표 1 계속


독일		부탄-부틸렌 혼합물이 들어 있는 붕괴된 탱크.
1948년 7월 독일 루트비히스가펜	디메틸 에테르 탱크 폭발	과도한 수압으로 인해 탱크가 무너졌습니다.	쉘 파괴.
1973년 2월 10일 미국 뉴욕	탱크에서 폭발	탱크를 수리하는 동안 스파크에서 천연 가스 증기가 폭발했습니다.	저수지 파괴.	40명이 숨지고 2명이 다쳤다.
1973년 10월 24일 영국 셰필드	지하 탱크 폭발	화염으로 재료 절단 장비의 재료 잔류물 폭발.	파괴 반경은 약 0.5km였습니다.	3명 숨지고 29명 부상
1982년 12월 19일 베네수엘라 카라카스	탱크 폭발	석유 저장 창고에서 4만 톤의 연료가 담긴 탱크가 폭발했습니다.	불타는 기름이 도시와 바다에 쏟아졌습니다. 만에서 유조선에 불이 났고 해안의 다른 탱크가 폭발했습니다.	140명이 사망하고 500명 이상이 부상당했습니다.
2001년 6월 20일 스페인 카탈로니아	탱크 폭발	화학 공장에서 기술 알코올이 담긴 탱크 폭발이 발생했습니다.		2명 사망

계산 방법

장비가 폭발할 때 주요 피해 요인은 공기 충격파입니다.

불활성 가스(가스 혼합물)가 있는 컨테이너의 비상 폭발 매개변수를 평가할 때 쉘이 구형이라고 가정합니다. 그런 다음 구형 쉘 벽의 응력은 다음 공식에 의해 결정됩니다.

σ = ∆P r/(2d), (1)

여기서 σ는 구형 쉘 벽의 응력, Pa입니다.

ΔP - 압력 강하, Pa;

r은 쉘 벽의 반경, m입니다.

d는 쉘 벽 두께, m입니다.

공식 (1)을 변환하면 파단 압력(파괴 조건 - σ ≥ σв)을 계산할 수 있습니다.

ΔP = 2d σw/r, (2)

여기서 σv는 재료 파괴에 대한 일시적 저항, Pa입니다.

탱크 내 기체-증기 혼합물의 압력:

ρ = ΔP + ρ0, (3)

여기서 P0는 대기압, 0.1 · 106 Pa입니다.

등엔트로피 방정식:

ρ/ρ0 = (ρ/ρ0)γ, (4)

여기서 γ는 가스 단열 지수입니다.

ρ0 – 대기압에서의 가스 밀도, kg/m3,

ρ는 용기 내 압력에서의 가스 밀도(kg/m3)입니다.

용기 내 압력에서의 가스 밀도는 등엔트로피 방정식(4)의 변환 후에 결정됩니다.

ρ = ρ0(Р/Р0)1/γ, (5)

가스의 총 질량:

С = ρV, (6)

여기서 V는 가스-증기 혼합물의 부피, m3입니다.

불활성 기체(가스 혼합물)의 내부 압력 P에서 탱크가 폭발할 때 기체의 비에너지 Q는 다음과 같습니다.

Q= ΔP/[ρ(γ - 1)] (7)

압축 폭발성 가스의 경우:

Q = Qv + ΔP/[ρ(γ - 1)], (8)

여기서 Qv는 가스 혼합물 폭발의 비에너지(J/kg)입니다.

가스 용기의 폭발에 해당하는 TNT는 다음과 같습니다.

qtnt = Q С/ Qtnt, (9)

여기서 Qthn은 TNT의 특정 폭발 에너지로 4.24 106 J/kg입니다.

등가 충격파는 0.6의 계수로 추정됩니다.

qu. V. = 0.6qtnt(10)

q = 2qy. V. (열하나)

거리 R에서 충격파 전면의 초과 압력(ΔРfr, MPa)은 자유 공간에서 구형 공기 분사에 대한 공식에 의해 결정됩니다.

여기서 , R은 폭발의 진원지에서 받는 사람까지의 거리 m입니다.

표 2는 실내 또는 열린 공간에서 가스, 증기 또는 먼지가 많은 공기 혼합물을 연소하는 동안 충격파의 최대 허용 과압 값을 나타내며 영향을 받는 영역을 결정하기 위해 거리를 선택합니다.

표 2 - 실내 또는 열린 공간에서 가스, 증기 또는 먼지가 많은 공기 혼합물의 연소 중 최대 허용 과압

손상 정도	과압, kPa
건물의 완전한 파괴 (치명적인 인명피해)
건물 50% 파괴
중간 건물 손상
건물에 약간의 손상(내부 칸막이, 프레임, 문 등의 손상)
휴먼 웨이브 손상의 하한선 압력
경미한 손상(깨진 유리)

압력파 임펄스, kPa·s:

공식(12.13)은 ≥0.25 조건에서 유효합니다.

사고의 진원지에서 일정 거리에 위치한 사람에게 증기-가스-공기 혼합물이 폭발하는 동안 발생하는 과압에 의한 조건부 부상 확률은 다음 공식으로 계산되는 "probit-function"Pr을 사용하여 결정됩니다.

Pr = 5 – 0.26ln(V) , (14)

어디

함수 Рr과 하나 또는 다른 손상 정도의 확률 Р 사이의 연결은 표 3에서 찾을 수 있습니다.

표 3 - 패배 확률과 "피어싱" 기능 간의 관계

이 방법을 사용하는 계산의 주요 목적은 건물, 구조물 및 사람에 대한 공기 폭발 손상 정도가 다양한 영역의 반경을 결정하고 폭발 진원지에서 일정 거리에 위치한 사람들의 피해 확률을 결정하는 것입니다.

계산 예

물리적 폭발

예 #1

부피가 V = 600m3인 구형 압축 공기 가스 탱크의 폭발은 규정된 압력 초과로 인해 발생했습니다. 장치는 압력 P = 0.8MPa에서 작동하도록 설계되었습니다. 폭발은 압력 P = 2.3 MPa에서 발생했습니다. 상압에서의 가스 밀도 ρ = 1.22 kg/m3, 단열 지수 γ = 1.4. 구형 가스 탱크에서 압축 공기 폭발의 결과를 평가하고(건물, 구조물 및 사람에 대한 공기 폭발 손상 정도가 다양한 영역의 반경 결정) 거리 R = 50m에서 인명 피해 가능성을 결정합니다.

해결책:

압력 강하는 공식 (3)으로 변환하여 결정됩니다.

ΔР = 2.3 - 0.1 = 2.2MPa

가스 밀도는 방정식 (5)에 따라 계산됩니다.

ρ = 1.22(2.3/0.1)1/1.4 = 11.46kg/m3

가스의 총 질량:

C \u003d 11.46600 \u003d 6873kg

Q = 2.2 / = 0.48MJ/kg

qtnt \u003d 0.486873 / 4.24 \u003d 778kg

충격파 상당:

qu. V. = 0.6778 = 467kg

지상 폭발과 관련하여 다음 값이 사용됩니다.

q = 2,467 = 934kg

계산 결과는 다음과 같습니다(표 4).

표 4 - 공기 분사 충격 구역의 반경

ΔРfr, kPa

주어진 거리에서 사람을 때릴 확률을 결정하기 위해 공식(12.13)을 사용하여 파면의 초과 압력과 특정 임펄스가 50m 거리에 대해 계산됩니다.

50/(9341/3) = 5,12

ΔРfr = 0.084/5.12 + 0.27/5.122 + 0.7/5.123 = 31.9kPa.

I = 0.4 9342/3/50 = 0.76kPa·s

사고 진원지에서 50m 떨어진 사람에 대한 과압 부상의 조건부 확률은 식 (14)로 계산되는 프로빗 함수 Pr을 사용하여 결정됩니다.

V = (17500/(31.9·103))8.4 + (290/(0.79·103))9.3 = 0.0065

Pr = 5 - 0.26ln(0.0065) = 6.31

표 3을 사용하여 확률이 결정됩니다. 50m 거리에 있는 사람은 91%의 확률로 다양한 심각도의 부상을 입을 수 있습니다.

예 #2

부피 V = 500m3(구체 반경 4.95m)의 구형 이산화탄소 가스 홀더가 규정 압력 초과로 인해 폭발이 발생했습니다. 장치는 벽 두께가 16mm인 강철 09G2S로 만들어졌으며 압력 P = 0.8MPa에서 작동하도록 설계되었습니다. 재료 파괴의 인장 강도 σv = 470 MPa. 상압에서의 가스 밀도 ρ = 1.98 kg/m3, 단열 지수 γ = 1.3. 구형 가스 탱크에서 압축된 이산화탄소 폭발의 결과를 평가하고(건물, 구조물 및 사람에 대한 다양한 공기 폭발 손상 영역의 반경 결정) 거리 R = 120m에서 인명 피해 가능성을 결정합니다.

해결책:

파단 압력은 공식 (2)에 의해 결정됩니다.

ΔP = 2 0.016 470/4.95 = 3MPa

탱크 내 가스-증기 혼합물의 압력은 공식 (3)에 의해 결정됩니다.

P \u003d 3 + 0.1 \u003d 3.1MPa

가스 밀도는 압력 Р에서 방정식 (5)에 따라 계산됩니다.

ρ = 1.98(3.1/0.1)1/1.3 = 28.05kg/m3

가스의 총 질량:

C \u003d 28.05550 \u003d 14026kg

공식 (7)에 따라 기체의 비에너지는 다음과 같이 계산됩니다.

Q = 3 / = 0.36MJ/kg

가스 폭발에 해당하는 TNT는 다음과 같습니다.

qtnt \u003d 0.36 14026 / 4.24 \u003d 1194kg

충격파 상당:

qu. V. = 0.6 1194 = 717kg

지상 폭발과 관련하여 다음 값이 사용됩니다.

q \u003d 2717 \u003d 1433kg

공식 (12.13)에 따라 폭발 진원지로부터의 거리를 선택하는 방법은 표 2에 표시된 건물, 구조물 및 사람에 대한 공기 폭발 손상 정도가 다양한 영역의 반경을 결정합니다.

계산 결과는 다음과 같습니다(표 5).

표 5 - 공기 분사 충격 구역의 반경

ΔРfr, kPa

주어진 거리에서 사람을 때릴 확률을 결정하기 위해 공식(12.13)을 사용하여 파면의 초과 압력과 120m 거리에 대한 비충격을 계산합니다.

120/(14333) = 10,64

ΔРfr = 0.084/10.64 + 0.27/10.642 + 0.7/10.643 = 10.9kPa.

I = 0.4 14332/3/120 = 0.42kPa·s

사고 진원지에서 120m 떨어진 사람에 대한 과압 부상의 조건부 확률은 식 (14)로 계산되는 프로빗 함수 Pr을 사용하여 결정됩니다.

V = (17500/(10.9*103))8.4 + (290/(0.42*103))9.3 = 0.029

Pr = 5 - 0.26 * ln(0.029) = 5.92

표 3을 사용하여 확률이 결정됩니다. 120m 거리에 있는 사람은 82%의 확률로 다양한 심각도의 부상을 입을 수 있습니다.

화학 폭발

예 #1

톨루엔은 수리를 위해 V = 1000m3의 부피로 저장 시설에서 배출되었습니다. 용접 초기에 톨루엔 증기의 폭발이 발생했습니다. 정상 압력 ρ = 3.2, 단열 지수 γ = 1.4, VKPV - 7.8% vol., 가스 폭발 열 41 MJ/kg에서 공기 중 증기 밀도. 폭발의 결과를 평가하고(건물, 구조물 및 사람에 대한 다양한 공기 폭발 손상 범위의 반경 결정) R = 100m 거리에서 인명 피해 가능성을 결정합니다.

해결책:

저장소의 대기압은 P = 0.1 MPa입니다.

증기 밀도:

ρ = 3.2 1.29 = 4.13kg/m3

증기의 부피는 VKV를 통해 발견됩니다(전체 부피는 VKV에 해당하는 톨루엔 증기 농도의 혼합물로 채워져 있다고 가정합니다).

V \u003d 1000 7.8 / 100 \u003d 78m3

가스의 총 질량:

C \u003d 4.13 78 \u003d 322kg

공식 (8)에 따라 기체의 비에너지는 다음과 같이 계산됩니다.

Q = 41 + 1/ = 41.06MJ/kg

폭발에 해당하는 TNT는 다음과 같습니다.

qtnt \u003d 41.06322 / 4.24 \u003d 3118kg

충격파 상당:

qu. V. = 0.6 3118 = 1871kg

지상 폭발과 관련하여 다음 값이 사용됩니다.

q = 21871 = 3742kg

압력과 펄스를 계수한 결과는 다음과 같습니다(표 6).

표 6 - 공기 분사 충격 구역의 반경

ΔРfr, kPa

주어진 거리에서 사람을 때릴 확률을 결정하기 위해 공식(12.13)을 사용하여 파면의 초과 압력과 100m 거리에 대한 비충격을 계산합니다.

100/(37421/3) = 6,44

ΔРfr = 0.084/6.44 + 0.27/6.442 + 0.7/6.443 = 22.2kPa.

I = 0.4 37422/3/100 = 0.96kPa·s

사고 진원지에서 100m 떨어진 사람에 대한 과압 부상의 조건부 확률은 식 (14)로 계산되는 프로빗 함수 Pr을 사용하여 결정됩니다.

V = (17500/(22.2·103))8.4 + (290/(0.96·103))9.3 = 0.14

Pr = 5 - 0.26 ln(0.14) = 5.51

표 3을 사용하여 확률이 결정됩니다. 100m 거리에 있는 사람은 69%의 확률로 다양한 심각도의 부상을 입을 수 있습니다.

예 #2

80% 톨루엔으로 채워진 부피 V = 60m3인 철도 탱크 차량의 폭발은 낙뢰의 결과로 발생했습니다. 상압에서 가스 밀도는 ρ = 4.13 kg/m3, 단열 지수는 γ = 1.4, VKVV는 7.8% vol., 가스 폭발 열은 41 MJ/kg입니다. 탱크의 압력 P = 0.1 MPa. 폭발의 결과를 평가하고(건물, 구조물 및 사람에 대한 공기 폭발 피해의 정도가 다른 영역의 반경 결정) R = 30m 거리에서 인명 피해 가능성을 결정합니다.

해결책:

가스 체적은 충진율과 VKV로 결정됩니다(전체 체적은 VKV에 해당하는 톨루엔 증기 농도의 혼합물로 채워져 있다고 가정합니다).

V = 60 0.2 0.078 = 0.936m3

가스의 총 질량:

C \u003d 4.13 0.936 \u003d 3.9kg

공식 (7)에 따라 기체의 비에너지는 다음과 같이 계산됩니다.

Q = 41 + 0.9/ = 41.1MJ/kg

폭발에 해당하는 TNT는 다음과 같습니다.

qtnt \u003d 41.1 3.9 / 4.24 \u003d 37.4kg

충격파 상당:

qu. V. = 0.6 37.4 = 22.4kg

지상 폭발과 관련하여 다음 값이 사용됩니다.

q \u003d 2 · 22.4 \u003d 44.8kg

압력과 펄스를 계수한 결과는 다음과 같습니다(표 7).

표 7 - 공기 분사 충격 구역의 반경

ΔРfr, kPa

거리 R에서 사람을 때릴 확률을 결정하기 위해 공식(12.13)을 사용하여 파면의 초과 압력과 특정 임펄스가 30m 거리에 대해 계산됩니다.

30/(44,81/3) = 8,4

ΔРfr = 0.084/8.4 + 0.27/8.42 + 0.7/8.43 = 14.9kPa.

I = 0.4 44.82/3/30 = 0.17kPa·s

사고 진원지에서 70m 떨어진 사람에 대한 과압 부상의 조건부 확률은 식 (14)로 계산되는 프로빗 함수 Pr을 사용하여 결정됩니다.

V = (17500/(14.9·103))8.4 + (290/(0.17·103))9.3 = 161

Pr \u003d 5 - 0.26 ln (161) \u003d 3.7

표 3을 사용하여 확률이 결정됩니다. 30m 거리에 있는 사람은 10%의 확률로 다양한 심각도의 부상을 입을 수 있습니다.

사용 문헌 목록

1. Chelyshev 폭발 및 연소 이론. 교과서 - M .: 소련 국방부, 1981. - 212 p.

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3. Beschastnov 폭발. 평가 및 경고 - M .: Chemistry, 1991. - 432 p.

5.http://www. 프레스 센터. ko

6. 사고 및 재난. 결과의 예방 및 청산. 지도 시간. 제 2 권 및 기타 - M .: Ed. DIA, 1996. - 384p.

7. GOST R 12.3.047-98 SSBT. 기술 프로세스의 화재 안전. 일반적인 요구 사항. 제어 방법.

8. 연료-공기 혼합물의 비상 폭발 결과를 평가하기 위한 RD 방법론.

9. 물질 및 재료 및 소화제 등의 화재 및 폭발 위험 - M .: Chemistry, 1990. - 496 p.

10. 가연성 및 가연성 액체. 핸드북 / 에드. -Agalakova-M .: min의 출판사. 공동 경제, 1956. - 112p.

11., Noskov 및 화학 기술의 프로세스 및 장치 과정에서의 작업. 교과서 - L .: 화학, 1987. - 576 p.

12. Berezhkovsky 및 화학 제품 운송. - L.: 화학, 1982. - 253p.

13., 화학 및 석유화학 산업을 위한 Kondratieff 안전 장치. -L .: 기계 공학. 레닌그라드. 브랜치, 1988. - 303쪽.

14. 금속 노동자 핸드북. 5권 T. 2. Ed. , - M .: Mashinostroenie, 1976. - 720 p.

애플리케이션

부록 A

표 A1 - 가스 및 특정 액체의 특성

이름	물질의 밀도 kg/m3(20 °C에서)	밀도 공기 가스(증기)*	단열 계수


아세틸렌




이산화질소
이산화탄소
산소



프로필렌

참고: 증기 밀도를 결정하기 위해 0 °C에서의 공기 밀도가 사용됩니다.

부록 B

표 B1 - 구조 재료

재료	인장 강도, σin MPa	목적
St3ps, St3sp (gr. A)		기계 부품, 공작 기계, 탱크용.
		밀도가 1400kg/m3인 묽은 질산 및 황산, 질산암모늄 용액 및 이와 유사한 물질의 저장용.
		밀도가 1540kg/m3인 공격적인 화학 제품 보관용.
		파이프라인 및 장치 제조. 액화 가스 저장 탱크, 철도 탱크.


		파이프라인, 최대 압력 100 kgf/cm2.
		기계 부품용 북부 버전.

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2003년 5월 5일자 러시아 연방 Gosgortekhnadzor의 결의안 29 폭발 및 화재 위험에 대한 일반 폭발 안전 규칙 승인 ... 2018년 관련

4.6. 화학 반응 공정

4.6.1. 여러 프로세스(유체역학, 열 및 물질 전달, 반응)를 결합하는 기술 시스템에는 규제 매개변수를 모니터링하는 장치가 장착되어 있습니다. 제어, 규제 및 비상 보호 수단은 프로세스의 안정성과 폭발 안전을 보장해야 합니다.

4.6.2. 폭발 위험 범주의 블록에 대한 반응 공정을 위한 기술 장비에는 공정의 폭발 위험을 결정하는 하나 또는 그룹의 매개변수(들어오는 출발 물질의 양과 비율, 물질 흐름의 구성 요소 함량, 반응 장비의 농도가 임계값에 도달할 수 있는 농도, 매질의 압력 및 온도, 냉각제의 양, 유량 및 매개변수 등)의 자동 제어, 조절 및 보호 인터록 수단이 장착되어 있습니다. 동시에 폭발 범주 I의 공정 장치가 있는 플랜트의 일부인 공정 장비에는 각 위험 매개변수에 대해 최소 2개의 센서(종속 매개변수용 센서 1개), 제어 및 비상 자동 보호, 필요한 경우 백업 제어 및 보호 시스템이 장착되어 있습니다.

4.6.3. 자동 비상 보호 시스템의 작동은 지정된 프로그램(알고리즘)에 따라 수행되어야 합니다.

4.6.4. QB가 있는 공정 장치의 반응 공정 제어 시스템에서<= 10, допускается использование средств ручного регулирования при условии автоматического контроля опасных параметров и сигнализации, срабатывающей при выходе их за допустимые значения.

4.6.5. 중간체 과산화물 화합물, 폭발성 수지화 및 압축(중합, 중축합)의 부산물 및 장비 및 파이프라인에 침착될 수 있는 기타 불안정한 물질의 형성 가능성이 있는 반응 공정에서 다음이 제공됩니다.

폭발성 물질의 형성에 기여하는 들어오는 원료의 불순물 함량과 중간 제품의 불안정한 화합물의 존재를 모니터링하고 지정된 모드를 보장합니다.

장비에서 위험한 농도의 불안정한 물질 형성을 배제하는 억제제 도입; 사용된 구조 재료의 품질과 공정에서 순환하는 제품과 접촉하는 장치의 장치, 파이프라인, 부속품, 센서의 표면 처리 청결도에 대한 특별 요구 사항 충족

고체 폭발성 불안정 제품의 침착 가능성을 방지하거나 줄이기 위해 용량성 장비에서 제품, 원료의 지속적인 순환;

장비에서 유해 성분이 풍부한 반응 물질 회수;

운송 시간을 포함하여 중합 또는 수지가 될 수 있는 제품의 확립된 모드 및 저장 시간을 보장합니다.

프로세스 구성에 필요한 충분 조건의 선택은 프로세스 개발자가 결정합니다.

원료의 불순물 함량을 모니터링하는 방법 및 빈도, 중간 및 최종 제품의 반응 질량의 불안정한 화합물, 유해 부산물을 포함하는 반응 질량을 회수하는 절차, 제품 저장 모드 및 시간은 프로세스 개발자가 설정하며 설계 문서 및 생산 절차에 반영됩니다.

4.6.6. 장비 및 파이프라인의 내부 표면에 고형 제품이 퇴적될 가능성이 있는 경우 공정 시스템의 비상 배출 장치를 포함하여 막힘, 이러한 퇴적물의 존재 여부 제어 및 안전한 제거를 위한 조치, 필요한 경우 백업 장비가 제공됩니다.

4.6.7. 대기 산소 및 (또는) 물과 상호 작용할 때 자발적으로 발화 및 (또는) 폭발 할 수있는 유기 금속 촉매를 포함한 촉매를 사용할 때 최대 허용 값을 초과하는 양의 산소 및 (또는) 수분을 포함하는 원료, 재료 및 불활성 가스를 시스템에 공급할 가능성을 배제하는 조치를 제공해야합니다. 허용되는 산소 및 수분 농도, 초기 제품의 함량 제어 방법 및 빈도는 사용되는 촉매의 물리 화학적 특성, 기술 단위의 폭발 위험 범주를 고려하여 결정되며 규제됩니다.

4.6.8. 반응 공정에서 구성 요소의 투여는 주로 자동이어야 하며 장비 내부에 폭발성 혼합물이 형성될 가능성 또는 공정 개발자가 결정하는 제어되지 않은 반응 과정을 배제하는 순서로 수행되어야 합니다.

4.6.9. 공정에 관련된 물질의 과열 가능성을 배제하기 위해 장비의 가열 요소, 온도 체제, 최적의 제품 이동 속도 및 고온 영역에서의 최대 체류 허용 시간과의 접촉으로 인해 폭발성 및 가연성 제품의 형성과 함께 자체 발화 또는 열 분해가 결정되고 규제됩니다.

4.6.10. 제어되지 않은 프로세스 개발의 위험을 제거하려면 프로세스를 안정화, 긴급 현지화 또는 장치 해제를 위한 조치를 취해야 합니다.

4.6.11. 반응 물질을 다른 장치로 옮기기 위해 회분식 반응기에서 매질의 잔류 압력을 사용하는 것은 별도의 정당한 경우에 허용됩니다.

4.6.12. 액상 공정 장비에는 액체 레벨을 모니터링하고 조절하는 시스템 및/또는 사전 결정된 레벨을 초과할 때 장비에 대한 이 액체의 공급을 자동으로 차단하는 수단 또는 오버플로 가능성을 배제하는 기타 수단이 장착되어 있습니다.

4.6.13. 일반적으로 교반기가 있는 폭발성 기술 프로세스용 반응 장치에는 교반기 샤프트 씰의 안정적인 작동 및 조임에 대한 자동 제어 수단과 교반기가 작동하지 않을 때 공정 및 안전 조건에 따라 필요한 경우 장비에 제품을 로드할 가능성을 방지하는 인터록이 장착되어 있습니다.

4.6.14. 냉각액(냉매)의 증발로 인해 벽을 통해 열이 전달되는 동안 과도한 반응 열을 제거하는 반응 장비에는 열 교환 요소의 냉매 수준을 자동 제어, 조절 및 신호하는 수단이 장착되어 있습니다.

4.6.15. 액화 가스로 반응 장비를 냉각시키는 시스템에서:

냉매의 온도(액화 가스의 끓는점)는 평형 압력을 유지함으로써 보장되며 그 값은 자동으로 조정되어야 합니다.

반응 장치의 열 교환 요소에서 냉매가 자동으로 방출(배수)되도록 하는 조치와 갑작스러운 종료 시 냉각 시스템의 압력이 허용 수준 이상으로 증가할 가능성을 배제하는 조치가 제공됩니다.

4.6.16. 높은 폭발성(아세틸렌, 높은 매개변수의 에틸렌, 과산화물, 유기금속 화합물 등), 열 분해 또는 자발적인 자발적 중합, 자체 발열, 물 및 공기와 상호 작용할 때 자체 발화 또는 폭발 가능성이 있는 제품의 생산 또는 사용 시 반응 공정의 개발 및 구현은 이러한 특성을 고려하여 수행되어야 하며 추가로 특별한 안전 조치를 제공해야 합니다.