Ресивер для компрессора: какие параметры задают требования и где ошибаются в заявке

При выборе ресивера чаще всего спорят об объёме. Но требования к аппарату задают четыре параметра: давление, вместимость, минимальная температура стенки и число циклов нагружения. От них зависят учёт в Ростехнадзоре, категория по ТР ТС 032/2013, группа сосуда, объём контроля сварных швов и расчёт на прочность.

Ниже — разбор на типовом ряде воздухосборников по ТУ 3615-004-00220322-98 и на наших ресиверах. Что такое ресивер и как устроен воздухосборник, разобрано в соседних статьях справочника.

Для чего ставят ресивер — и какие параметры из этого следуют

ТУ 3615-004-00220322-98 формулируют задачу прямо: воздухосборники «предназначены для уменьшения колебания давления в воздухопроводах и для создания запаса воздуха» при работе воздушных компрессоров — стационарных общего назначения и ротационных, а также воздушных компрессоров с давлением нагнетания до 1,4 МПа. Компрессор нагнетает воздух в сосуд, сеть отбирает его оттуда, и объём между ними сглаживает разницу между подачей и расходом.

Из этих двух задач и вырастают параметры подбора. Запас воздуха — это вместимость; колебания давления — это рабочее давление и число циклов «набор — сброс», которое корпус должен выдержать за срок службы. Кроме того, у типового воздухосборника есть штуцер Ж1 «к регулятору производительности»: если регулятор компрессора подключают к сосуду, тот входит в схему регулирования, и его обвязку согласуют вместе с ней.

Шаг 1. Рабочее и расчётное давление — и бесплатный запас

Воздухосборники ряда выпускают на рабочее давление 0,8, 1,0 или 1,4 МПа; им соответствует расчётное 0,9, 1,1 и 1,54 МПа. Расчётная температура — 200 °C, прибавка на коррозию — 2 мм.

Полезная деталь из таблицы размеров: у части типоразмеров толщина стенки на 0,9 и 1,1 МПа одинаковая, а значит, одинакова и масса. Так у В-0,5, В-1, В-3,2, В-4, В-32, В-40 и В-50: например, В-40 весит 9695 кг на оба давления. Для них исполнение на 1,1 МПа даёт запас по давлению без лишнего металла.

У других типоразмеров давление сразу видно в массе: В-25 весит 5285 кг на 0,9 МПа, 6175 кг на 1,1 МПа и 7935 кг на 1,54 МПа.

Шаг 2. Учёт в Ростехнадзоре: считаем давление × вместимость

Воздух естественного состава по ТР ТС 032/2013 — среда 2-й группы. По пункту 223 ФНП № 536 сосуд со средой 2-й группы при температуре стенки не выше 200 °C не ставят на учёт, если произведение рабочего давления в МПа на вместимость в м³ не превышает 1,0.

Для ряда воздухосборников это значит:

• В-0,5 — без учёта при любом давлении ряда: 0,5 × 1,4 = 0,7;
• В-1 — без учёта на 0,8 и 1,0 МПа (0,8 и 1,0), на 1,4 МПа — уже на учёт;
• В-1,6 и больше — на учёт при любом давлении ряда: у В-1,6 на 0,8 МПа произведение уже 1,28.

Обратите внимание: в пункте 223 стоит рабочее давление, а не расчётное. И не освидетельствование: даже сосуд без учёта в Ростехнадзоре предприятие учитывает само и периодически осматривает по ФНП.

Если ресиверов несколько, считать надо по группе. По пункту 5 ФНП сосуды из отдельных корпусов, соединённых трубами внутренним диаметром более 100 мм, а также сосуды, объединённые проектом в группу с общим трубопроводом входа и выхода, запорной арматурой и предохранительным устройством для совместной работы, рассматриваются как один сосуд. Два В-1 на 0,8 МПа по отдельности учёту не подлежат, а такой группой — 2 × 0,8 = 1,6, больше 1,0, и уже подлежат.

Шаг 3. Категория по ТР ТС 032: почти всегда сертификат

Для сосудов с газами 2-й группы ТР ТС 032/2013 относит к 4-й категории аппарат вместимостью более 0,001 м³, если произведение расчётного давления на вместимость больше 0,3 МПа·м³, а давление больше 0,4 МПа. Под это попадает весь ряд: даже у самого маленького В-0,5 на 0,9 МПа произведение 0,45.

4-я категория — это сертификация, а не декларация. Сосуд может не подлежать учёту в Ростехнадзоре и при этом выпускаться с сертификатом — это разные требования: первое касается эксплуатации, второе — выпуска.

Шаг 4. Температура стенки — сталь и группа сосуда

По ТУ 3615-004 сталь воздухосборника выбирают по минимальной температуре стенки: до −20 °C — Ст3, до −40 °C — 16ГС, 09Г2С или 10Г2С1 категорий 6 и 12, до −60 °C — 09Г2С или 10Г2С1 категории 8.

Та же температура влияет на группу сосуда по ГОСТ 34347-2017, а с ней — на объём радиографического или ультразвукового контроля сварных швов: по табл. 19 он не менее указанного и относится к соединениям, доступным для контроля. Три наших ресивера:

• на 132 м³, 3,3 МПа, стенка до −60 °C — 2-я группа, контроль не менее 100 % доступных швов;
• на 13,5 м³, 1,6 МПа, стенка до −39 °C — 3-я группа, не менее 50 %;
• на 4 м³, 1,0 МПа, стенка только положительная — 4-я группа, не менее 25 %.

Шаг 5. Число циклов нагружения — параметр, о котором забывают

Каждый цикл «набор давления — сброс» нагружает корпус. Воздухосборники ряда по ТУ рассчитаны не более чем на 1000 статических циклов нагружения давлением. Наш ресивер на 132 м³ рассчитан на 20000 циклов за срок службы, а ресивер на 13,5 м³ — не более чем на 1000.

Если компрессор работает в режиме частых пусков и остановок с полным сбросом давления, укажите в заявке ожидаемое число циклов за срок службы: от него зависит расчёт, и типовой аппарат может не подойти.

Типичные ошибки в заявке

• Указано только давление компрессора — нужны рабочее давление в ресивере и расчётное давление сосуда.
• Выбирают объём «с запасом», не проверив учёт: переход от В-1 к В-1,6 на 0,8 МПа переводит сосуд на учёт в Ростехнадзоре.
• Не указана минимальная температура стенки — сталь и группу сосуда определить нельзя.
• Не указано число циклов при частых пусках компрессора.
• Типовой воздухосборник заказывают под кислород или водород — ряд по ТУ рассчитан на воздух, а по согласованию — на азот, аргон и другие инертные газы; для прочих сред аппарат проектируют отдельно.

Что указать в опросном листе и зачем

• Среду — воздух или газ: от неё группа среды и порог учёта.
• Рабочее и расчётное давление — для учёта, категории по ТР ТС 032 и толщины стенки.
• Вместимость — вместе с давлением задаёт учёт и категорию.
• Минимальную температуру стенки — сталь и группа сосуда.
• Число циклов нагружения за срок службы.
• Сейсмичность площадки — опоры-стойки типового ряда рассчитаны на районы менее 7 баллов.

Пример: ресивер азота и воздуха на 132 м³

Рабочее давление — до 3,2 МПа, расчётное — 3,3 МПа, минимально допустимая температура стенки под давлением — −60 °C, сталь 09Г2С. Из этих цифр следует всё остальное: 2-я группа по ГОСТ 34347-2017 из-за температуры ниже −40 °C и контроль не менее 100 % доступных для контроля швов; произведение давления на вместимость — 422,4, сосуд подлежит учёту в Ростехнадзоре.

Пробное гидравлическое давление в документах задано для двух положений: 4,3 МПа — в вертикальном, 4,5 МПа — в горизонтальном; пневматическое — 3,95 МПа. Расчётное число циклов — 20000 за 20 лет службы.

Скачайте опросный лист, укажите давление, температуру стенки и режим компрессора и приложите к заявке — инженеры ПЗЭМ разберут условия и подберут ресивер из ряда или по расчёту.