Резервуар или ёмкость: от чего на самом деле зависят требования к аппарату

В разговоре «резервуар» и «ёмкость» — синонимы, но в нормах граница есть. ГОСТ 34347-2017 распространяется на стальные сварные сосуды — под давлением, под вакуумом и без давления, под налив. И прямо не распространяется на «резервуары (ёмкости) для хранения химических и нефтяных продуктов, проектируемые в соответствии со строительными нормами и специальными правилами».

Поэтому первый вопрос — по каким нормам проектируют ваш аппарат. Горизонтальные резервуары РГС, РГСП и РГСН по нашим техническим условиям делают как сосуды по ГОСТ 34347-2017 — так он указан, например, в документах нашего РГСН-75. Для таких аппаратов требования определяют расчётное давление, характеристика среды и температура стенки — расчётная при положительных температурах и минимальная рабочая при отрицательных. Для категории по ТР ТС 032/2013 важна ещё вместимость. Разберём по порядку.

Шаг 1. Давление и среда: когда включаются техрегламент и ФНП

• До 0,05 МПа включительно и под налив — ТР ТС 032/2013 на аппарат не распространяется. Если аппарат проектируют как сосуд, требования к нему задаёт ГОСТ 34347-2017 — и под налив, и при более высоком давлении.
• Свыше 0,05 МПа аппарат может попасть под ТР ТС 032/2013 — это зависит от среды, вместимости и произведения давления на вместимость. Для жидкостей 1-й группы (горючих, токсичных) 1-я категория начинается при вместимости свыше 0,02 м³ и произведении свыше 0,02 МПа·м³; для жидкостей 2-й группы, например воды, — при давлении свыше 1 МПа, вместимости свыше 0,02 м³ и произведении свыше 1 МПа·м³. Для газов 1-й группы — при вместимости свыше 0,001 м³ и произведении свыше 0,0025 МПа·м³, 2-й группы — свыше 0,005 МПа·м³. Аппараты 1-й и 2-й категорий декларируют, 3-й и 4-й — сертифицируют.
• Федеральные нормы и правила (приказ Ростехнадзора № 536, п. 2) распространяются на оборудование под избыточным давлением пара или газа, в том числе сжиженного, более 0,07 МПа, на воду при температуре выше 115 °C и на иные жидкости при температуре выше их температуры кипения при 0,07 МПа. Какие сосуды не подлежат учёту в Ростехнадзоре, сказано в п. 223.

Отсюда практический вывод: ёмкость под налив и ёмкость на 0,6 МПа могут требовать разного объёма документов и проверок, даже если корпуса одинаковые. Насколько разного — зависит от среды и вместимости: вода под 0,6 МПа под ТР ТС 032 не попадает, а горючая жидкость при тех же параметрах — попадает.

Аппарат с двумя полостями: давление указывают для каждой

Частая ошибка в заявке — одно давление на весь аппарат. У резервуара с подогревателем или рубашкой полостей две, и давления у них разные. Пример из наших документов: резервуар РГС-50 с подогревателем — расчётное давление корпуса 0,07 МПа, подогревателя — 1,0 МПа; пробное давление гидроиспытания назначено для подогревателя — 1,25 МПа.

ГОСТ 34347-2017 допускает определять группу сосуда для каждой полости отдельно, если у полостей разные расчётные параметры и среды (п. 3.1.6). Испытуемую часть — корпус, рубашку, трубное пространство — в паспорте указывают отдельно. Поэтому в опросном листе давление и температуру указывают отдельно для корпуса и для подогревателя, рубашки или змеевика.

Шаг 2. Группа сосуда — и почему она важна

ГОСТ 34347-2017 делит сосуды на пять групп по расчётному давлению, температуре стенки и характеристике среды. Группу определяет разработчик, но она должна быть не ниже, чем по таблице 1 стандарта. Самые строгие по объёму контроля — 1-я и 2-я:

• 1-я — среда взрывоопасная, пожароопасная или токсичная 1–3-го классов опасности при давлении свыше 0,05 МПа или под вакуумом; токсичная 1–3-го классов — и под налив, и при давлении до 0,05 МПа включительно.
• 2-я — среди прочего любая другая среда при давлении от 0,05 до 5,0 МПа, если температура стенки ниже −40 °C.
• 4-я — давление от 0,05 до 1,6 МПа при температуре стенки от −20 до 200 °C, любая среда, кроме указанных для 1-й группы; при −40…−20 °C или 200…400 °C в том же диапазоне давлений — 3-я группа.
• 5-я — под налив и до 0,05 МПа, если среда не токсичная 1–3-го классов.

От группы зависит объём контроля сварных соединений радиографией или ультразвуком — не менее 100 % длины каждого доступного для контроля стыкового, углового и таврового соединения для 1-й и 2-й групп, не менее 50 % для 3-й, 25 % для 4-й и 10 % для 5-й.

Пример. Две одинаковые ёмкости на 0,6 МПа. Для воды при температуре стенки от −20 до 200 °C — 4-я группа, контроль не менее 25 % швов. Для дизельного топлива, если в опросном листе указана пожароопасность среды, — 1-я группа, контроль 100 %. Ёмкость для сжатого воздуха на те же 0,6 МПа при минимальной рабочей температуре стенки ниже −40 °C — уже 2-я группа и тоже 100 %.

Шаг 3. Температура стенки и сталь

По температуре стенки выбирают сталь. Для листового проката ГОСТ 34347-2017 (таблица А.1) допускает:

• Ст3сп категории 4 — от −20 до 200 °C, только при давлении до 5 МПа и толщине листа до 25 мм;
• 09Г2С по ГОСТ 5520 — давление не ограничено, нижняя граница зависит от категории:
• категория 6 — от −40 °C;
• категория 7 — от −50 °C;
• категория 8 — от −60 °C, категория 9 — от −70 °C (обе до 200 °C);
• категория 14 — от −60 °C, категория 15 — от −70 °C (обе до 475 °C); категория 17 в таблице указана для разных нижних границ, поэтому её подбирают по температуре стенки.

Для сосудов из углеродистых и низколегированных сталей на открытой площадке или в неотапливаемом помещении ГОСТ 34347 (п. 4.1.4) при выборе материала предписывает принимать минимальную температуру стенки равной абсолютной минимальной температуре воздуха района, если стенка под давлением может её принять; если не может — температуре наиболее холодных суток обеспеченностью 0,92; если стенка ещё холоднее — минимальной температуре рабочей среды.

В документах аппарата бывает две температуры стенки. У нашего резервуара РГСН-75: минимально допустимая под расчётным давлением — −39 °C, а с учётом транспортирования и хранения — −60 °C. В опросном листе по нашим ТУ есть поле только для первой (п. 2.6); если аппарат будут перевозить или хранить при более низкой температуре, укажите её в примечании.

Шаг 4. Тип днищ и предел давления по нашим ТУ

По нашим ТУ на ёмкостные аппараты расчётное давление до 1,6 МПа допускается и для корпуса с коническими (ГКК) или плоскими (ГПП) днищами, но под давлением мы изготавливаем ёмкости только с эллиптическими (ГЭЭ) — по ТУ до 16 МПа. С коническими и плоскими днищами ёмкости и резервуары работают без давления. Это пределы номенклатуры наших ТУ, а не ГОСТ 34347.

Поэтому тип днищ задаёт режим: под давлением — эллиптические, под налив — любые, а варианты сравнивают по длине, массе и оснащению.

Что значат РГС, РГСП, РГСН, РГСДП и РВС

РГС, РГСН, РГСП и РГСДП — обозначения исполнений по нашим ТУ, а не отдельные виды норм: требования к ним определяются теми же параметрами.

• РГС — резервуар горизонтальный стальной;
• РГСН — наземный;
• РГСП — подземный;
• РГСДП — двустенный подземный: второй корпус и контроль межстенного пространства защищают грунт при протечке;
• РВС — вертикальный стальной резервуар; если его проектируют по строительным нормам, ГОСТ 34347 на него не распространяется, а вертикальные ёмкости, сделанные как сосуды, подпадают под нормы для сосудов.

Какие бывают резервуары и ёмкости

Делят их по нескольким признакам — по нашим ТУ на ёмкостные аппараты и ГОСТ 34347-2017:

• по положению — горизонтальные и вертикальные, это первая буква обозначения, Г или В. Горизонтальные корпуса ГКК, ГЭЭ и ГПП по ТУ — до 300 м³; вертикальные с эллиптическими или коническими днищами (ВЭЭ, ВКЭ, ВКК) — до 100 м³, с плоским нижним днищем (ВПК, ВПП) — до 300 м³;
• по установке — наземные (РГСН) и подземные (РГСП, а также подземные ёмкости ЕП и ЕПП — с погружным насосом или без, ЕПП — с подогревателем);
• по стенке — с одной стенкой и двустенные (РГСДП);
• по давлению — под налив, то есть без избыточного давления, под избыточным давлением и под вакуумом: так делит сосуды область применения ГОСТ 34347-2017;
• по днищам — эллиптические, конические, плоские; ГОСТ допускает ещё полусферические, торосферические и сферические (п. 3.2.1);
• по материалу — углеродистая или низколегированная сталь (буква У в обозначении) и коррозионностойкая (К);
• по назначению — для нефти и нефтепродуктов, для АЗС, для воды, для сжиженных пропана и бутана, воздухосборники, буферные ёмкости.

Положение и установку диктует площадка, а группу сосуда, контроль швов и сталь — давление, среда и температура стенки, разобранные в шагах выше.

Из каких элементов состоит резервуар

Элементы сосуда ГОСТ 34347-2017 перечисляет в разделе о конструкции, и к каждому у него свои требования:

• корпус — цилиндрическая обечайка, закрытая с торцов двумя днищами; у РГС по нашим ТУ корпус цельносварной, днища конические;
• люки — для осмотра, очистки и ремонта. При внутреннем диаметре более 800 мм люк обязателен, кроме оговорённых исключений; круглый люк у сосуда на открытом воздухе — внутренним диаметром не менее 450 мм, в помещении — не менее 400 мм (п. 3.3.2). При меньшем диаметре — лючок не менее 80 мм по наименьшей оси (п. 3.3.3);
• штуцера и бобышки — для трубопроводов и приборов; у каждого сосуда должны быть штуцера или бобышки для наполнения водой, слива и выпуска воздуха при гидроиспытании (п. 3.3.4);
• опоры — у горизонтального сосуда седловые, угол охвата по общему правилу не менее 120° (п. 3.5.2); при температурном удлинении неподвижной оставляют одну опору, остальные — подвижные (п. 3.5.3);
• внутренние устройства — змеевики, тарелки, перегородки; мешающие осмотру и ремонту ГОСТ в общем случае требует делать съёмными, а у приварных — сохранить возможность осмотра и очистки (п. 3.6.1).

Для заявки из этого следует: нужна таблица штуцеров с эскизом и место установки — открытая площадка или помещение: от этого зависит минимальный люк. Змеевик, теплоизоляцию и указатель уровня по нашим ТУ указывают в опросном листе, погружной насос — в обозначении аппарата.

Что указать в опросном листе и зачем

• Давление рабочее и расчётное — отдельно для корпуса и для подогревателя или рубашки: определяет группу сосуда и применимость техрегламента.
• Среду — агрегатное состояние, состав, класс опасности, пожаро- и взрывоопасность: от этого зависит, попадёт ли аппарат в 1-ю группу со 100 % контролем швов и под ТР ТС 032/2013.
• Минимальную температуру стенки под расчётным давлением, а в примечании — при транспортировании и хранении: по ним выбирают сталь.
• Вместимость: вместе с давлением, группой среды и её агрегатным состоянием задаёт категорию по ТР ТС 032/2013 — декларация или сертификат.
• Скорость коррозии, если известна.
• Исполнение — наземное (РГСН) или подземное (РГСП, РГСДП), место установки (отапливаемое или неотапливаемое помещение, площадка), климат района.

Если сомневаетесь в группе сосуда или выборе стали — скачайте опросный лист, заполните и приложите к заявке, инженеры ПЗЭМ разберут условия и предложат исполнение.