ГОСТ Р 53684-2009. Национальный стандарт Российской Федерации. Аппараты колонные. Технические требования

(утв. и введен в действие Приказом Ростехрегулирования от 15.12.2009 № 1072-ст)

ИСТОРИЯ ИЗМЕНЕНИЙ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИХ АКТОВ

flowchart LR
  n0["ОСТ 26.291-87"]:::rst
  click n0 "https://bukva.ai/docs/standart-gost-r-702-2-014-2024" "ОСТ 26.291-87. Сосуды и аппараты стальные сварные. Общие технические условия (утв. Министерством химического и нефтяного машиностроения СССР 31.12.1987)"
  n1["ОСТ 26 291-94"]:::rst
  click n1 "https://bukva.ai/docs/popravka-popravki-gost-7702-2-4-93" "ОСТ 26 291-94. Отраслевой стандарт. Сосуды и аппараты стальные сварные. Общие технические условия (утв. Роскоммашем 21.04.1994, Госгортехнадзором РФ 28.04.1994)"
  n2["ГОСТ Р 53684-2009"]:::rst
  click n2 "https://bukva.ai/docs/gost-r-53684-2009" "ГОСТ Р 53684-2009. Национальный стандарт Российской Федерации. Аппараты колонные. Технические требования (утв. и введен в действие Приказом Ростехрегулирования от 15.12.2009 N 1072"
  n3["ГОСТ 31838-2012"]:::doc
  click n3 "https://bukva.ai/docs/gost-31838-2012" "ГОСТ 31838-2012. Межгосударственный стандарт. Аппараты колонные. Технические требования (введен в действие Приказом Росстандарта от 21.11.2012 N 980-ст)"
  n2 --> n3
  n1 --> n2
  n0 --> n1
classDef rst fill:#FFEBEB,stroke:#8B0000,color:#000;
classDef doc fill:#EBFFEB,stroke:#006400,color:#000;
classDef notEnt fill:#FFFFEB,stroke:#FF8C00,color:#000;

от 15 декабря 2009 г. № 1072-ст

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

АППАРАТЫ КОЛОННЫЕ

ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

Columns. Technical requirements

Дата введения

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации — ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения».

Сведения о стандарте

1. Разработан ЗАО «Петрохим Инжиниринг» (ЗАО «ПХИ»), ОАО «Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт нефтяного машиностроения» (ОАО «ВНИИНЕФТЕМАШ»).

2. Внесен Техническим комитетом по стандартизации ТК 023 «Техника и технологии добычи и переработки нефти и газа».

3. Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 декабря 2009 г. № 1072-ст.

4. В настоящем стандарте учтены основные нормативные положения следующих международных стандартов:

• Директива 97/23/ЕС Европейского парламента и совета от 29 мая 1997 г. по сближению законодательств государств-членов, касающегося оборудования, работающего под давлением в части выбора материалов, требований к конструкции, изготовлению и испытаниям;
• Европейский стандарт ЕН 13445-2002 «Сосуды, работающие под давлением без огневого подвода теплоты» (EN 13445-2002 «Unfired Pressure Vessels») в части выбора материалов, требований к конструкции, изготовлению и испытаниям.

5. Введен впервые.

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомления и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет.

1. Область применения

Настоящий 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].

2. Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 52630-2006 Сосуды и аппараты стальные сварные. Общие технические условия

ГОСТ Р 52857.1-2007 — ГОСТ Р 52857.12-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность

ГОСТ Р 51273-99 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Определение расчетных усилий для аппаратов колонного типа от ветровых нагрузок и сейсмических воздействий

ГОСТ Р 51274-99 Сосуды и аппараты. Аппараты колонного типа. Нормы и методы расчета на прочность

ГОСТ 9617-76 Сосуды и аппараты. Ряды диаметров

Примечание. При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. 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 аппаратов

Колонные 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 от 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 к атмосферному. Давление в нижней части колонн выше верхнего на величину гидравлического сопротивления внутренних устройств.

Пример исполнения атмосферной колонны приведен на рисунке 1. Колонна оснащена тарелками.

Рисунок 1. Пример исполнения атмосферной тарельчатой колонны

В вакуумных колоннах абсолютное давление в верхней части может достигать от 14 до 18 мм рт. ст. (от 1,87 до 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. (от 1,33 до 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.

Рисунок 3. Пример исполнения колонны под давлением

Настоящий стандарт применяют совместно с ГОСТ Р 52630.

4. Обозначения

В настоящем стандарте применены следующие обозначения:

a — относительная овальность корпуса аппарата;

b_{1} — ширина нижнего опорного кольца;

b_{2} — выступающая ширина нижнего опорного кольца;

b_{3} — длина верхнего опорного элемента;

b_{4} — ширина верхнего опорного элемента;

b_{5} — минимальное расстояние между двумя смежными ребрами;

b_{6} — максимальное расстояние между двумя смежными ребрами;

D — внутренний диаметр аппарата;

D_{\text{Н}} — наружный диаметр аппарата;

D_{\text{о}} — внутренний диаметр опорной обечайки;

D_{\text{б}} — диаметр окружности фундаментных болтов;

e — расстояние от оси фундаментного болта до наружной поверхности опорной обечайки;

h — высота опорного узла;

S — толщина стенки обечайки;

S_{1} — толщина стенки днища;

s — исполнительная толщина стенки аппарата;

s_{\text{о}} — исполнительная толщина стенки опорной обечайки;

s_{\text{к}} — исполнительная толщина нижнего опорного кольца;

s_{2} — исполнительная толщина верхнего опорного кольца;

s_{4} — исполнительная толщина ребра.

5. Требования к конструкции

5.1 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 Р 52857.1 — ГОСТ Р 52857.12, ГОСТ Р 51274, ГОСТ Р 51273.

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 по ГОСТ Р 52630 (подраздел 4.2).

5.2.2. Люки, лючки и штуцера принимаются по ГОСТ 52630 (подраздел 4.3).

5.2.3. Расположение отверстий — в соответствии с ГОСТ 52630 (подраздел 4.4).

5.3 Требования к опорам колонных аппаратов

5.3.1 Опорные обечайки колонных аппаратов представлены на рисунке 4.

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 (рисунок 5).

В случае смещения осей обечайки корпуса и опоры необходимо проверить прочность опорной обечайки с учетом дополнительных напряжений из-за смещения этих осей.

5.3.3 Основные конструкции опорных узлов приведены на рисунке 6.

5.4. Допускается установка колонных аппаратов на иные типы опор (стойки, лапы и др.) по указанию проектной организации.

6. Требования к материалам

6.1. 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 (СНиП 23-01) [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» по ГОСТ Р 52630 (Приложение М).

6.2. Требования к основным материалам, пределы их применения, назначение, условия применения, виды испытаний должны удовлетворять ГОСТ Р 52630.

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 коррозионно-стойких сталей, допускается использовать цилиндрические или конические опоры из углеродистых сталей при условии, что к корпусу колонны приваривается переходная обечайка из коррозионно-стойкой 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 коррозионно-стойкой стали.

7. Требования к изготовлению

7.1 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 ГОСТ Р 52630.

7.1.3. Предельные отклонения размеров принимаются в соответствии с ГОСТ 52630 (пункт 6.1.7).

7.2 Корпуса

7.2.1 После сборки и сварки обечаек корпус (без днищ) должен удовлетворять следующим требованиям:

а) отклонение по длине — не более +/- 0,3% 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 ГОСТ Р 52630, (пункт 6.2.4) в местах установки тарелок или других внутренних устройств не должна превышать +/- 0,5%, если в технической документации не оговорены более жесткие требования.

7.2.4. Отклонения остальных размеров корпусов, кроме указанных выше, определяются по ГОСТ Р 52630.

7.3 Днища, фланцы, штуцера, люки, укрепляющие кольца

7.3.1. Указанные элементы корпусов аппаратов изготавливаются в полном соответствии с ГОСТ Р 52630 (подразделы 6.3 — 6.5).

7.4. Предельные отклонения размеров аппаратов, их сборочных единиц и деталей от номинальных должны соответствовать приведенным на рисунке 7.

7.5 Внутренние тепло- и массообменные контактные устройства тарельчатого типа (тарелки)

7.5.1. Тарелки должны изготавливаться в соответствии с требованиями настоящего стандарта и проекта.

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, к оси корпуса, относительно которой установлены устройства (риски) для выверки вертикальности его на монтажной площадке, не должно превышать значений, указанных в таблице 1.

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 (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.

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.

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 соединения

8.1. Аппараты могут быть изготовлены с применением всех видов промышленной сварки за исключением газовой.

8.2. Требования к сварке и сварным соединениям должны соответствовать ГОСТ Р 52630 (подраздел 6.8).

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 регламентируются ГОСТ Р 52630 (пункт 6.9.1).

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 по ГОСТ Р 52630 (подразделы 6.9 и 6.10).

8.5. Методы контроля сварных соединений по ГОСТ Р 52630.

8.5.1. Объем контроля сварных швов вакуумных колонн неразрушающими методами составляет >= 25%.

9. Гидравлическое испытание

Гидравлическое 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 обработка

Термическая обработка колонного аппарата (или его частей) при необходимости осуществляется в соответствии с ГОСТ Р 52630 (подраздел 6.11).

Библиография

1. ПБ 03-576-03 Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением

2. СНиП 23-01-99 Строительная климатология

------------------------------------------------------------------