pertanyaan Sekarang
1. Definisi Kapal Tekanan
A Kapal Tekanan adalah wadah tertutup yang mampu menahan diferensial tekanan internal atau eksternal. Mereka banyak digunakan untuk menyimpan berbagai media, seperti cairan, gas, dan uap, terutama dalam proses industri yang membutuhkan operasi di bawah tekanan tinggi atau rendah. Kapal tekanan adalah peralatan yang sangat diperlukan dalam industri kimia, minyak bumi, gas alam, listrik, dan farmasi.
Dalam banyak aplikasi industri, kapal penekanan tidak hanya menyimpan zat tetapi juga melakukan operasi proses yang kompleks seperti reaksi, penguapan, dan pemisahan. Karena tekanan di dalam bejana tekanan sering secara signifikan lebih tinggi daripada tekanan atmosfer, desain, pembuatan, dan pemeliharaannya harus secara ketat mematuhi standar nasional yang relevan dan spesifikasi industri.
2. Struktur dasar kapal tekanan
Desain struktural kapal tekanan harus mempertimbangkan banyak faktor, termasuk kapasitas tekanannya, karakteristik media yang digunakan, dan kondisi suhu. Struktur dasarnya terutama terdiri dari cangkang, tutup ujung, struktur pendukung, sambungan, dan perangkat keamanan. Berikut ini adalah penjelasan terperinci dari setiap komponen:
a) shell
Shell adalah badan utama bejana tekanan, terutama bertanggung jawab untuk membawa tekanan internal. Desain shell bervariasi tergantung pada bentuk kapal.
Shell silindris: Ini adalah bentuk bejana tekanan yang paling umum. Ini cocok untuk sebagian besar aplikasi, seperti tangki penyimpanan dan reaktor. Kapal silinder relatif mudah diproduksi, memiliki struktur yang stabil, dan secara efektif mendistribusikan tekanan.
Shell Bulat: Kerang bola menawarkan distribusi tekanan yang paling seragam dan dapat menahan tekanan internal dan eksternal yang lebih tinggi. Oleh karena itu, mereka sering digunakan dalam kapal yang harus menahan tekanan yang sangat tinggi, seperti wadah penyimpanan gas cair. Namun, wadah bola lebih mahal untuk diproduksi dan kurang umum daripada wadah silindris.
Cangkang ellipsoidal atau hemisfer: Desain ini menggabungkan keunggulan wadah silindris dan bola, membuatnya cocok untuk aplikasi yang sangat bertekanan tinggi dan menawarkan resistensi tekanan yang lebih besar. Mereka biasanya digunakan dalam boiler uap bertekanan tinggi atau reaktor kimia khusus tertentu.
b) kepala
Kepala adalah ujung dari bejana bertekanan, menyegel dan menyerap sebagian tekanan. Desain dan bentuk kepala umumnya cocok dengan bentuk kapal itu sendiri. Ketebalan dan bentuk kepala bervariasi tergantung pada tekanan yang ditanggung.
Kepala hemisfer: Bentuk kepala ini secara merata mendistribusikan tekanan internal dan umumnya digunakan pada ujung pembuluh bola atau silindris untuk meminimalkan konsentrasi tegangan. Oval Heads: Cocok untuk kapal bertekanan rendah dan menengah. Bentuknya membantu mendistribusikan stres secara merata di seluruh kapal, dan umumnya ditemukan pada tangki penyimpanan di industri kimia dan minyak bumi.
Kepala kerucut: Kepala kerucut sering digunakan di bagian bawah kapal, terutama untuk pembuluh tekanan rendah atau di mana drainase cair diperlukan.
c) Struktur pendukung
Struktur pendukung mendukung berat seluruh bejana tekanan dan biasanya dipasang di bagian bawah atau sisi kapal. Mereka memastikan stabilitas dan mencegah miring atau perpindahan karena gravitasi atau getaran.
Struktur pendukung termasuk kaki, bingkai pengangkat, dan pangkalan. Struktur pendukung harus dirancang berdasarkan ukuran kapal dan lingkungan operasi untuk memastikan keamanan dan stabilitas.
d) Nozel
Nozel adalah bagian dari bejana tekanan yang menghubungkan pipa, katup, instrumen, dan peralatan lainnya. Jenis umum termasuk port umpan, port knalpot, port pembuangan, dan outlet gas.
Nozel harus dirancang untuk memastikan koneksi tahan bocor dan mencegah kebocoran ketika kapal berada di bawah tekanan. Mereka biasanya terhubung ke badan kapal dengan pengelasan atau threading. e) katup pelepas keselamatan
Untuk mencegah ledakan atau pecah karena tekanan internal yang berlebihan, bejana tekanan harus dilengkapi dengan perangkat pengaman, yang paling umum adalah katup pengaman. Katup pengaman secara otomatis mendeteksi tekanan internal dan, ketika tekanan melebihi nilai yang ditetapkan, terbuka untuk melepaskan tekanan berlebih, sehingga melindungi kapal dari kerusakan.
Selain katup pengaman, perangkat pelepas tekanan lainnya termasuk cakram meledak dan katup pelepasan darurat.
3. Prinsip Kerja Kapal Tekanan
Prinsip kerja pembuluh tekanan terutama berputar di sekitar fluktuasi tekanan dan suhu dalam media internal, serta kekuatan material kapal itu sendiri. Berikut ini adalah beberapa prinsip kerja utama:
a) Efek tekanan internal
Fungsi utama dari bejana tekanan adalah menahan diferensial tekanan internal atau eksternal. Selama operasi, media gas atau cair di dalam kapal mengalami tekanan tertentu. Semakin besar tekanan, semakin besar tekanan pada kapal. Untuk memastikan keamanan kapal, ketebalan, material, dan komponen kunci lainnya dari dinding kapal harus dirancang berdasarkan tekanan maksimum yang dapat ditahan.
b) Transmisi Tekanan
Dalam bejana tekanan, tekanan ditransmisikan ke seluruh struktur melalui dinding kapal. Sementara tekanan internal didistribusikan secara merata di seluruh dinding kapal, konsentrasi tegangan yang signifikan dapat terjadi di daerah -daerah seperti tutup ujung dan sendi. Oleh karena itu, area ini biasanya memerlukan penguatan tambahan.
c) Pengaruh suhu pada pembuluh tekanan
Suhu di dalam kapal mempengaruhi kepadatan dan viskositas medium, sehingga mempengaruhi tekanan di dalam kapal. Peningkatan suhu dapat menyebabkan bahan dinding kapal mengembang atau melunak, sehingga efek suhu pada kekuatan bahan pembuluh harus dipertimbangkan selama desain. Pembuluh tekanan yang digunakan pada suhu tinggi sering menggunakan bahan yang tahan suhu tinggi.
d) Distribusi tegangan di kapal
Distribusi tegangan dalam kapal tekanan tidak merata. Biasanya, ujung (ujung) dari kapal mengalami stres yang lebih besar. Untuk mencegah retak atau deformasi di area ini, desain membutuhkan peningkatan ketebalan dinding atau fitur struktural khusus.
4. Fungsi bejana tekanan
Fungsi bejana tekanan tidak terbatas pada penyimpanan atau pengangkutan zat; Mereka juga mencakup berbagai proses industri yang kompleks. Fungsi spesifik adalah sebagai berikut:
a) penyimpanan
Salah satu fungsi yang paling umum adalah penyimpanan gas, cairan, atau uap. Misalnya, dalam industri petrokimia, kapal tekan sering digunakan untuk menyimpan gas alam cair (LNG) atau cairan kimia lainnya. Dalam sistem udara terkompresi, kapal tekan menyimpan gas bertekanan tinggi untuk digunakan siap.
b) reaksi
Kapal tekanan digunakan sebagai reaktor di banyak industri, seperti industri bahan kimia, minyak, gas, dan farmasi. Reaksi kimia atau fisik dilakukan di bawah tekanan tinggi untuk menghasilkan bahan kimia atau perantara yang diinginkan. Tekanan tinggi selama reaksi membantu mempercepat laju reaksi atau meningkatkan hasil.
c) fungsi pemanas dan pendinginan
Beberapa kapal tekanan juga memiliki fungsi pemanasan atau pendinginan. Misalnya, dalam sistem pertukaran panas, bejana tekanan dapat digunakan sebagai bagian dari penukar panas untuk mentransfer panas dari satu media ke media lainnya. Boiler dan pemanas air juga termasuk dalam kategori ini dan biasanya digunakan untuk menghasilkan uap atau air panas.
D) fungsi kompresi dan ekspansi
Kapal tekanan juga biasanya digunakan untuk memampatkan atau memperluas gas. Misalnya, gas alam sering dikompresi di kapal bertekanan tinggi untuk penyimpanan dan transportasi. Sistem udara terkompresi juga merupakan aplikasi utama untuk kapal tekanan.
5. Keselamatan Kapal Tekanan
Karena pembuluh tekanan sering terkena tekanan tinggi dan suhu tinggi, memastikan keamanannya adalah yang terpenting. Poin -poin penting dalam desain keamanan kapal tekanan meliputi:
Pemilihan material: Bahan dengan kekuatan tinggi, ketahanan korosi, dan ketahanan kelelahan harus dipilih. Bahan yang umum digunakan termasuk baja karbon, baja tahan karat, dan baja paduan, yang dapat menahan suhu dan tekanan tinggi.
Spesifikasi Desain: Desain harus sepenuhnya mematuhi spesifikasi dan standar desain yang relevan. Standar internasional umum meliputi ASME Boiler dan Pressure Vessel Code (BPVC), yang menentukan persyaratan untuk desain, pembuatan, dan inspeksi kapal tekan.
Inspeksi dan Pengujian: Inspeksi reguler kapal tekanan sangat penting, termasuk inspeksi eksternal, inspeksi endoskopi, dan pengujian nondestruktif (seperti pengujian ultrasonik dan pengujian sinar-X). Tes ini dapat segera mendeteksi bahaya tersembunyi seperti retakan dan korosi, mencegah kecelakaan.
Perangkat Keselamatan: Kapal tekanan harus dilengkapi dengan katup pengaman atau perangkat pelepas tekanan. Ketika tekanan di dalam kapal melebihi ambang batas pengaman, perangkat ini secara otomatis terbuka untuk melepaskan tekanan berlebih dan mencegah kapal meledak atau pecah.
6. Aplikasi Kapal Tekanan
Kapal tekanan banyak digunakan, terutama di industri yang membutuhkan operasi dalam kondisi tekanan tinggi atau rendah:
Industri petrokimia: Digunakan untuk penyimpanan gas minyak bumi cair, gas alam, bahan kimia, dan produk minyak bumi.
Industri Energi: Boiler, generator uap, dan penukar panas memerlukan kapal bertekanan untuk menyimpan dan mentransfer panas.
Industri farmasi: Kapal tekanan digunakan untuk reaksi obat, sterilisasi, dan penyimpanan gas.
Industri Makanan dan Minuman: Kapal Tekanan digunakan untuk pemanasan, pendinginan, dan memproses makanan cair.
TERATAS