1. Milyen berendezések tartoznak a kazánok, a nyomástartó edények és a fűtött nyomástartó edények fogalomkörébe?

Kazán az égéstermékek közvetlen hatásának kitett ill. villamos energiával fűtött berendezések, töltettől függetlenül, ha azokban 1 bar abszolút nyomásnál nagyobb nyomás van, vagy keletkezhet és a bennük termelt hőenergiát a berendezésen kívül hasznosítják.

Gőzkazán az 1 bar nyomásnál nagyobb nyomású gőz termelésére szolgáló berendezés.

Forróvízkazán 115°C-nál nagyobb hőmérsékletű víz termelésére szolgáló berendezés.

Melegvízkazán legfeljebb 115°C hőmérsékletű víz termelésére szolgáló berendezés.

Vegyi töltetű kazán az a berendezés, amelynek hőhordozója nem víz, vagy vízgőz.

Nyomástartó edény olyan zárt, vagy zárható berendezés, amely nincs égéstermékek vagy vegyi reakciótermékek ill. villamos energia közvetlen fűtőhatásának kitéve és benne 0,7 bar abszolút nyomásnál nagyobb nyomás van.

Fűtött nyomástartó edény töltetétől függetlenül az a berendezés, amely égéstermékek vagy vegyi reakció termékek közvetlen fűtőhatásának van kitéve, ill. villamos energiával fűtött, benne 1 bar abszolút nyomásnál nagyobb nyomás van vagy keletkezhet és a hőenergiát magában a berendezésben hasznosítják.

2. Mitől függ egy nyomástartó berendezés veszélyessége és ennek alapján a szabályzatok milyen besorolásokat tesznek kötelezővé?

Nyomástartó berendezések jellemzői, veszélyei

A nyomástartó berendezések belsejében uralkodó túlnyomás következtében a nyomás alatti térben energia halmozódik fel, melynek váratlan felszabadulása súlyos következményekkel járhat. Ezért a nyomástartó berendezések a különlegesen veszélyes eszközök közé tartoznak.

A biztonság szempontjából a nyomás alatti berendezéssel szemben támasztott fő követelmények a következők:

- a célnak megfelelő konstrukció és szerkezeti anyagok, a minőségi követelményeket kielégítő előállítás,

- szakszerű szerelés az üzemeltetés helyén,

- a készüléket az előírt biztonsági berendezésekkel kell ellátni,

- a készülék üzembe helyezés előtti vizsgálata (próbanyomással is), használat közben időközönként újabb vizsgálata,

- szakszerű kezelés, a gondos ápolás és megfigyelés üzem közben.

A nyomástartó berendezések előállítását, üzemeltetését érintő követelményeket jogszabályba, ezen belül biztonsági szabályzatokba foglalták.

A nyomástartó berendezések hatósági felügyelete hazánkban a Műszaki Biztonsági Felügyelet (MBF) hatáskörébe tartozik.

A nyomástartó berendezéseket a hatályos biztonsági szabályzatok öt nagy csoportra bontják:

- Gőzkazánok: amelyek égéstermékek v. vegyi reakciótermékek, ill. elektromos fűtőtestek hőhatásánák vannak kitéve, bennük 1 bar-nál nagyobb nyomás van vagy keletkezhet, és a termelt hőenergiát a berendezésen kívül hasznosítják.

- Fűtött nyomástartó berendezések: amelyek égéstermékek v. vegyi reakciótermékek, ill. elektromos fűtőtestek hőhatásának vannak kitéve, bennük 1 bar-nál nagyobb nyomás van v. keletkezhet, és a termelt hőenergiát magában a berendezésben hasznosítják.

- Nyomástartó edények: zárt, v. zárható berendezések amelyek égéstermékek v. vegyi reakciótermékek, ill. elektromos fűtőtestek hőhatásának nincsenek kitéve, bennük 0,7 bar-nál kisebb v. 1,7 bar-nál nagyobb nyomás, azaz 0,7 bar-nál nagyobb túlnyomás van v. keletkezhet.

- Gázpalackok, gázszállító tartályok: sűrített, cseppfolyósított v. nyomás alatt oldott gázok szállítására, tárolására és felhasználására szolgáló tartályok.

- Acetiléngáz-fejlesztő készülékek: hegesztéshez használt gázt előállító készülékek.

A belső túlnyomás a folyadék, gőz v. gáz alakjában jelenlévő nyomásátvivő közeg közvetítése révén keletkezik, létrehozása energiaközléssel történik. A felhalmozódó energiamennyiség két tényezőtől függ: a nyomástól és a berendezés térfogatától, nagysága a két tényező szorzatával fejezhető ki.

A nyomástartó berendezések robbanásakor hatalmas erőkkel, energiamennyiségekkel kell számolni. Nagyságrendi aránya: levegő, vízgőz, folyadék - vízgőzzel, kb. 1:1,5:30.

Azonos térfogatú tartályokban, azonos nyomás mellett a felhalmozott energia tisztán vízgőz esetén a sűrített levegőhöz viszonyítva 50%-kal nagyobb.

Folyadékot és gőzt is tartalmazó tartályban, a felszabaduló energiamennyiség a tisztán gőzzel töltöttnek a 20 szorosára emelkedik, az un. utánpárolgás következtében.

A forráspontjuk fölé hevített folyadék gőzével együtt van jelen, különösen veszélyes berendezéseknek tekintendők. A víz kb. 50 bar-ig nem nyomható össze.

A legkisebb légpárna se maradjon a készülékben a vizes próbanyomásakor.

A nyomástartó edény veszélyességi mutatója, veszélyességi osztályok

Y=V´p´k(c+f+t),              ahol:

Y = veszélyességi mutató,

V = a nyomástartó edény összes űrtartalma m3-ben 1 %-os pontossággal,

p = az engedélyezési nyomás bar (túlnyomás)-ban,

k = korrózióra, kopásra jellemző tényező,

c = a töltet fizikai állapotára jellemző tényező,

f = a töltet tűzveszélyességére jellemző tényező,

t = a töltet mérgező hatását kifejező tényező.

A korrózióra, kopásra jellemző tényező értékei:

k = 1, ha nincs korróziós hatás,

k = 5, ha a korrózió nem nagyobb mint 0,1 mm/év,

k = 10, ha a korrózió nem nagyobb mint 0,2 mm/év,

k = 15, ha a korrózió nem nagyobb mint 0,35 mm/év,

k = 20, ha szilárdsági méretezéssel figyelembe nem vehető korrózióval is számolni kell.

A töltet fizikai állapotára jellemző tényező értékei:

c = 1, ha a töltet folyadék és hőfoka atmoszferikus forrpontja alatt van,

c = 2, ha a töltet gáz, gőz, vagy atmoszferikus forrpontja feletti hőfokú folyadék,

c = 3, ha a töltet cseppfolyósított gáz.

A töltet tűzveszélyességére jellemző tényező értékei:

f = 0, ha a töltet nem tűzveszélyes,

f = 1, ha a töltet tűzveszélyes vagy mérsékelten tűzveszélyes,

f = 2, ha a töltet tűz- és robbanásveszélyes,

f = 3, ha a töltet fokozottan tűz- és robbanásveszélyes.

A töltet mérgező hatására jellemző tényező értékei:

t = 0, ha a töltet semleges,

t = 1, ha a töltet irritáló vagy bódító hatású,

t = 2, ha a töltet lassan hatóan mérgező, maró hatású,

t = 3, ha a töltet gyorsan hatóan mérgező, maró hatású vagy fulladás veszélyét előidéző por.

Veszélyességi osztályok

A NYEBSZ hatálya alá tartozó nyomástartó edényt veszélyességi osztályba kell sorolni. A NYEBSZ hatálya alá tartozik a belföldön üzembehelyezésre kerülő fémből készült nyomástartó edény.

Kivételek:

- a vasúti vágányokon közlekedő nyomástartó berendezések,

- a vasúti járművekre szerelt vasútüzemi célt szolgáló nyomástartó edények,

- a hajókra, légi közlekedési eszközökre szerelt berendezések,

- a bányászati technológia folyamataihoz szükséges nyomástartó edények,

- a kőolaj- és földgázszállító vezetékek tartozékát képező nyomástartó edények,

- a PB gáztöltő telepek nyomástartó edényei,

- a robbanóanyagok gyártására, szállítására szolgáló nyomástartó berendezések.

Nem tartoznak továbbá a NYEBSZ hatálya alá:

- ha űrtartalma 25 dm3-nél nem nagyobb,

- legfeljebb 10 bar túlnyomáson üzemelő, folyadékkal teljesen feltöltött nyomástartó edény, amennyiben töltete önmagában veszélyforrást nem képez,

- vízellátó berendezés legfeljebb 10 bar nyomáson és legfeljebb 115°C-on működő edénye,

- erőátviteli hidraulikus berendezés önálló nyomástartó edényt nem képező része,

- dugattyús, forgódugattyús, körforgó gép és különálló edényt nem képező tartozéka,

- elektromos kapcsolóknak és szakaszolóknak azok a nyomástartó edényei, amelyek nagyfeszültségű villamos rendszerrel közös zárt térben vannak felszerelve,

- sörtároló tartályok és ászokhordók 2 bar túlnyomásnál nem nagyobb méretezési nyomással,

- kísérleti laboratórium tudományos kutatás céljára szolgáló nyomástartó edénye,

- tűzoltó készülék nyomástartó edénye,

- csőköteges hőcserélő legfeljebb 630 mm külső átmérővel,

- egynyomásterű köpenyes edény, legfeljebb 324 mm külső átmérővel, ha a köpenye szabványos varratnélküli acélcsőből készült,

- az Y<4 veszélyességi mutatójú edény, ha a méretezési nyomás (bar) és térfogat (dm3) szorzata 1000-nél nem nagyobb,

- gőz-, gáz- folyadékcsővezetékek és csővezetéki tartozékok méret- és nyomáskorlátozás nélkül,

- léghevítők, kohóművek túlnyomással üzemelő nyomástartó edényei,

- radioaktív töltetet tartalmazó edény űrtartalomtól és ,nyomástól függetlenül,

- legfeljebb 7 bar (7,14 bar) méretezési nyomású (túlnyomás) és 500 liter térfogatú levegő töltetű nyomástartó edények,

- vízzáras, teleszkópos gáztartók,

- gumivulkanizáló gépi berendezésekbe szerelt géptartozékokat képező nyomástartó edények.

Kisveszélyességű osztály, ha a veszélyességi mutató értéke

4 < Y £ 100.

Középveszélyességű osztály, ha a veszélyességi mutató értéke

100 < Y £ 10 000.

Nagyveszélyességű osztály, ha a veszélyességi mutató értéke

Y > 10 000.

Ha a nyomástartó edény bármely részének tervezett élettartama 12 évnél rövidebb, ha a „k” tényező értéke 10 vagy annál nagyobb, ha más veszélyforrás indokolttá teszi, a nagyveszélyességű osztályba kell sorolni.

Többnyomásterű edénynél minden nyomástérre külön kell meghatározni a veszélyességi mutatót.

Az edény veszélyességi mutatóját az egyes nyomásterek veszélyességi mutatójának összegezésével kell meghatározni.

Bevonat alkalmazása estén a veszélyességi mutatót nem lehet csökkenteni, az üvegzománcozott edények, ahol k = 1 korróziós tényezőt kell figyelembe venni.

3. Milyen nyomásfogalmakat határoznak meg a szabályzatok, hogyan függ ezektől a nyomástartó berendezések méretezése, üzemeltetése és ellenőrzése?

A nyomáson mindig a légköri nyomáshoz viszonyított túlnyomást, vagy vákuumot értjük. Mértékegysége a kp/cm2.

Tervezési nyomás (pt) az a nyomás, ami a szilárdsági számítások alapjául szolgál. Megegyezik a várható üzemi túlnyomással.

Engedélyezési nyomás (pe) amelyre a tartány használatbavételi engedélye szól. Új tartánynál pe=pt. Használt tartánynál pe<pt.

Üzemi nyomás (pü) amelyen a tartányt üzemeltetik, értékét a nyomásmérő mutatja. pü£ pe.

Próbanyomás (pp) amelyen a tartány tömörségét, használhatóságát vizsgálják.

Gőzkazánoknál:

- ha    pe£10kp/cm2        akkor pp=1,5pe     de legalább  pe+1kp/ cm2

- ha    pe>10kp/cm2              akkor pp=1,25pe   de legalább  pe+5kp/ cm2

Más nyomástartó edényeknél:

- ha    pe£4kp/cm2          akkor pp=pe         +1      de legalább  pe=2kp/ cm2

- ha    pe>4kp/cm2                 akkor pp=1,25pe

Próbanyomásra történő ellenőrzésnél az anygban megengedett feszültség:

általában               dmeg=dF/1,1

gőzkazánnál          dmeg=dF/1,5