Газовые баллоны: конструкция, использование и требования безопасности.

Введение

Цилиндрический контейнер для хранения сжатого газа

Газовый баллон – это сосуд, работающий под давлением, предназначенный для хранения и удержания газов при давлении выше атмосферного. Газовые баллоны высокого давления также называют бутылями. Внутри баллона хранимое вещество может находиться в состоянии сжатого газа, пара над жидкостью, сверхкритической жидкости или быть растворенным в базовом материале, в зависимости от физических свойств содержимого. Типичная конструкция газового баллона – удлиненная форма, установленная вертикально на плоском основании, с вентилем и штуцером в верхней части для подключения к принимающему устройству. Следует отличать термин "баллон" в данном контексте от "резервуара", который представляет собой открытый или вентилируемый контейнер для хранения жидкостей под действием силы тяжести, хотя термин "скуба-баллон" обычно используется для обозначения баллона, применяемого для подачи дыхательного газа в подводное дыхательное оборудование.

Номенклатура

В Соединенных Штатах термин "bottled gas" обычно относится к сжиженному нефтяному газу. "Bottled gas" иногда используется в сфере медицинских поставок, особенно для портативных кислородных баллонов. Упакованные промышленные газы часто называют "газами в баллонах", хотя иногда используется и термин "bottled gas". Также используется термин "пропанный баллон" для баллонов с пропаном. В Великобритании и других частях Европы чаще используют термин "bottled gas" при обсуждении любого применения – промышленного, медицинского или сжиженного нефтяного газа. В отличие от этого, то, что в Соединенных Штатах называется сжиженным нефтяным газом, в Великобритании обычно называют "LPG" и могут заказывать под одним из торговых наименований или конкретно как бутан или пропан, в зависимости от требуемой тепловой мощности.

Правила и испытания

Транспортировка баллонов высокого давления регулируется многими правительствами по всему миру. Различные уровни испытаний обычно требуются регулирующим органом страны, в которую осуществляется транспортировка. В Соединенных Штатах этим органом является Министерство транспорта США (DOT). Аналогично, в Великобритании европейские транспортные правила (ADR) реализуются Департаментом транспорта (DfT). Для Канады этим органом является Транспорт Канада (TC). К баллонам могут предъявляться дополнительные требования к конструкции и/или характеристикам со стороны независимых испытательных агентств, таких как Underwriters Laboratories (UL). Каждый производитель баллонов высокого давления обязан иметь независимого агента по контролю качества, который будет проверять продукт на соответствие требованиям качества и безопасности. В Великобритании "компетентный орган" – Департамент транспорта (DfT) – осуществляет контроль за соблюдением правил, а назначение авторизованных специалистов по испытаниям баллонов проводится Службой аккредитации Соединенного Королевства (UKAS), которая предоставляет рекомендации Агентству по сертификации транспортных средств (VCA) для утверждения отдельных организаций. Существует множество испытаний, которым могут подвергаться различные баллоны. Некоторые из наиболее распространенных типов испытаний включают гидростатическое испытание, испытание на разрушение, предел прочности на растяжение, ударный тест Шарпи и испытание на цикличность давления. В процессе производства на баллон обычно наносится штамп или постоянная маркировка с важной информацией. Эта информация обычно включает тип баллона, рабочее или расчетное давление, серийный номер, дату изготовления, зарегистрированный код производителя и иногда испытательное давление. В зависимости от требований нормативных документов может наноситься и другая информация. Баллоны высокого давления, которые используются повторно – а большинство из них таковы – могут подвергаться гидростатическому или ультразвуковому контролю и визуальному осмотру каждые несколько лет. В Соединенных Штатах гидростатическое/ультразвуковое тестирование требуется каждые пять или десять лет, в зависимости от типа баллона и условий его эксплуатации.

The transportation of high pressure cylinders is regulated by many governments throughout the world. Various levels of testing are generally required by the governing authority for the country in which it is to be transported. In the United States, this authority is the United States Department of Transportation (DOT). Similarly in the UK, the European transport regulations (ADR) are implemented by the Department for Transport (DfT). For Canada, this authority is Transport Canada (TC). Cylinders may have additional requirements placed on design and or performance from independent testing agencies such as Underwriters Laboratories (UL). Each manufacturer of high pressure cylinders is required to have an independent quality agent that will inspect the product for quality and safety. Within the UK the "competent authority" — the Department for Transport (DfT) — implements the regulations and appointment of authorised cylinder testers is conducted by United Kingdom Accreditation Service (UKAS), who make recommendations to the Vehicle Certification Agency (VCA) for approval of individual bodies. There are a variety of tests that may be performed on various cylinders. Some of the most common types of tests are hydrostatic test, burst test, ultimate tensile strength, Charpy impact test and pressure cycling. During the manufacturing process, vital information is usually stamped or permanently marked on the cylinder. This information usually includes the type of cylinder, the working or service pressure, the serial number, date of manufacture, the manufacture's registered code and sometimes the test pressure. Other information may also be stamped, depending on the regulation requirements. High pressure cylinders that are used multiple times — as most are — can be hydrostatically or ultrasonically tested and visually examined every few years. In the United States, hydrostatic/ultrasonic testing is required either every five years or every ten years, depending on cylinder and its service.

Клапан

Газовые баллоны обычно имеют запорный вентиль на одном конце, и баллон обычно ориентирован так, чтобы вентиль находился сверху. Во время хранения, транспортировки и обращения с баллоном, когда газ не используется, на выступающий вентиль может быть навинён колпак для защиты от повреждений или отламывания в случае падения баллона. Вместо колпака баллоны иногда оснащаются защитным воротником или предохранительным кольцом вокруг вентильной головки.

Цветовое кодирование

Газовые баллоны часто окрашиваются в разные цвета, но эти цветовые обозначения не являются едиными для разных регионов и иногда не подлежат регулированию. По цвету баллона нельзя безопасно определить, какой газ в нём находится; для идентификации газа на баллонах имеются этикетки.

Цветовой код медицинской газовой баллоны индийский стандарт

Индийский стандарт цветовой кодировки газовых баллонов применяется для идентификации содержимого газовых баллонов, предназначенных для медицинского применения. Каждый баллон должен быть окрашен снаружи в цвета, соответствующие газу, который в нем находится.

Обычные размеры

Ниже приведены примеры размеров баллонов, которые не являются отраслевым стандартом. Цил. (Цилиндр) Размер Диаметр × высота, включая 5,5 дюйма для клапана и крышки (дюймов) Номинальный вес тары, включая 4,5 фунта для клапана и крышки (лб) Водоемкость (лб) Внутренний объем, 70 °F (21 °C), 1 атм Спецификации DOT США (литры) (куб. футы) 2HP 43,3 1,53 3AA3500 K 110 49,9 1,76 3AA2400 A 96 43,8 1,55 3AA2015 B 37,9 17,2 0,61 3AA2015 C 15,2 6,88 0,24 3AA2015 D 4,9 2,24 0,08 3AA2015 AL 64,8 29,5 1,04 3AL2015 BL 34,6 15,7 0,55 3AL2216 CL 13 5,9 0,21 3AL2216 XL 238 108 3,83 4BA240 SSB 41,6 18,9 0,67 3A1800 10S 8,3 3,8 0,13 3A1800 LB 1 0,44 0,016 3E1800 XF 60,9 2,15 8AL XG 278 126,3 4,46 4AA480 XM 120 54,3 1,92 3A480 XP 124 55,7 1,98 4BA300 QT (включая 4,5 дюйма для клапана) (включая 1,5 фунта для клапана) 2,0 0,900 0,0318 4B 240ET LP5 47,7 21,68 0,76 4BW240 Medical E (без клапана и крышки) (без клапана и крышки) 9,9 4,5 0,16 3AA2015

(Спецификации US DOT определяют материал, изготовление и максимальное давление в psi. Они сопоставимы со спецификациями Transport Canada, которые показывают давление в барах. 3E 1800 в номенклатуре DOT будет TC 3EM 124 в Канаде.)

Трубы для хранения газа

Для хранения больших объемов газа под высоким давлением доступны трубчатые резервуары, известные как "тюбы". Как правило, они имеют больший диаметр и длину, чем баллоны высокого давления, и обычно оснащены резьбовыми горловинами с обоих концов. Их можно устанавливать поодиночке или группами на прицепы, стационарные основания или транспортные рамы для мультимодальных перевозок. Ввиду своей длины, они монтируются горизонтально на мобильные конструкции. В практическом использовании их часто объединяют в батареи и эксплуатируют как единое целое.

Банки хранения газа

Группы цилиндров схожего размера могут быть смонтированы вместе и подключены к общей коллекторной системе для обеспечения большей емкости хранения, чем у одного стандартного цилиндра. Обычно это называют банковской группой цилиндров или банком хранения газа. Коллектор может быть устроен для одновременной подачи газа из всех цилиндров, или, в случае каскадной системы наполнения, когда газ отбирается из цилиндров в соответствии с наименьшей положительной разницей давления между баллоном хранения и баллоном-получателем, что обеспечивает более эффективное использование сжатого газа.

Квадратные хранилища газа

Газовый цилиндр квадроцилиндр, также известный как паллет для газовых баллонов, представляет собой группу баллонов высокого давления, установленных на транспортно-складскую раму. Обычно это 16 баллонов емкостью около 50 литров каждый, установленных вертикально в четыре ряда по четыре, на квадратном основании с квадратной рамой, имеющей строповочные узлы сверху и, возможно, пазы для вилочного погрузчика в основании. Баллоны обычно объединены в коллектор для использования как единое целое, но возможны различные варианты компоновки и конструкции.