Криогенный сосуд хранит газ в жидком виде при температурах до минус двухсот градусов и ниже. Это сосуд под давлением, но со своей физикой: обычная сталь при таких температурах становится хрупкой, а любое поступление тепла превращает жидкость в газ с ростом давления.
| 7311 00 | Ёмкости для сжатого или сжиженного газа |
| 8419 60 | Оборудование для сжижения газов |
| 8609 00 | Контейнеры-цистерны |
01
Конструкция и принцип
- внутренний сосуд с криогенной жидкостью;
- наружный кожух, образующий вакуумную полость;
- между ними изоляция: вакуум, порошок, экранно-вакуумная;
- опоры внутреннего сосуда с минимальной теплопроводностью;
- арматура налива, слива, газосброса;
- предохранительные устройства на обоих сосудах;
- приборы контроля уровня и давления.
02
Хладостойкость материалов
- углеродистая сталь при криогенных температурах становится хрупкой;
- разрушение происходит без пластической деформации;
- применяются аустенитные нержавеющие стали;
- алюминиевые сплавы и медь сохраняют пластичность;
- материал подтверждается испытаниями на ударный изгиб при рабочей температуре;
- это обязательная часть доказательной базы;
- сварные соединения проверяются наравне с основным металлом.
03
Испарение и рост давления
- показатель выражается в процентах потерь за сутки;
- при потере вакуума он вырастает в разы;
- сосуд опустошается за дни вместо недель;
- это основной эксплуатационный отказ;
- вакуум контролируется периодически;
- закрытие газосброса недопустимо: давление вырастет до разрушения.
- Тепло проникает через изоляцию и опоры.
- Часть жидкости испаряется.
- Давление в сосуде растёт.
- При достижении уставки срабатывает газосброс.
- Продукт теряется в атмосферу.
- Скорость испарения нормируется и указывается изготовителем.
04
Что проверяется при подтверждении
- кожух рассчитывается на внешнее давление атмосферы;
- потеря вакуума внутрь — расчётный случай;
- пропускная способность клапана считается для наихудшего сценария;
- обычно это полная потеря изоляции;
- при ней испарение возрастает многократно;
- клапан должен успеть сбросить весь объём газа.
- Прочность внутреннего сосуда при расчётном давлении.
- Прочность наружного кожуха на внешнее давление и вакуум.
- Герметичность вакуумной полости и скорость потери вакуума.
- Скорость испарения при нормированных условиях.
- Хладостойкость материалов и сварных соединений.
- Пропускная способность предохранительных устройств.
- Прочность опор и элементов крепления.
- Работа приборов контроля уровня и давления.
05
Риски и меры при эксплуатации криогенных сосудов
| Риск | Мера |
| Обморожение при контакте | Средства защиты, инструктаж |
| Вытеснение кислорода в помещении | Вентиляция, контроль содержания кислорода |
| Потеря вакуума | Периодический контроль, ремонт изоляции |
| Обледенение арматуры | Осмотр перед операциями |
| Захолаживание нерасчётных элементов | Соблюдение технологии налива |
| Расслоение и скачок давления | Соблюдение режима заполнения |
06
Криогенные сосуды по ТР ТС 032
- криогенные сосуды и резервуары для жидкого азота, кислорода, аргона, СПГ — оборудование под давлением;
- подтверждение соответствия — по категории оборудования, сертификат от 150 000 ₽;
- обоснование безопасности и расчёт на прочность обязательны;
- паспорт сосуда передаётся владельцу;
- предохранительные устройства проверяют особо;
- постановка на учёт — по правилам промышленной безопасности.
07
Проверка прочности криогенного сосуда
- прочность;
- теплоизоляцию;
- предохранительные устройства;
- материалы для низких температур;
- маркировку.
08
Пример: газификатор для медицинского кислорода
- резервуар;
- испаритель;
- арматура;
- документы;
- учёт.
09
Порядок подтверждения соответствия криогенного сосуда
- определите категорию оборудования по давлению и объёму;
- подготовьте обоснование безопасности и расчёт на прочность;
- выберите схему по категории;
- проведите испытания — гидравлические или пневматические по правилам;
- оформите сертификат или декларацию;
- подготовьте паспорт и руководство по эксплуатации.
10
Эксплуатация криогенного оборудования
- заправка обученным персоналом;
- защитные средства от обморожения;
- вентиляция помещений — азот вытесняет кислород;
- контроль давления и уровня;
- периодические проверки предохранительных клапанов;
- учёт по правилам промышленной безопасности.
Для расчёта нужны характеристики продукции, применимые требования и объём испытаний. Стоимость и срок согласуем после рассмотрения этих данных.
11
Пример: резервуар жидкого азота для лаборатории
- сосуд с документами по регламенту;
- паспорт;
- размещение с вентиляцией;
- обучение персонала;
- средства защиты рук и лица;
- журнал заправок.
12
Вопросы о документе на сосуд Дьюара 35 л
- нужен ли документ на сосуд Дьюара 35 л — по категории;
- нужна ли регистрация в Ростехнадзоре — по правилам;
- как часто освидетельствовать — по правилам;
- нужна ли лицензия — по виду деятельности;
- кто заправляет — обученный персонал;
- где хранить — с вентиляцией.
13
Категории оборудования под давлением
- категорию определяют по давлению, объёму и виду рабочей среды;
- для опасных сред требования строже;
- от категории зависит схема подтверждения соответствия;
- для высших категорий — сертификация с участием органа;
- для низших — декларирование;
- категорию указывают в паспорте.
14
Материалы и сварка
- стали для низких температур;
- алюминиевые сплавы;
- сварка по технологиям;
- контроль сварных швов;
- документы на материалы.
15
Импорт криогенного оборудования
- документы до ввоза;
- паспорт;
- расчёт;
- руководство;
- сварка.
16
Техническое освидетельствование
- первичное;
- периодическое;
- внеочередное;
- документы;
- журнал.
17
Пример: заправочная станция СПГ
- криогенные резервуары хранения — оборудование под давлением по категории;
- насосы и испарители — по регламентам на машины и оборудование под давлением;
- взрывоопасные зоны — оборудование по ТР ТС 012;
- постановка на учёт и регистрация объекта;
- обучение персонала;
- планы действий при утечке.
18
Ошибки из-за отсутствия расчёта криогенного сосуда
- нет расчёта;
- нет паспорта;
- клапаны без документов;
- нет учёта;
- материалы не для криогеники.
19
Нормативные основания
- ТР ТС 032 — криогенные сосуды и резервуары для жидкого азота, кислорода, аргона, СПГ как оборудование под давлением; подтверждение соответствия по категории
- ТР ТС 012 — оборудование во взрывоопасных зонах заправочной станции СПГ
Частые вопросы
Почему для криогенных сосудов нельзя использовать обычную углеродистую сталь?
При криогенных температурах углеродистая сталь становится хрупкой и разрушается без пластической деформации, подобно стеклу. Применяют аустенитные нержавеющие стали, алюминиевые сплавы и медь, сохраняющие пластичность. Хладостойкость подтверждают испытанием на ударный изгиб при рабочей температуре, причём сварные соединения проверяют наравне с основным металлом.
Зачем предохранительное устройство на наружном кожухе криогенного сосуда?
Если внутренний сосуд разгерметизируется, давление в вакуумной полости между сосудами мгновенно растёт. Поэтому предохранительные устройства ставят на оба сосуда, а кожух рассчитывают на внешнее давление атмосферы и на случай потери вакуума внутрь. Это расчётный случай, который проверяют при подтверждении соответствия.
Можно ли перекрыть газосброс криогенного сосуда, чтобы не терять продукт?
Нет. Тепло всегда проникает через изоляцию и опоры, часть жидкости испаряется, и давление растёт. Если закрыть газосброс, давление поднимется до срабатывания предохранительного клапана или до разрушения. Потери продукта при сбросе — штатный процесс, а их скорость нормируется и указывается изготовителем. Поэтому закрывать арматуру газосброса нельзя.
На какой случай рассчитывают пропускную способность предохранительного клапана?
На наихудший сценарий — полную потерю вакуумной изоляции. Тогда испарение возрастает многократно, и клапан должен успеть сбросить весь объём газа. Поэтому проверяют не только прочность сосуда, но и герметичность вакуумной полости, скорость потери вакуума и работу приборов контроля давления. Результаты проверки отражают в расчёте, который входит в доказательную базу при подтверждении соответствия.
Что такое скорость испарения и почему она важна?
Это потери продукта за сутки в процентах при нормированных условиях. При потере вакуума показатель вырастает в разы, и сосуд опустошается за дни вместо недель, поэтому вакуум контролируют периодически. Скорость испарения проверяют при подтверждении соответствия, и значение указывает изготовитель. Если вакуум теряется, показатель резко растёт, и это считается основным эксплуатационным отказом сосуда.
Чем опасен испаряющийся криогенный газ в помещении?
Он вытесняет кислород, при этом человек не получает ни запаха, ни предупреждения. Поэтому работа с криогенными сосудами требует вентиляции и контроля. Кроме того, при работе с жидким азотом нужна защита рук и лица от обморожения, а инструкцию по заправке включают в руководство по эксплуатации.
Нужен ли сертификат на криогенный резервуар?
Документ нужен: криогенные сосуды и резервуары для жидкого азота, кислорода, аргона и СПГ — оборудование под давлением. Форма зависит от категории, которую определяют по давлению, объёму и виду рабочей среды. Для высших категорий проводят сертификацию с участием органа, для низших — декларирование. Обязательны обоснование безопасности и расчёт на прочность, паспорт сосуда передаётся владельцу. Сертификат стоит от 150 000 ₽.
Что проверяют при подтверждении соответствия криогенного сосуда?
Проверяют прочность внутреннего сосуда при расчётном давлении и прочность наружного кожуха на внешнее давление и вакуум. Оценивают герметичность вакуумной полости, скорость потери вакуума и скорость испарения при нормированных условиях. Подтверждают хладостойкость материалов и сварных соединений и пропускную способность предохранительных устройств. Отдельно проверяют прочность опор и элементов крепления и работу приборов контроля уровня и давления.
Каков порядок подтверждения соответствия криогенного сосуда?
Сначала определяют категорию оборудования по давлению и объёму, затем готовят обоснование безопасности и расчёт на прочность. Схему выбирают по категории оборудования. Проводят испытания — гидравлические или пневматические по правилам. Затем оформляют сертификат или декларацию, готовят паспорт и руководство по эксплуатации. Паспорт сосуда передаётся владельцу, а постановка на учёт идёт по правилам промышленной безопасности.
Какие документы нужны для заправочной станции СПГ?
Криогенные резервуары хранения станции СПГ — оборудование под давлением, документ на них оформляют по категории. Насосы и испарители оценивают по регламентам на машины и на оборудование под давлением. Оборудование во взрывоопасных зонах подтверждают по ТР ТС 012. Кроме того, нужны постановка на учёт и регистрация объекта, обучение персонала и планы действий при утечке.
Как REDICO помогает с оформлением
- Начинаем с идентификации — рассматриваем состав, назначение и характеристики продукции
- Уточняем применимые требования и форму оценки для конкретной продукции
- Проверяем доказательства и согласуем состав работ после анализа исходных данных
- Подготовка документов и испытания определяются выбранной формой и схемой
- Состав работ, цену и срок согласуем после рассмотрения продукции
Оборудование под давлением подтверждается по категории: от четвёртой требуется сертификация, ниже применяется декларирование. Расчёт на прочность — от 35 000 ₽, он входит в комплект документов изготовителя.
При замечаниях к документам сначала сопоставляем продукцию, применимые требования и доказательства. Возможность оформления зависит от результатов этой проверки.
Для нестандартной продукции обсуждаем характеристики, состав, назначение, особенности производства и применимые требования.
После идентификации определяем, требуется ли подтверждение соответствия и в какой форме. Отсутствие обязательного документа не означает, что любой товар требует отказное письмо.
Участие заявителя, лаборатории и органа по оценке соответствия определяется применимыми требованиями и выбранной схемой. Состав участников и работ уточняется для конкретной продукции.
Консультация по продукции
Не уверены, как подтвердить соответствие криогенного сосуда?
Отправьте специалистам REDICO описание товара, назначение, состав или характеристики и код ТН ВЭД. Проверим требования и предложим вариант оформления.
- Проверим, попадает ли товар под технические регламенты
- Проверим схему и программу испытаний по характеристикам продукции
- Обсудим состав работ, срок и стоимость после рассмотрения данных
- Проверим доступные сведения о документах поставщика
Читайте также
От чтения к проверке товара
Выберите, что пригодится для вашего случая.
Куда перейти
Найти свой товарПосмотреть примеры из той же категории. Открыть регламентыПерейти к области применения и источникам. Проверить документПерейти к проверке записи в реестре.Что уже есть у вас?
Отметьте подходящие пункты.