CGA 341-2023
СПЕЦИФИКАЦИЯ НА ИЗОЛИРОВАННЫЙ ГРУЗОВОЙ ТАНК ДЛЯ НЕГОРЮЧИХ КРИОГЕННЫХ ЖИДКОСТЕЙ

Стандартный №

CGA 341-2023

Дата публикации

2023

Разместил

Compressed Gas Association (U.S.)

Последняя версия

CGA 341-2023

сфера применения

Углубленный технический анализ CGA-341-2023

Восьмое издание CGA-341-2023 «Спецификация для изолированных резервуаров для негорючих криогенных жидкостей» — ключевой технический стандарт, разработанный Ассоциацией сжатых газов. Он специально посвящен оборудованию изолированных резервуаров, используемому для транспортировки негорючих криогенных жидкостей, таких как аргон, гелий, азот и кислород. Этот стандарт был полностью обновлен по сравнению с седьмым изданием (2017 г.). Технические изменения подчеркнуты, чтобы отразить последние разработки в области технологий транспортировки криогенных жидкостей.

---

Область применения и основные определения

Настоящая спецификация применяется к изолированным резервуарам, не соответствующим требованиям Министерства транспорта США, с рабочим давлением ниже 25,3 фунта на квадратный дюйм (174 кПа), в основном для автомобильного транспорта. Стандарт четко определяет техническое значение различных терминов, в частности, подробно описывая конструктивные элементы изолированных резервуаров.

Тип термина	Определение Требование	Примечание по применению
Должен	Обязательное требование, отклонение не допускается	Используется для ключевых параметров, таких как расчетное давление и выбор материала
Должен	Рекомендуемое требование	Используется для оптимизации проектных предложений
Может	Необязательное требование	Обеспечивает гибкость проектирования

---

Технические требования к расчетному давлению и температуре

Спецификация требует, чтобы расчетное давление было не менее 25,3 фунтов на кв. дюйм (174 кПа), а проектная служба Температура для большинства криогенных жидкостей составляет -320°F (-196°C), в то время как транспортировка жидкого гелия должна достигать -452°F (-269°C). Статический напор среды должен учитываться при определении минимально допустимой толщины контейнеров для жидкости.

Для вакуумной изоляции проектное давление контейнера для жидкости должно быть увеличено на 14,7 фунтов на кв. дюйм (101 кПа, абс.) по сравнению с исходным проектным давлением. Устойчивость транспортного средства имеет решающее значение для безопасной эксплуатации изолированного резервуара, а центр тяжести должен быть минимизирован во время проектирования.

---

Выбор материалов и требования к совместимости

Материалы, используемые для контейнеров для жидкости и принадлежностей, должны быть совместимы с транспортируемой средой. Все материалы компонентов, работающих под давлением, должны соответствовать требованиям кода ASME. Материал внешней оболочки должен соответствовать разделу II ASME или указанным стандартам ASTM.

Тип компонента	Требования к материалу	Испытания на совместимость
Контейнер для жидкости	Материалы по стандарту ASME	Проверка совместимости со средой
Внутренняя система поддержки	Материалы, пригодные для криогенной среды	Испытание на усталость при термоциклировании
Внешняя оболочка	Конструкционная сталь или алюминиевый сплав	Проверка защиты от коррозии

---

Технические требования к системе изоляции

Поверхность контейнера для жидкости должна быть изолирована. Изоляционный материал и материалы его крепления должны быть химически и физически совместимы с предполагаемым содержимым резервуара. Изолированные резервуары для работы с кислородом не должны поддерживать горение при контакте с раскаленной платиновой проволокой в атмосфере, содержащей 99,5% кислорода.

Внешняя оболочка должна полностью закрывать изоляцию и быть герметичной, чтобы предотвратить попадание влаги на изоляцию. Стандарт требует следующих минимальных толщин для различных металлических материалов: углеродистая сталь с вакуумированием 0,0946 дюйма, без вакуумирования 0,0677 дюйма; нержавеющая сталь с вакуумированием 0,0428 дюйма, без вакуумирования 0,0269 дюйма; алюминиевый сплав с вакуумированием 0,125 дюйма, без вакуумирования 0,100 дюйма.

---

Нормы и правила для систем трубопроводов и управления

Требования к устройствам сброса давления

Емкости для жидкостей должны быть оснащены устройствами сброса давления, соответствующими требованиям CGA S-1.2. Основные технические требования включают: разрывные мембраны, используемые в Вторичные системы сброса давления должны иметь требуемое калиброванное давление при температуре диска не более 800 °F; и расчеты минимальной общей пропускной способности для одного и нескольких первичных предохранительных устройств в аварийных ситуациях. Внешняя оболочка должна быть оснащена подходящим предохранительным устройством для сброса внутреннего давления с площадью сброса не менее 0,00024 дюйма²/фунт (0,34 мм²/кг) от водовместимости контейнера с жидкостью.

Конструкция клапанов и трубопроводов

Каждая линия наполнения и сброса жидкости должна быть оснащена ручным запорным клапаном, расположенным как можно ближе к резервуару. Все трубопроводы должны быть спроектированы и изготовлены в соответствии с ASME B31.3. Клапаны должны быть спроектированы и изготовлены с номинальным давлением не менее расчетного давления контейнера с жидкостью.

Система опор и креплений конструкции

Внутренняя система опор должна быть спроектирована так, чтобы выдерживать указанные минимальные статические нагрузки: 2,0 раза вниз, 1,5 раза вверх, 1,5 раза в продольном направлении и 1,5 раза в поперечном направлении. При этих условиях уровни напряжений не должны превышать коэффициент безопасности, равный одной четверти минимального предела прочности материала при комнатной температуре.

Опоры и крепления для бескаркасных изолированных резервуаров должны быть спроектированы так, чтобы выдерживать следующие минимальные статические нагрузки: 2 раза вниз, 2 раза вверх, 2 раза в продольном направлении и 2 раза в поперечном направлении. Напряжения, возникающие в опорах, их креплениях и наружной оболочке, не должны превышать 25% минимального предела прочности используемого материала при комнатной температуре.

---

Требования к испытаниям и сертификации

Проверка и испытания контейнеров для жидкостей должны проводиться в соответствии с требованиями ASME. Трубопроводы и сопутствующее оборудование должны быть испытаны при давлении не менее 110% от рабочего давления линии.

Каждый изолированный резервуар должен быть оснащен коррозионно-стойким Металлическая табличка, постоянно прикрепленная к внешней оболочке пайкой, сваркой или клепкой. На табличке должны быть четко указаны код CGA, производитель, серийный номер, дата изготовления, расчетная масса груза, объем воды и расчетная рабочая температура.

---

Характеристики защитных устройств

Требования к защите трубопроводов

Все предохранительные устройства (PRD) и их впускные трубы, клапаны и фитинги должны быть установлены внутри рамы транспортного средства или внутри подходящего ударопрочного защитного кожуха. Любая часть полностью загруженного изолированного резервуара должна находиться на высоте не менее 305 мм над землей.

Конструкция заднего бампера

Каждое транспортное средство с изолированным резервуаром должно быть оснащено как минимум одним задним бампером, предназначенным для защиты внешнего контейнера и трубопроводов в случае столкновения сзади. Конструкция бампера должна передавать силу удара непосредственно на транспортное средство. шасси.

---

Рекомендации и меры предосторожности при внедрении стандарта

При внедрении стандарта CGA-341-2023 рекомендуется сосредоточиться на следующих аспектах: полностью учитывать влияние термических напряжений на этапе проектирования, строго соблюдать требования к совместимости при выборе материалов, строго контролировать качество сварки в процессе производства, а также проводить испытания и проверки для обеспечения надлежащей работы всех предохранительных устройств.

Особенно важно отметить, что оборудование, используемое для работы с кислородом, должно быть очищено и проверено в соответствии с CGA G-4.1. Все записи документов должны надлежащим образом храниться и быть полными в течение всего срока владения оборудованием и как минимум в течение одного года после этого.

Внедрение настоящего стандарта не только способствует обеспечению безопасной эксплуатации оборудования, но и эффективно повышает общий технический уровень отрасли транспортировки криогенных жидкостей и обеспечивает четкие технические рекомендации и контроль качества для связанных компаний.