Drukvat
Van Wikipedia
Een drukvat is een afgesloten ruimte waarin zich een gas of vloeistof bevindt met een druk die afwijkt van de omgevingsdruk. Een snelkookpan is een eenvoudig voorbeeld van een drukvat, ook duikboten en gasflessen zijn drukvaten. De huidige Europese regelgeving (PED-Richtlijn) [1] omschrijft een drukvat als een "omhulling die ontworpen en vervaardigd is voor stoffen onder druk". Drukvaten kunnen gassen, onder druk opgeloste gassen en vloeistoffen bevatten.
Inhoud |
[bewerk] Regelgeving
De Nederlandse regelgeving omtrent drukvaten is geheel gebaseerd op geharmoniseerde Europese regelgeving met betrekking tot drukapparatuur. In de regelgeving wordt allereerst onderscheid gemaakt tussen drukvaten in het algemeen en een drukvat van eenvoudige vorm in het bijzonder. Een drukvat van eenvoudige vorm is een gelast drukvat met een inwendige overdruk van meer dan 0,5 bar en een maximale bedrijfsdruk van 30 bar, dat ertoe bestemd is lucht of stikstof te bevatten en waarvan de sterktebepalende delen bestaan uit staal of aluminium(legeringen) [2]. Het gaat hier onder andere om gasflessen die in serieproductie worden vervaardigd.
Grotere drukvaten en drukvaten die vloeistoffen of andere gassen bevatten vallen onder de algemene regelgeving voor drukapparatuur. In de regelgeving worden voorzien van een klassebenaming waarin tot uiting komt in hoeverre het apparaat gevaarlijk is voor zijn omgeving. Zo valt een vloeistofvat van 500 liter en 500 bar in categorie I waardoor dit drukvat niet keuringsplichtig is, terwijl een vat met gas van dezelfde druk en afmetingen onder categorie 4 valt (dus 3 categorieën hoger) en dus wel degelijk keuringsplichtig is. Dit heeft te maken met de veel grotere energie-inhoud van het gas-drukvat.
[bewerk] Verschil drukvaten gevuld met lucht en vloeistof
Vanwege de grote hoeveelheid energie die in drukvaten kan zijn opgeslagen en van deze vaten bij calamiteiten een gevaarlijke bom kan maken, zijn er meestal wettelijke voorschriften betreffende het ontwerp, de materiaalkeuze, de eventuele lasmethoden, de certificaten en het testen van deze vaten. Drukvaten moeten worden ontworpen op de belastingen die overeenstemmen met het beoogde gebruik, waarbij onder andere rekening moet worden gehouden met kruipvastheid, kerfslagsterkte en het niet optreden plastische vervorming gegeven de mogelijke interne en externe belastingen erop [3]. Bepaalde typen drukvaten (zoals een CV-ketel) zijn uitgerust met een veiligheidsventiel dat voor ontlasting zorgt als de druk in het vat te hoog oploopt. In industriële installaties worden vaak andere vormen van beveiliging toegepast tegen overschrijding van de werkdruk, zoals breekplaten.
Voor vaten met vloeibaar gemaakte brandbare gassen als LPG, Propaan, Butaan, Acetyleen gelden regels die zwaarder zijn dan de regels voor gewone drukvaten. Zo heeft een campingfles Propaan van 5 kg een testdruk van 30 bar, terwijl de normale maximale werkdruk niet veel meer dan 5 bar bedraagt.
Vaten met een (gewone) vloeistof onder druk hebben een energie inhoud die een factor kleiner is dan die van een drukvat met gas (vloeistoffen zijn veel minder samendrukbaar dan gassen). In Nederland is daarom de regelgeving m.b.t. drukvaten hierop niet van toepassing, maar worden de voorschriften gehanteerd voor leidingwerk onder druk. Het verschil tussen de eisen die aan beide vaten worden gesteld is dat een calamiteit bij drukvaten direct mensenlevens kan kosten, terwijl in het tweede geval hiervoor direct geen gevaar is. Dit zelfde geldt ook de (kleine) drukvaten waarvoor geen keur nodig is.
[bewerk] Normen
De productie en het gebruik van drukvaten zijn aan Europese regelgeving, welke zijn overgenomen in de Nederlandse NEN-normen. In de regelgeving staan de berekeningsmethodieken, de relaties tussen de werkdruk en de ontwerp- en testdrukken, de materiaalkeuze, de lasmethode etc.
Categorie-4 drukvaten zijn voor ingebruikname onderheving aan een keuringsplicht, welke in Nederland wordt uitgevoerd door door het ministerie van Sociale Zaken en Werkgelegenheid aangewezen keuringsinstellingen, zoals Lloyds/Stoomwezen, Bureau Veritas, KIWA, etc [4]. Met de gekozen keuringsinstelling wordt reeds in de ontwerpfase een traject afgesproken hoe te komen tot een eindcertificaat. Hiebij kunnen voorschriften worden gegeven over de noodzakelijke afsluiters en veiligheidskleppen die op het drukvat worden geplaatst en de capaciteiten hiervan. Overigens hanteren sommige bedrijven voor hun eigen drukapparatuur stengere normen dan voorgeschreven door de overheid.
[bewerk] Ontwerp
[bewerk] Materiaalkeuze
Van oudsher werden drukvaten van gietijzer of staal gemaakt, en door middel van klinknagels samengesteld. Tegenwoordig worden de meeste drukvaten in elkaar gelast. Daarbij moeten de uitgangsmaterialen uiteraard goed lasbaar en voldoende taai zijn.
Vroeger zijn er drukvaten van gietijzer geweest en ook messing werd in het stoomtijdperk gebruikt, maar tegenwoordig wordt verreweg het grootste deel van de drukvaten van staal gemaakt. Een kleiner deel wordt van roestvrij staal gemaakt, speciaal in zeer corrosieve omstandigheden, in de voedingsmiddelenindustrie en voor medische toepassingen. Nadeel van (echt) roestvrij stalen drukvaten is dat ze van AISI 316 gemaakt zijn, dat zeer slechte mechanische eigenschappen heeft.
Duikflessen, die ook tot de drukvaten worden gerekend, worden van staal gemaakt, van roestvrij staal, van aluminium of van een verstevigd kunststof. gasflessen (met vloeibaar gemaakte, brandbare gassen) werden oorspronkelijk enkel van staal gemaakt maar de afgelopen jaren komen ook andere materialen als roestvrij staal, aluminium en kunststof steeds meer in zwang.
[bewerk] Vorm
Drukvaten hebben meestal een cilindrische vorm met bolvormige uiteinden.
[bewerk] Types
Er bestaan stalen drukvaten die gelast zijn en er zijn geforceerde drukvaten. Deze laatste zijn in het algemeen gefabriceerd middels het Pilgerschrittverfahren van Mannesmann. Hierdoor kunnen naadloze dikwandige pijpen worden vervaardigd en die kunnen dan weer dichtgewalst worden aan beide zijden. Voordeel van deze ongelaste drukvaten is dat zij voor hoge drukken voordelig zijn omdat er geen laskeur nodig is en men in staat is zeer hoogwaardige materialen (die niet lasbaar zijn) te gebruiken waardoor een licht vat gemaakt kan worden. Nadeel van deze vaten is dat ze in het algemeen lang en dun zijn. (B.v. diameter 500 mm en lengte 8000 mm.)
[bewerk] Toepassingen
- Expansievat centrale verwarming,
- Hoge druk kookpan.
- Gasflessen (brandbaar): acetyleen, LPG, propaan en butaan.
- Windketel: Opslagvat bij compressor.
- Gasveer voor deiningscompensatoren in de offshore, bij de marine en in de baggerindustrie.
- Duikflesjes voor duikers en voor de brandweer.
- Brandblussers.
- Voorraadvat bij stoomkatapult aan boord van vliegdekschepen.
[bewerk] Bronnen
- ↑ Richtlijn 97/23/EG van het Europees Parlement en de Raad van 29 mei 1997 inzake de onderlinge aanpassing van de wetgevingen der lidstaten betreffende drukapparatuur
- ↑ Richtlijn 87/404/EEG van de Raad van 25 juni 1987 betreffende de onderlinge aanpassing van de wetgevingen van de Lid-Staten inzake drukvaten van eenvoudige vorm
- ↑ Richtlijn 97/23/EG; bijlage 2
- ↑ Overzicht van aangewezen instellingen voor het Warenwetbesluit drukapparatuur, http://www.euronorm.net
[bewerk] Externe links
- http://www.stoomwezen.nl (Hier kan een PED categorie-wijzer worden gedownload)
- http://www.euronorm.net (Allerlei informatie over regelgeving omtrent drukvaten)
