Zbiorniki chemoodporne z kompozytów polimerowych - ocena porównawcza przepisów krajowych i zagranicznych

• Autorzy: Bełzowski A.

Warianty tytułu

EN

Polymer composite corrosion - resistant tanks - comparative evaluation of Polish and foreign design standards

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono analizę porównawczą niektórych ogólnych koncepcji przyjętych w przepisach określających projektowanie i wytwarzanie kompozytowych zbiorników chemoodpornych używanych w przemyśle. Porównując dwie kolejne edycje przepisów krajowych z normami brytyjskimi, francuskimi i amerykańskimi, analizowano opis zabezpieczeń antykorozyjnych, dobór wartości współczynników bezpieczeństwa oraz zasady oceny nowych konstrukcji. Wykazano istotne niedostatki opisu budowy warstw ochronnych zawartego w normach polskich oraz przytoczono przykład ekspertyzy zniszczonego zbiornika, w którym wadliwe warstwy ochronne stanowiły główną przyczynę poważnej awarii (rys. rys. 1 i 2). Przytoczona analiza wartości współczynników bezpieczeństwa wykazała, że przepisy polskie sprzyjają konstruowaniu urządzeń mniej bezpiecznych w porównaniu do wszystkich analizowanych norm zagranicznych. Zasady oceny nowych konstrukcji określone w przepisach polskich nie przewidują statycznych niszczących prób nośności prototypów oraz prób trwałości zmęczeniowej, co jest wymagane w wielu normach zagranicznych. Przeprowadzona analiza wykazała, że w najnowszej edycji polskich przepisów opisujących kompozytowe zbiorniki chemoodporne pozostawiono bez większych zmian wiele rozwiązań już wcześniej sprzyjających większej awaryjności takich urządzeń. Opisany przykład awarii pokazuje możliwe konsekwencje stosowania nieprecyzyjnych i nadmiernie liberalnych przepisów oraz niedostatki wewnętrznej i zewnętrznej kontroli jakości takich urządzeń.

EN

A comparative analysis of some basic concepts adopted in standards for design and construction of large-size corrosion--resistant tanks has been presented. The last two editions of Polish standards were compared with the corresponding British, American and French counterparts, the principal attention being paid to anticorrosion coatings, safety factor determination and assessment of newly constructed structures. Significant shortcomings in all the named aspects were found in the Polish codes. The protective layers which are of prime importance in this type of structures are vaguely defined in the documents. A forensic study of a tank whose badly inadequate inner lining was a prime cause of the unrepairable failure (Figs 1,2) has been presented. The analysis of the safety factor determination approach shows that Polish standards tend to be overly optimistic and thus the resulting designs are less safe than those specified by the foreign codes. For newly constructed tanks the Polish codes require no destructive tests of bearing capacity and no fatigue tests which is contrary to requirements set by many foreign specifications. The presented analysis proves that the last edition of the Polish codes leaves much of the short­comings unamended. The quoted tank failure study shows in detail how imprecise and vague design standards combined with inadequate inspection policies lead to industrial disasters.

Słowa kluczowe

PL

kompozyt; kompozyt polimerowy; laminat; zbiornik chemoodporny

EN

composite; polymer matrix composite; laminate; chemical-resistant tank

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2005
• Tom: R. 5, nr 3
• Strony: 56--61
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys.

Twórcy

autor

Bełzowski A.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczny, Wydziałowy Zakład Wytrzymałości Materiałów, ul. Smoluchowskiego 25, 50-370 Wrocław

Bibliografia

• [1] Mallinson J.H., Chemical plant design with reinforced plastics, Mc Graw Hill, 1969.
• [2] Bogner B., Survey of long term durability of fiberglass reinforced plastics tanks and pipes, Reinforced plastics durability, Woodhead Pub. 1999, 267-281.
• [3] NBS Voluntary Standard PS 15-69, Custom Contact-molded Reinforced Polyester Chemical-resistant Process equipment, US Department of Commerce, 1969.
• [4] BS 4994 Specification for design and construction of vessels and tanks in reinforced plastics, 1987.
• [5] NFT 57900 Réservoirs et appareils en matières plastiques renforcées, 1987.
• [6] ASME Boiler and Pressure Vessel Code, Section X, Fiber-Reinforced Plastic Pressure Vessel 1992.
• [7] ASTM D3299 Standard Specification for Filament-Wound Glass-Fiber-Reinforced Thermoset Resin Corrosion-Resistant Tanks, 1995.
• [8] ASTM D4097 Specification for Contact-Molded GlassFiber-Reinforced Thermoset Resin Corrosion-Resistant Tanks, 1995.
• [9] URZĄD DOZORU TECHNICZNEGO, Warunki techniczne dozoru technicznego. Stałe zbiorniki ciśnieniowe z tworzyw sztucznych, DT-UC-90/ZT, 1990.
• [10] URZĄD DOZORU TECHNICZNEGO, Warunki Urzędu Dozoru Technicznego. Urządzenia ciśnieniowe. Stałe zbiorniki ciśnieniowe z tworzyw sztucznych wzmocnionych włóknem szklanym, WUDT-UC-UTS/01, 2003.
• [11] Bełzowski A., Badanie uszkodzeń zbiornika z laminatu wzmocnionego włóknem szklanym, Politechnika Wrocławska, W10/Z01, Raport SPR, nr 9, 2004.
• [12] Królikowski W., Kłosowska-Wołkowicz Z., Penczek P., Żywice i laminaty poliestrowe, WNT, Warszawa 1986.
• [13] Quinn J.A., Composites - Design Manual, 3rd ed., James Quinn Associates Ltd, 2002.
• [14] Gatward C.H., Hogg P.J., Hull D., Proce J.N., Stress Corrosion of Chopped Strand Pipe, COMPOSITE STRUCTURES 3, Elsevier, 1985, 717-732.
• [15] Eckold G.C., A design method for filament wound GRP pressure vessels and pipework, Composites 1985, 16, 1, 41-47.
• [16] Eckold G.C., Failure criteria for use in the design environment, Composites Science and Technology 1998, 58, 1095-1105.
• [17] Eckold G.C., Failure criteria for use in the design environment, Composites Science and Technology 2002, 62, 1561-1570.
• [18] Bełzowski A., O praktycznych aspektach badań nad kinetyką rozwoju pęknięć poprzecznych w kompozytach warstwowych, I Konf. Polimery i Kompozyty Konstrukcyjne, Kozubnik 95, SIMP, Gliwice 1995, 95-101.
• [19] Kitching R., Mayer P., Failure of GRP pipe under out-of plane flexure with and without pressure, Proc. Instn. Mech. Eng., Vol. 207, Part E, J. of Process Mech. Eng. 1993, 133-141.
• [20] Soden P.D., Kaddour A.S., Hinton M.J., Recommendations for designers and researchers resulting from the worldwide failure exercise, Composites Science and Technology 2004, 64, 589-604.