Tlaková láhev

Tlaková láhev (označovaná též bomba[1]) je nádoba pro skladování a přepravu plynů při tlaku vyšším než atmosférický tlak, tzv. stlačené plyny. Tlakové lahve mají širokou škálu použití v závislosti na náplni. Mohou obsahovat medicinální plyny, dýchací směsi, plyny užívané v potravinářství, technické plyny, topné plyny, hasiva, aj.

Tlaková láhev s kyslíkem
Dvě třílitrové láhve dýchacího přístroje pro potápění.

Výroba

Výrobce resp. distributor tlakových lahví a jejich komponent dodávaných na trh v Evropské unii musí splňovat Směrnici Rady 1999/36/ES o přepravitelném tlakovém zařízení[nedostupný zdroj], která je do legislativy České republiky zavedena Nařízením vlády č. 42/2003 Sb., kterým se stanoví technické požadavky na přepravitelná tlaková zařízení. Výkonem těchto legislativních prvků se zajišťují procesy od výroby, přes přepravu a manipulaci, znovu plnění až po vyřazení z důvodu opotřebování či vzniklé vady. Procesní kroky zkoumají výrobky od dodávky základního materiálu (zkoumání předepsané jakosti a celistvosti), přes výrobní postupy (dodržení tepelného zpracování, postupy při svařování, apod.), až po vystrojení lahví ventily a dalším příslušenstvím a označení lahví. Zkoumá se shoda výrobků s technickými předpisy, návrhovou dokumentací, podmínkami pro manipulaci a přepravu, vhodností použitého materiálu lahve k předpokládanému plynu. Každá tlaková láhev se zkouší na těsnost a zda vyhovuje požadavku na přetlak. Celý výrobní proces musí být zaznamenáván a archivován, tj. ke každé tlakové láhvi musí být dohledatelné veškeré výrobní údaje včetně základního materiálu.[2]

Tlakové lahve se vyrábějí bezešvé i svařované obvykle válcovitého tvaru s konkávním, konvexním nebo plochým dnem z uhlíkových i korozivzdorných ocelí,nebo hliníkových slitin, případně kompozitů.

Ocelové bezešvé lahve se vyrábějí z uhlíkových ocelí třídy 11 nebo legovaných ocelí třídy 13 a 15[3] podle normy ČSN ISO 4705[4]. Lahve se ze základního vývalku za tepla vylisují, vykovají[3] nebo zpětně protlačují[5], dále se tepelně zpracují (normalizační žíhání). Do hrdla se vyřeže příslušný závit. Pro svařované láhve je výrobní postup obdobný s rozdílem, že se láhev sestaví ze dvou výlisků s podélným svarem.

Pro lahve z hliníkových slitin se používají tvářené vytvrditelné slitiny řady 6000 - AlMgSi, např. 6061.[6] Lahve jsou vyráběny buď za tepla protlačováním nebo za studena vylisováním z ploché desky. Za tepla se poté upraví hrdlo pro závit ventilů. Takto připravené lahve z vytvrditelných slitin se podrobují procesu normalizačního žíhání a umělého stárnutí (vytvrzování).[3]

Kompozitní lahve se skládají z pouzdra z hliníkové slitiny a vrstev vláken uhlíkových, skleněných nebo kevlarových uložených do epoxidové pryskyřice. Při ovíjení vláken dochází ke stahování a hliníkové pouzdro je namáháno při vysokém tlaku, kdy je překročena mez kluzu a hliníkové pouzdro je plasticky deformováno,[3] dochází tak ke zpevňování za studena.

Po výrobě se provádí nedestruktivní zkouška celistvosti jak základního materiálu (zkouška vizuální a další např. ultrazvukem či akustickou emisí) tak případného svarového spoje. Pokud výsledky nedestruktivních zkoušek vyhovují, provedou se zkoušky těsnosti a přetlakem.

Označování

Požadavky na označování lahví v Evropské unii je zakotveno ve Směrnici Rady 1999/36/ES, která je v České republice implementována v Nařízení vlády č. 42/2003 Sb., a konkrétně definováno v evropských harmonizovaných normách ČSN EN 1089-3[7] a ČSN EN ISO 13769[8].

Barevné označení v systému RAL podle ČSN EN 1089-3
barva EN 1089-3 číslo RAL název RAL
žlutá1018zinková žlutá
červená3000ohnivě červená
světle modrá5012světle modrá
jasně zelená6018zelenožlutá
kaštanová3009oxidovaná červená
bílá9010bílá
modrá5010enciánová modrá
tmavě zelená6001smaragdová zelená
černá9005černá
šedá7037prachová šedá
hnědá8008olivově hnědá
tyrkysově modrá5018tyrkysová modrá

Označení lahví technických plynů
plyn hrdlo plášť (volitelně)
kyslík, technický (O2)bílémodrý
acetylen (C2H2)kaštanově hnědákaštanově hnědá
argon (Ar)tmavě zelenéšedý
dusík (N2)černézelený (šedý)
oxid uhličitý (CO2)šedéšedý
helium (He)hnědéhnědý
vodík (H2)červenéčervený
inertní plyny Xe, Kr, Nesvětle zelenéšedý (světle zelený)
argon + oxid uhličitý (Ar+CO2)světle zelenéšedý (světle zelený)
stlačený vzduch (N2+O2)světle zelenéšedý
čpavek (NH3)žlutéšedý
oxid siřičitý (SO2)žlutéšedý
chlór (Cl2)žlutéšedý

Označení lahví dýchacích a mediciálních plynů
plyn hrdlo plášť
kyslík, medicinální(O2)bílébílý
oxid dusný (N2O)modrébílý
oxid uhličitý (CO2)šedébílý
stlačený vzduch (N2+O2)bílé (černé kruhy nebo segmenty)žlutý
helium + kyslík (He+O2)bílé (hnědé kruhy nebo segmenty)bílý
oxid uhličitý + kyslík (CO2+O2)bílé (šedé kruhy nebo segmenty)bílý
oxid dusný + kyslík (N2O+O2)bílé (modré kruhy nebo segmenty)bílý

Lahve bez zvláštního značení
rizikový faktor hrdlo příklad
jedovatý a žíravýžlutéčpavek, chlor, fluor, oxid uhelnatý, oxidy dusíku, oxid siřičitý
hořlavýčervenévodík, metan, ethen, směs dusíku a vodíku
okysličujícímodrékyslík, směs oxidu dusného
nedýchatelnésvětle zelenékrypton, xenon, neon

Viz také tabulka Označení lahví technických plynů.

Přeprava

Přeprava tlakových lahví je činnost spojená s vysokým rizikem z hlediska ohrožení zdraví osob a možných negativních dopadů na životní prostředí. Proto byly přijaty legislativní požadavky na zabezpečení přepravy s cílem minimalizace rizik a následků případných havárií a výbuchů tlakových lahví. Všechny osoby, které se zúčastňují přepravy tlakových lahví, musí být dostatečně poučeny o případných rizicích a následných činnostech pro zmírnění negativních dopadů.[9]

Legislativní požadavky a zásady při přepravě tlakových lahví byly stanoveny v následujících předpisech:

Kontrola a plnění lahví

Pro tlakové lahve jsou vyžadovány vizuální kontroly a přetlakové zkoušky. Periodicita kontrol a zkoušek je stanovena na základě přepravovaných plynů podle ČSN EN 1968[10] nebo podle dokumentů ADR a RID.

Plnění lahví musí probíhat při tlaku nižším než je dovolený plnicí tlak. Lahve a ventily nesmí být viditelně poškozeny, znečištěny, musí mít platné označení podle jak ČSN EN 1089-3 tak podle ADR. Pro danou lahev je vyžadována periodická kontrola později než za tři měsíce od naplnění.[11]

Koroze lahví

Při používání lahví může dojít ke vzniku takových podmínek uvnitř lahve, které vedou k jejímu napadení korozí. Takovými podmínkami pro vznik korozního prostředí je reakce vody a přepravovaného plynu, např. vytvoření kyseliny uhličité z oxidu uhličitého a vody.[12] Existuje vysoké riziko nekontrolovaného ztenčení stěny lahve a následnému roztržení lahve při plnění vyšším tlakem.

Možností jak zabránit vzniku korozního napadení je více. První možností je použít pro lahev takový materiál, který je schopný se přirozeně bránit koroznímu napadení, např. lahve z hliníkových slitin nebo korozivzdorných ocelí. U ocelových lahví lze aplikovat i ochranné povlaky aplikované i uvnitř lahví. Povlak však nesmí znehodnotit přepravované plyny. Konstrukčním řešením může být i zvětšení tloušťky stěny lahve o tzv. korozní přídavek.[12]

Nejvyšším rizikem pro vniknutí vlhkosti nebo vody do lahví je plnění, přeprava a užívání plynů z lahví. Při čerpání plynů může dojít např. k natažení tekutin do lahve při jejím vyčerpání.[13] Tomu lze zabránit dodržováním minimálního zbytkového tlaku, který nedovolí vniknutí vlhkosti do lahve.[14] Vlhkost může do lahví vniknout netěsnými, otevřenými nebo vadnými ventily. Přítomnost vlhkosti a obsah vody by měl být kontrolován minimálně při znovunaplnění tlakové lahve.[12]

Možnou kontrolou koroze uvnitř lahve je vizuální prohlídka, ultrazvuková zkouška nebo zkouška akustickými emisemi. Kontrolu vlhkosti a přítomnosti vody v lahvi lze provádět vizuální prohlídkou, měřidly vlhkosti nebo vážením prázdné lahve (tárovací hmotnost).[12]

Medicinální plyny

Dýchací přístroje

Potravinářské plyny

Technické plyny
Tlakové láhve pro technické plyny používané při kyslíkovém svařování a řezání oceli.
Regulační ventil s manometry na láhvi s ochranným a manipulačním třmenem.

Pro technické plyny se nejčastěji používají tlakové láhve ocelové bezešvé s tzv. vodním objemem 50 litrů[15], rozsah vodního objemu lahví se pohybuje podle výrobce např. od 0,8 do 140 litrů[5] nebo od 0,74 do 80 litrů[16]. Pracovní tlaky bývají od 20 do 35 MPa, zkušební od 30 do 52,5 MPa[5] nebo od 25 do 45 MPa a pro acetylenové lahve 6 MPa[16]. Tloušťka stěny lahve se bývá od 5 do 8 mm[15] a průměry lahví do 406 mm[5] nebo do 267 mm[16].

Acetylén

Acetylén je v tlakových lahvích pod tlakem rozpuštěn ve vhodném rozpouštědle, nejčastěji acetonu.[17] Ocelová bezešvá uzavřená láhev z oceli třídy 11 350[15] je zčásti naplněna porézní hmotou (např. vysoce porézní bezazbestovou hmotou vyráběnou hydrotermální reakcí z vápna, písku, skleněných vláken a vody přímo v lahvích,[17]), do které je napuštěn aceton.

Acetylén při plnění proudí do porézní hmoty a vytěsňuje tak rozpouštědlo z pórů, které zvětší svůj objem v lahvi zhruba dvakrát. Během plnění se zvyšuje i teplota díky uvolněnému teplu z rozpouštědla a tlak rychle dosáhne maximální plnící hodnoty 2,5 MPa. Pouze snížením teploty (ochlazením zahřáté lahve) klesne i tlak v láhvi a láhev lze potom dál plnit. Plnění závisí na rozpustnosti acetylénu v rozpouštědle, která je závislá na tlaku a teplotě.[17] Při plnění je nutné zabránit nízkoteplotním operacím tak, aby nedošlo ke zkapalnění acetylénu. Kapalný acetylén má vysoce výbušný potenciál a vysokou citlivost k nárazům.[18].

Po otevření lahvového ventilu pak acetylén proudí z lahve jako plyn. Při odběru acetylénu je nutné postupovat ve shodě s bezpečnostními předpisy tak, aby nedocházelo mj. ke strhávání acetonu při odběru acetylénu, tj. láhev musí stát a nesmí dojít k vyššímu odběru acetylénu.[15][17] Při potřebě vyššího odběru je nutné několik lahví spolu propojit nebo použít svazek[17] (baterie[15]) lahví.

Acetylén tvoří s mědí, stříbrem, rtutí či s jejich solemi acetylidy, které jsou vysoce výbušné a citlivé na náraz a tření. Proto se nesmí používat prvky tlakových přenosových systémů acetylenu z těchto prvků, lze použít slitiny s těmito prvky ale s jejich limitujícím obsahem. Pro zabránění rozkladu acetylénu podporovaného dusíkem je nezbytné zabránit přístupu vzduchu (maximálně 2%) do acetylénového rozvodu. Použití plastových součástí je povoleno jen při odstranění rizika vzniku elektrostatického náboje.[18]

Acetylén je sice plyn bez zápachu, ale plyn pro technické účely zapáchá po česneku.[15][18] Mez výbušnosti se vzduchem se pohybuje mezi 2 až 85 %.[15]

Kyslík

Pro skladování a přepravu kyslíku se používají tlakové láhve vyrobené z legovaných chrom-molybdenových ocelí[19] (z ocelí třídy 13 142[15]). Plnicí tlak je 20 nebo 30 MPa a láhve s vodním objemem 50 litrů pojmou 10,7 až 15,2 m3 kyslíku.

Při odběru kyslíku musí být tlakové láhve postaveny svisle, láhev smí být připojena jen k zařízení k tomu určenému. Ventily nesmí být znečištěny zejména tuky, mazivy a organickými látkami.[19] Při větších odběrech je možné láhve s kyslíkem rovněž propojit do baterií.[15]

Oxid uhličitý

Oxid uhličitý se skladuje a převáží v tlakových lahvích ocelových a bezešvých o vodním objemu 10 až 50 litrů při tlaku od 2 do 7 MPa.[13] Tlakové lahve jsou konstruovány pro odběr oxidu uhličitého buď jako plynu, tzn. že plyn je odebírán z vnitřního prostoru mimo kapalinu přes ventil, nebo jako kapaliny, tlaková láhev je vevnitř vybavena trubkou sahající od ventilu až ke dnu lahve, tzv. stoupací trubka, "sifón".[14]

Teplota lahví by neměla překročit 50 °C, protože při vyšších teplotách dojde k úniku plynu přes ventil nebo k roztržení lahve. Rychlost odebírání plynu z lahve by měla být menší než 10 % objemu lahve při teplotě 15 až 20 °C za jednu hodinu. Tím se zabrání nežádoucímu nadměrnému ochlazování plynu. V případě potřeby větších odběrů je vhodné lahve sestavit do baterie.[13]

Lahve s oxidem uhličitým je vhodné skladovat ve větraných prostorách. Oxid uhličitý je zhruba 1,5 krát těžší než vzduch[14] a při eventuálním úniku se drží u země a hrozí tak riziko zadušení osob pobývajících ve skladovacích prostorách.[13]

Vodík

Pro skladování a přepravu vodíku se používají tlakové láhve vyrobené z legovaných chrom-molybdenových ocelí. Při plnícím tlaku 20 MPa lze v tlakové lahvi s vodním objemem 50 litrů uskladnit 8,9 m3. Pro větších odběry lze láhve dodávat ve svazcích.[20]

Při práci s vodíkem je nutné mít na zřeteli vysokou výbušnost směsi se vzduchem v širokém rozmezí koncentrace od 4 do 77 %, proto je nutné při dlouhodobějším skladování zajistit dostatečné větrání, protože vodík je bez zápachu a není triviální zjistit jeho únik.[20]

Argon

Helium

Pro helium se používají ocelové bezešvé láhve s vodním objem do 50 litrů. Helium se plní pod tlakem 20 až 30 MPa. Množství náplně se sleduje při plnění gravimetricky nebo manometricky. Výstupní kontrola po naplnění se zaměřuje zejména na čistotu naplněného plynu. Pro větších odběry lze láhve dodávat ve svazcích. Při přepravě nebo skladování musí být láhev opatřena ochranným kloboučkem. Teplota lahví pod tlakem by nikdy neměla překročit 50 °C[21].

Topné plyny

Hasicí přístroje

I hasicí přístroje jsou chápány legislativou jako tlakové nádoby, které musejí splňovat požadavky na výrobu, plnění, přepravu a revize.[22] Periodické kontroly se provádějí v souladu s §9 Hasicí přístroje, vyhlášky Ministerstva vnitra 246/2001 Sb. o požární prevenci.

Podrobnější informace naleznete v článku Hasicí přístroj.

Revize

Revize tlakových nádob se provádí za účelem zjištění technického stavu a bezpečné provozuschopnosti tlakových nádob. Povinnost provádět revize ukládá vyhláška č. 18/1979 Sb. a ČSN 69 0012.

Revize lze rozdělit na :

  • výchozí revize – provádí se vždy před uvedením tlakové nádoby do provozu, zpravidla zajišťuje dodavatel zařízení,
  • provozní revize – 1. provozní revize vždy do 14 dnů od spuštění do provozu, poté ve lhůtách 1x ročně,
  • vnitřní revize – rozsáhlejší revize se provádí vždy 1x za 5 let anebo při odstavení zařízení z provozu déle jak 2 roky, po jeho rekonstrukci, při odstavení z důvodu havarijního stavu, změně pracovní látky (média).
  • tlaková zkouška - provádí se nejpozději za 9 let od uvedení do provozu a dále podle ustanovení v ČSN,

Odkazy

Legislativa

Normy
  • ČSN 07 8305. Kovové tlakové nádoby k dopravě plynu. Technická pravidla. Praha : ÚNMZ, 1977-12-01. detail.
  • ČSN ISO 4705. Znovuplnitelné ocelové bezešvé láhve na plyny. Praha : ÚNMZ, 1997-12-01. detail.
  • ČSN ISO 4706. Znovuplnitelné ocelové svařované láhve na plyny. Praha : ÚNMZ, 1997-12-01. detail.
  • ČSN EN 1089-3. Lahve na přepravu plynů - Označování lahví (kromě lahví na LPG) - Část 3: Barevné značení. Praha : ÚNMZ, 2004-12-01. detail.
  • ČSN EN ISO 13769. Lahve na plyny - Značení ražením. Praha : ÚNMZ, 2009-11-01. detail.
  • ČSN EN 1968. Lahve na přepravu plynů - Periodická kontrola a zkoušení bezešvých ocelových lahví. Praha : ÚNMZ, 2002-10-01. detail.

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Gasflasche na německé Wikipedii.

  1. Akademický slovník cizích slov, heslo bomba, význam 2; Slovník spisovné češtiny, heslo bomba, význam 2 a heslo bombička, Slovník spisovného jazyka českého, heslo bomba, význam 2, citováno: Internetová jazyková příručka, heslo bomba[nedostupný zdroj]
  2. DANIA, Jan. Lahve na plyny [online]. tlakinfo.cz, 2008-07-14 [cit. 2010-10-03]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2016-08-06. (čeština)
  3. LUKŠ, Oldřich. Tlakové lahve, uzavírací ventily a plnění dýchacích směsí potápěčských dýchacích přístrojů [online]. Svaz českých potápěčů, 2006-04-24 [cit. 2010-10-23]. Dostupné online. (čeština)
  4. ČSN ISO 4705. Znovuplnitelné ocelové bezešvé láhve na plyny. Praha : ÚNMZ, 1997-12-01. detail.
  5. Na technické plyny [online]. Vítkovice cylinders [cit. 2010-10-23]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2014-05-13. (čeština)
  6. Luxfer: Scuba cylinders [online]. Luxfer Group [cit. 2010-10-23]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2010-08-23. (angličtina)
  7. ČSN EN 1089-3. Lahve na přepravu plynů - Označování lahví (kromě lahví na LPG) - Část 3: Barevné značení. Praha : ÚNMZ, 2004-12-01. detail.
  8. ČSN EN ISO 13769. Lahve na plyny - Značení ražením. Praha : ÚNMZ, 2009-11-01. detail.
  9. CEMPÍREK, Václav; KAMPF, Rudolf. Přeprava nebezpečných věcí v dopravním systému [online]. tlakinfo.cz, 2006-01-20 [cit. 2010-10-20]. Dostupné online. (čeština)[nedostupný zdroj]
  10. ČSN EN 1968. Lahve na přepravu plynů - Periodická kontrola a zkoušení bezešvých ocelových lahví. Praha : ÚNMZ, 2002-10-01. detail.
  11. Podmínky pro plnění tlakových lahví, Informační list 02/2009 [online]. Česká asociace technických plynů, 2009-02 [cit. 2010-10-23]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2010-08-23.
  12. Metody k zamezení a detekci vnitřní koroze lahví plynů, IGC Doc 62/08/CZ [online]. Česká asociace technických plynů, European Industrial Gases Association, 2008, rev. 2009-08-24 [cit. 2010-10-23]. Dostupné online. (čeština)[nedostupný zdroj]
  13. KUTĚJ, Petr; HANZAL, Jiří. Oxid uhličitý [online]. Odborná spolupráce ČATP - PS - 4. Česká asociace technických plynů, 2002-12, rev. 2003-03-03 [cit. 2010-10-17]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2011-09-16. (čeština)
  14. CO2 Cylinders at Users' Premises, IGC Doc 67/08/E [online]. Kolektiv. European Industrial Gases Association AISBL, 2008-05-30 [cit. 2010-10-22]. Dostupné online. (angličtina)
  15. AMBROŽ, Oldřich; KANDUS, Bohumil; KUBÍČEK, Jaroslav. Technologie svařování a zařízení. Recenzent Václav Minařík. 1. vyd. Ostrava: Česká svářečská společnost ANB, ZEROSS - svářečské nakladatelství, 2001. 395 s. ISBN 80-85771-81-0. S. 31–34.
  16. Production Program [online]. Eurocylinder Systems [cit. 2010-10-23]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2008-05-10. (angličtina)
  17. HERČÍK, Lubomír; GLEVITZKÝ, Edmund; CHMEL, Jiří. Acetylén v lahvích a svazcích [online]. Odborná spolupráce Ludmila Dvořáková, Miloš Řehák. Česká asociace technických plynů, 1998-04 [cit. 2010-10-03]. Dostupné online. (čeština)[nedostupný zdroj]
  18. PRAKTICKÁ PŘÍRUČKA - ACETYLEN [online]. Odborný překlad proveden pracovní skupinou PS3 ČATP. European Industrial Gases Association, Česká asociace technických plynů, 2004, rev. 2007-07-22 [cit. 2010-10-03]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2009-11-23. (čeština)
  19. DVOŘÁKOVÁ, Ludmila; ČÍŽKOVÁ, Marie; ZMYDLENÝ, Tomáš. Kyslík [online]. Odborná spolupráce ČATP, PS - 4. Česká asociace technických plynů, 2006-11, rev. 2007-04-27 [cit. 2010-10-03]. Dostupné online. (čeština)[nedostupný zdroj]
  20. TUČEK, Vít; DVOŘÁKOVÁ, Ludmila; HANZAL, Jiří. Vodík [online]. Odborná spolupráce ČATP, PS - 4. Česká asociace technických plynů, 2004-07, rev. 2005-04-12 [cit. 2010-05-10]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2011-09-16. (čeština)
  21. SCHLÖGL, Martin. Helium [online]. Spolupracovali Ludmila Dvořáková, Václav Chrz, Zdena Pojezná, Pavel Rohan, Vít Tuček. Česká asociace technických plynů, 2010-01, rev. 2010-03-05 [cit. 2010-10-23]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2016-03-07. (čeština)
  22. MATĚJÁK, Alois. hasicí přístroje [online]. tlakinfo.cz, 2007-04-13 [cit. 2010-10-23]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2016-03-05. (čeština)

Externí odkazy
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.