Безопасность эксплуатации сосудов, работающих под давлением

Согласно определению Госгортехнадзора, сосудом, работающим под давлением, является герметически закрытая ёмкость, предназначенная для ведения химических и тепловых процессов, а также для хранения и перевозки сжатых, сжиженных и растворённых газов и жидкостей под давлением. Границей сосуда являются входные и выходные штуцера. Сосуды, работающие под давлением, – потенциальные источники возможных взрывов, процесса быстрого освобождения энергии, происходящего в результате внезапного разрушения оболочки. Следует иметь в виду, что в условиях производства, особенно органического синтеза, где в аппаратах находятся взрывоопасные и горючие нефтепродукты, нагретые выше температуры самовоспламенения, опасность аварии осложняется возможностью возникновения вторичного взрыва смеси паров продукта с воздухом и трудно ликвидируемым пожаром. В связи со значительной опасностью сосудов, работающих под давлением, разработана и действует определённая система изготовления, эксплуатации, обслуживания и контроля этих устройств. Она определена “Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением”. К сосудам, на которые распространяются указанные правила, относятся:

– сосуды, работающие под давлением свыше 0,07 МПа;

– цистерны и бочки для перевозки сжиженных газов, давление паров которых при температуре до 50 °С превышает 0,07 МПа;

– сосуды и цистерны для хранения и перевозки сжиженных газов, жидкостей и сыпучих тел без давления, но опорожняемые под давлением газа свыше 0,07 МПа;

– баллоны, предназначенные для перевозки и хранения сжатых, сжиженных и растворённых газов с рабочим давлением свыше 0,07 МПа.

Правила не распространяются на сосуды и баллоны ёмкостью не более 25 л, у которых произведение ёмкости в литрах на рабочее давление в атмосферах составляет не более 200. По характеру эксплуатации сосуды, работающие под давлением, могут быть стационарные и нестационарные. До начала эксплуатации сосуды, работающие под давлением, должны быть зарегистрированы в органах Госгортехнадзора. Это должно гарантировать, что такие сосуды всегда находятся под надзором, подвергаются техническим испытаниям, проверке на правильность функционирования. “Правилами...” предусмотрен ряд требований безопасности, обязательных при проектировании, изготовлении, испытании и эксплуатации сосудов. Конструкция сосудов и аппаратов должна быть надёжной, обеспечивать безопасность при эксплуатации и удобство при осмотре, очистке, промывке и ремонте. Нормировано устройство лазов и люков для доступа в аппарат; внутренние устройства (мешалки, змеевики, тарелки, перегородки) должны выполняться съёмными. Специальные требования предъявляются к качеству материала в зависимости от условий работы сосуда (давления, температуры, концентраций, агрессивности); к методам механической и термической обработки металла и особенно сварки; дефектоскопии, механическим и металлографическим исследованиям; нормам оценки качества изготовления и способам устранения дефектов, выявленных при испытаниях. Сосуды, работающие под давлением, подвергаются техническому освидетельствованию (внутреннему осмотру и гидравлическому испытанию) до пуска в работу, периодически и в случае необходимости досрочно. Гидравлическое испытание сосудов, работающих при температуре до 200 °С, проводится пробным давлением, превышающим рабочее давление в 1,25–1,5 раза (от 10 до 60 мин), после чего давление снижается до рабочего, а сосуд и особенно сварные соединения осматриваются. При затруднениях с проведением гидравлического испытания разрешается заменять его пневматическим (воздухом или инертным газом) на такое же пробное давление. При эксплуатации сосудов, работающих под давлением, основное требование безопасности заключается в точном соблюдении норм технологического режима, особенно параметров давления, температуры, состава и уровня среды. Особое значение приобретает правильный выбор и поддержание в исправности приборов для измерения состояния среды (манометров и вакуумметров, термометров и пирометров, указателей уровня жидкости) и предохранительных приспособлений (предохранительных клапанов и мембран).

Важнейшей контрольной функцией при эксплуатации сосудов является непревышение рабочего давления и использования предохранительных устройств, снижающих давление, если оно почему-либо повысится сверх допустимого. Для этих целей в химической промышленности применяются пружинные манометры, отличающиеся простотой устройства, надёжностью, универсальностью, портативностью и большим диапазоном измеряемых величин. Манометр не допускается к применению при отсутствии пломбы или клейма, просроченном сроке проверки и при неисправностях, которые могут отразиться на правильности его показаний. Предохранительные устройства выполняются в виде предохранительных клапанов или разрывных мембран. Первые защищают при относительно медленном возрастании давления. Разрывные мембраны применяются в случаях, когда необходимо быстро открыть значительные проходы для сброса большого объёма среды. Число предохранительных клапанов, их размеры и пропускная способность выбираются так, чтобы в сосуде или аппарате при полном открытии клапана не могло образоваться давление, превышающее расчётное более чем на 0,05 МПа. Если в качестве рабочей среды применяются ядовитые, взрывоопасные и пожароопасные газы и пары предохранительные приспособления устанавливают так, что сначала срабатывает контрольный клапан, а если он не понизит давления до рабочего, то начинает действовать рабочий клапан. Разрывные предохранительные мембраны защищают сосуды от разрушения при аварийном росте давления. Они обеспечивают полную герметичность до срабатывания, более применимы для сред, склонных к осаждению, полимеризации, кристаллизации, менее инерционны, имеют низкую стоимость и просты в изготовлении. Разрывные мембраны изготовляются из тонколистового металлического проката. В простейшем варианте они плоские. В усложнённых случаях их изготавливают куполообразной формы. Ломающиеся мембраны изготовляются из хрупкого материала (чугуна, эбонита, поливинилхлорида). Хлопающие мембраны устанавливаются выпуклой поверхностью в сторону давления. При повышении давления мембрана хлопком выворачивается в противоположную сторону. При этом она ударяется в крестообразный нож, разрезается на четыре лепестка, которые уносятся потоком сбрасываемой среды.

Соблюдение уровня продукта в сосуде имеет в ряде случаев решающее значение для предупреждения аварии. Например, снижение уровня воды в паровом котле приводит к оголению огневой линии, перегреву стенок и взрыву котла. При превышении нормального уровня излишне увлажняется пар, в паропровод проникает вода, что приводит к гидравлическим ударам и разрушению паропровода. Для постоянного наблюдения за уровнем воды на паровом котле должно быть установлено не менее двух указателей уровня разного вида.

^

Дата добавления: 2015-07-12