Capitolul 21. Siguranța funcționării echipamentelor sub presiune peste presiunea atmosferică
În implementarea diferitelor procese tehnologice, lucrări de reparații, la domiciliu etc. foarte diferit sistem presurizat, care include conducte următoarele componente hardware :., cisterne și containere pentru depozitarea sau transportul gazelor comprimate, lichefiate și dizolvate, cazane de abur și apă, rezervoare de gaz, etc. Caracteristica principală a acestui dispozitiv este acela că presiunea gazului sau lichidului în ea depășește atmosferic. Acest echipament este denumit, de obicei, recipiente sub presiune.
Principala cerință pentru aceste vase este de a-și menține etanșeitatea pe întreaga perioadă de funcționare. Rezistența este impermeabilitatea lichidelor și a gazelor la pereți și articulații care limitează volumul intern al vaselor care funcționează sub presiune. În plus față de aceste nave, cerințele de etanșeitate sunt, de asemenea, obligatorii pentru instalațiile și echipamentele cu vid 1.
1 Vacuum se referă la echipamente în care apar diverse procese tehnologice într-un mediu de gaze rarefiate. Din punct de vedere fizic pentru a include gazele rarefiate care sunt la astfel de presiuni joase, drumul liber al moleculelor este comensurabil cu dimensiunile liniare ale echipamentului în care aceste gaze sunt.
Toate recipientele sub presiune reprezintă întotdeauna un pericol potențial, care, în anumite condiții, poate fi transformat într-o formă explicită și are consecințe grave. Depresurizarea (pierderea de etanșeitate) a vaselor care operează sub presiune este adesea însoțită de apariția a două grupe de pericole.
Primul dintre acestea este asociat cu explozia unui vas sau a unei instalații sub presiune. Explozie numit proces rapid de transformare fizică și chimică a substanțelor, însoțită de eliberarea unor cantități mari de energie într-o măsură limitată, ca urmare, care în mediu se formează și o undă de șoc propagates 1. capabilă să creeze o amenințare la adresa vieții și sănătății. În explozie, o clădire poate fi distrusă, în care sunt localizate vasele sub presiune sau părți ale acestora, precum și personalul traumatizant cu fragmente zburătoare de echipament.
1 Un val de șoc este propagarea într-un mediu gazos, lichid sau solid al unei suprafețe pe care apare un salt în presiune, însoțit de o schimbare a densității, temperaturii și vitezei mediului. Această suprafață se numește suprafața exploziei sau undei de șoc.
Al doilea grup de pericole depinde de proprietățile substanțelor din echipamentul care funcționează sub presiune. De exemplu, personalul de întreținere poate primi arsuri termice dacă substanțele cu temperaturi ridicate sau joase au fost prezente în instalația depresurizată. Dacă în vas există substanțe corozive, lucrătorii pot primi arsuri chimice; În plus, există riscul otrăvirii personalului. Riscul de radiație apare la depresurizarea instalațiilor care conțin diverse substanțe radioactive. Astfel, pentru a asigura siguranța personalului care deservește recipiente sub presiune, este foarte important ca echipamentul operat să mențină etanșeitatea.
Să luăm în considerare principalele tipuri de nave și aparate care funcționează sub presiune.
Conductele sunt dispozitive pentru transportul lichidelor și gazelor. Conform GOST 14202-69 existente, toate lichidele și gazele; transportate pe ele, împărțite în zece grupe. Pentru a determina tipul de substanță transportată prin conducte, acestea sunt vopsite în culori corespunzătoare (culoarea de identificare):
Gaze inflamabile și neinflamabile - galben
Lichide inflamabile și neinflamabile - maro
Alte substanțe - gri
În plus față de identificarea colorării pe conducte, inelele de avertizare (semnal) colorate sunt vopsite:
Culoarea substanțelor aplicate Substanțe transportabile pe conducta inelului
Roșu - exploziv, inflamabil, inflamabil
Verde - sigur sau neutru
Galben - pericol toxic sau de altă natură, de ex. Vid adânc, ridicat
presiunea, prezența radiației
Numărul de inele semnal determină gradul de pericol. Cilindrii sunt vase pentru transportul și depozitarea gazelor comprimate și dizolvate. Distinge (conform GOST 949-73) mici cilindri (0,4-12 L), mediu (20-50 L) și mare (80 până la 500 l) capacitate. În funcție de gazele conținute în respectiva culoare semnal cilindrilor colorantului, precum și suprafața lor este aplicată o indicație a gazului, iar în unele cazuri - (. Tabel 21.1), banda distinctivă.
În partea superioară a fiecărui cilindru de oțel, următoarele date sunt ștampilate: marca comercială a producătorului; data (luna și anul) de fabricație (ultimul test) și anul următorului test; tipul de tratament termic al materialului cilindrului; presiunea hidraulică de lucru și de încercare, MPa; cilindree, l; greutatea balonului, kg; Marca OTK; desemnarea standardului actual.
Recipiente criogenice destinate depozitării și transportului gazelor lichefiate, aer, oxigen, argon, etc. În conformitate cu GOST 16024-79 E le produc șase dimensiuni ;. 6; 3; 10; 16; 25 și 40 de litri. Aceste vase sunt marcate după cum urmează: de exemplu, SK-40 - un vas criogenic cu o capacitate de 40 de litri. In afara colorate cu argint sau email alb și aplicat la mijlocul unei benzi distinctiv numit gaz lichefiat conținut în vas. De asemenea, considerate recipiente pentru depozitarea unor cantități mari de gaz folosite rezervoare staționare lichefiate (până la 500 de mii de litri sau mai mult). Și pentru transportul lor - vase de transport (rezervoare) având un volum de până la 35 de mii de litri ..
Gasholders sunt proiectate pentru stocarea și distribuirea de cantități mari de gaze comprimate, care separă impuritățile mecanice de acestea și alte scopuri. Există suporturi de gaze de presiune ridicată și joasă. În primul dintre acestea, gazul comprimat se află la una dintre următoarele presiuni: mai mică de 25; 32 și 40 MPa. Suporturile de gaz de joasă presiune sunt proiectate pentru un volum mare de gaze stocate: 10 5 -3 # 903; 10 7 l.
În plus față de dispozitivele și instalațiile sigilate, se utilizează și autoclave. 1. Compresoare 2. Cazane.
1 Autoclavele sunt instalații ermetice destinate realizării diferitelor procese termice și chimice sub presiune crescută.
2 Compresoare - dispozitive pentru producerea presiunii aerului comprimat peste 3 # 903; 10 5 Pa.
În țara noastră, siguranța dispozitivelor sigilate este reglementată de un document normativ:
"Reguli pentru amenajarea și funcționarea în siguranță a unităților de compresoare staționare, a conductelor de aer și a conductelor de gaz" etc.
Să analizăm acum principalele cauze care duc la depresurizarea navelor care operează sub presiune. Ele sunt împărțite în operațiuni și tehnologice.
Prima cauză operațională de depresurizare este formarea amestecurilor explozive constând din gaze inflamabile, vapori sau lichide și un agent de oxidare. Exemple de astfel de amestecuri sunt acetilena și oxigenul, hidrogenul și oxigenul, vaporii de alcool etilic și oxigen, etc.
amestec exploziv „combustibil-oxidant“ se pot aprinde și exploda dacă există un inițiator (sursă) de aprindere, în care o scânteie electrică poate efectua (de exemplu, care rezultă din acumularea de electricitate statică), o scânteie de scântei de gaz și de sudură electrice generate de lovirea obiecte din oțel, corpuri încălzite etc. Există, de asemenea, o serie de sisteme de auto-aprindere pentru care nu este necesar un inițiator de aprindere. Exemple de astfel de sisteme pot servi sodiu sau potasiu, care la temperatura normală explodează atunci când sunt în contact cu cloroformul.
Pentru a preveni exploziile, este necesar să se excludă posibilitatea formării sistemelor "oxidant-combustibil", pentru a preveni inițierea arderii și pentru a asigura localizarea sursei de combustie.
Formarea amestecurilor explozive în sistemul "combustibil-oxidant" poate fi evitată în următoarele moduri. Mai întâi, limitați maxim concentrația substanței combustibile în amestec cu oxidantul, astfel încât în acest sistem nu se formează un amestec exploziv. În al doilea rând, se recomandă adăugarea la componentele inerte ale amestecurilor explozive "oxidant combustibil", numite flegmatizatoare. Exemple de astfel de substanțe sunt azotul și dioxidul de carbon. Aceste substanțe nu participă la reacția de combustie și sunt capabile să-l încetinească.
Pentru a împiedica inițierea procesului de combustie. este necesar să se neutralizeze sursele de aprindere. Acest lucru se realizează prin împământarea echipamentelor pentru a exclude posibilitatea de stocare a energiei electrice statice, folosind un scânteie (nu scânteie în timpul funcționării) și alte activități.
Localizarea sursei de combustie se utilizează dacă există posibilitatea formării unui amestec exploziv și există un inițiator de aprindere. În acest caz, se folosesc stingătoare de incendiu care limitează locul de combustie într-un anumit aparat sau conductă de gaz capabilă să reziste efectelor arderii. Transmiterea amestecului de ardere către alte dispozitive este astfel exclusă.
Unitățile de al doilea motiv de depresurizare operaționale și dispozitivele de lucru sub presiune - așa-numitele procese secundare care apar aici și care să conducă la o schimbare treptată și distrugere a materialelor structurale din care sunt realizate aceste setări. Exemple de astfel de procese pot fi coroziunea peretilor de dispozitive, formarea de scară pe pereții cazanului, reducând rezistența instalațiilor materiale și alte. Pentru a elimina influența proceselor secundare necesită în timp util și să desfășoare eficient navele de întreținere și reparații de lucru sub presiune, precum și a le corecta exploata.
Cauzele tehnologice ale depresurizării sunt diferite defecte (fisuri, danturi, defecte de sudură etc.) care au apărut în fabricarea, depozitarea și transportul vaselor sub presiune.
Pentru detectarea precoce a acestor defecte, folosind diferite metode de control: inspecția vizuală a vehiculelor și a navelor care funcționează sub presiune, metode de testare nedistructive (fluorescente cu raze X și metode cu ultrasunete), vase de testare hidraulice, testarea mecanică a materialelor din care sunt realizate containere și altele.
Măsuri de siguranță pentru funcționarea buteliilor de gaz:
§ Buteliile de gaz trebuie depozitate într-o poziție verticală într-o zonă ventilată sau sub un baldachin. Acestea ar trebui protejate de lumina directă a soarelui și de precipitații. Cilindrii nu trebuie depozitați la o distanță mai mică de 1 m de radiatoare și la mai puțin de 5 m de flăcări deschise;
§ Nu purtați cilindri pe umeri sau pe mâini în circumferință;
§ Utilizați numai buteliile de service. Acestea trebuie să fie instalate vertical pe șantier și fixate în siguranță pentru a preveni căderea. Cilindrul instalat trebuie protejat în mod fiabil de efectele focului deschis, radiației termice și luminii directe a soarelui.