Герметичные сосуды находящиеся под давлением
Герметизированные системы, в которых под давлением находятся сжатые газы и жидкости (нередко токсичные, пожаро-взрывоопасные или имеющие высокую температуру), широко применяются в современном производстве. Такие системы являются источником повышенной опасности, и поэтому при их проектировании, изготовлении, эксплуатации и ремонте должны строго соблюдаться установленные правила и нормы. К рассматриваемым установкам, сосудам и системам относят паровые и водогрейные котлы, экономайзеры и пароперегреватели; трубопроводы пара, горячей воды и сжатого воздуха; сосуды, цистерны, бочки; баллоны; компрессорные установки; установки газоснабжения.
Одним из основных требований, предъявляемых к системам, находящимся под давлением, является их герметичность.
Герметичность — это непроницаемость жидкостями и газами стенок и соединений, ограничивающих внутренние объемы устройств и установок.
Принцип герметичности, т. е. непроницаемость, используется во всех устройствах и установках, в которых в качестве рабочего тела применяется жидкость или газ. Этот принцип является также обязательным для вакуумных установок.
Любые системы повышенного давления всегда представляют собой потенциальную опасность.
Классификация герметичных систем. Принцип герметичности, используемый при организации рабочего процесса ряда устройств и установок, является важным с точки зрения безопасности их эксплуатации. Из множества герметичных устройств и установок можно выделить те, которые наиболее широко применяются в промышленности. К ним следует отнести:
1. Трубопроводы. Жидкости и газы, транспортируемые по трубопроводам, разбиты на следующие десять укрупненных групп, в соответствии с которыми установлена опознавательная окраска трубопроводов (табл. 2.17).
Чтобы выделить вид опасности, на трубопроводы наносят предупреждающие (сигнальные) цветные кольца (табл. 2.18).
При нанесении колец желтого цвета на трубопроводы с опознавательной окраской газов и кислот, а также при нанесении колец зеленого цвета на трубопроводы с опознавательной окраской воды кольца имеют соответственно черные или белые каемки шириной не менее 10 мм. Число предупреждающих колец какого-либо цвета должно соответствовать степени опасности транспортируемого вещества.
Кроме цветных сигнальных колец применяют также предупреждающие знаки, маркировочные щитки и надписи на трубопроводах (цифровое обозначение вещества, слово «вакуум» для вакуумпроводов, стрелки, указывающие направление движения жидкости, и др.), которые располагаются на наиболее ответственных местах коммуникаций.
Таблица 2.17. Окраска трубопроводов
Транспортируемая по трубопроводу среда | Цвет окраски трубопровода |
Вода | Зеленый |
Пар | Красный |
Воздух | Синий |
Газы горючие и негорючие | Желтый |
Кислоты | Оранжевый |
Щелочи | Фиолетовый |
Жидкости горючие и негорючие | Коричневый |
Прочие вещества | Серый |
Таблица 2.18. Сигнальные цветные кольца, наносимые на трубопроводы
Характеристика опасности транспортируемой среды | Цвет колец |
Взрывоопасные, огнеопасные, легковоспламеняющиеся вещества | Красный |
Безопасные и нейтральные вещества | Зеленый |
Вещества токсичные | Желтый |
Глубокий вакуум, высокое давление, радиация и т. д. | Желтый |
2. Баллоны для хранения и перевозки сжатых, сжиженных и растворенных газов при температурах 223…333 °К (-50…+60 °С). Баллоны изготовляют малой вместимости 0,4—12 л, средней — 20—50 л и большой вместимости 80—500 л. Баллоны малой и средней вместимости изготовляют на рабочие давления 30, 15 и 20 МПа из углеродистой стали и на рабочие давления 15 и 20 МПа из легированной стали.
Для того чтобы легко и быстро распознать баллоны, предназначенные для определенных газов, предупреждать их ошибочное наполнение и предохранять наружную поверхность от коррозии, на заводах-изготовителях баллоны окрашивают в установленные стандартом цвета, наносят соответствующие надписи и отличительные полосы (табл. 2.19).
Таблица 2.19. Окраска баллонов
Вещество, находящееся в баллоне | Цвет окраски баллона |
Азот | Черный |
Ацетилен | Белый |
Водород | Темно зеленый |
Кислород | Голубой |
Углекислота | Черный |
Этилен | Фиолетовый |
Кроме того, на баллоне указывают наименование газа, а у горловины каждого баллона на сферической части отчетливо должны быть выбиты следующие данные: товарный знак предприятия-изготовителя, дата (месяц, год) изготовления (испытания) и год следующего испытания в соответствии с правилами Госгортехнадзора (например, при изготовлении баллонов в марте 1999 г. и последующем их испытании в марте 2004 г. ставят клеймо 3—99—04); вид термообработки, рабочее и пробное гидравлическое давление (МПа); емкость баллона (л); массу баллона (кг); клеймо ОТК; обозначение действующего стандарта.
Баллоны для сжатых газов, принимаемые заводами-наполнителями от потребителей, должны иметь остаточное давление не менее 0,05 МПа, а баллоны для растворенного ацетилена — не менее 0,05 и не более 0,1 МПа. Остаточное давление позволяет определить, какой газ находится в баллонах, проверить герметичность баллона и его арматуры и гарантировать непроникновение в баллон другого газа или жидкости. Кроме того, остаточное давление в баллонах для ацетилена препятствует уносу ацетона-растворителя ацетилена (при меньшем давлении унос ацетона увеличивается, а уменьшение количества ацетона в баллоне повышает взрывоопасность ацетилена).
3. Сосуды для сжиженных газов. Сжиженные газы хранят и перевозят в стационарных и транспортных сосудах (цистернах), снабженных высокоэффективной тепловой изоляцией.
Для хранения и транспортирования криогенных продуктов (азота, аргона, кислорода и воздуха) изготовляют специальные криогенные сосуды.
Транспортные сосуды (цистерны) обычно имеют объем до 35 тыс. л. Наружную поверхность резервуаров окрашивают эмалью, масляной или алюминиевой красками в светло-серый цвет. На транспортных сосудах наносят надписи и отличительные полосы (табл. 2.20).
Таблица 2.20. Маркировка транспортных сосудов (резервуаров)
Газ | Надпись | Цвет надписи | Цвет полосы |
Аммиак | Аммиак, ядовитый сжиженный газ | Черный | Желтый |
Хлор | Хлор, ядовитый сжиженный газ | Зеленый | Защитный |
Фосген | Ядовитый сжиженный газ | Красный | Защитный |
Кислород | Опасно | Черный | Голубой |
Все остальные газы | |||
Негорючие | Наименование газа и слово «Опасно» | Желтый | Черный |
Горючие | Наименование газа и слово «Огнеопасно» | Черный | Красный |
4. Газгольдеры. Они могут быть низкого (постоянного) и высокого (переменного) давления. Газгольдеры высокого давления служат для создания запаса газа высокого давления. Расходуемый из него газ проходит через редуктор, который понижает давление и поддерживает его постоянным в течение всего процесса подачи газа потребителю. Обычно такие газгольдеры собирают из баллонов большого объема, изготовляемых на рабочее давление меньше 25, 32 и 40 МПа.
Газгольдеры низкого давления имеют большой объем 10э—3 и применяются для хранения запаса газа, сглаживания пульсаций, выдачи газов, отделения механических примесей и других целей.
Кроме герметичных устройств и установок, рассмотренных выше, в промышленности широко применяют сосуды, предназначенные для ведения химических и тепловых процессов, компрессоры, котлы.
Причины возникновения опасности герметичных систем. Анализ показывает, что разгерметизация устройств и установок происходит в результате действия целого ряда факторов, которые можно условно разделить на две группы — эксплуатационные и технологические.
Первые обусловлены физико-химическими свойствами рабочего тела, параметрами его состояния, условиями эксплуатации и т. д. К ним, например, относят: протекание побочных процессов в устройствах и установках, приводящих к ослаблению прочности конструкции; образование взрывчатых смесей; неправильную эксплуатацию и др.
Вторые связаны с дефектами при изготовлении, монтаже, транспортировании и хранении устройств.
Основными причинами разрушения или разгерметизации систем повышенного давления являются:
• внешние механические воздействия;
• снижение механической прочности;
• нарушения технологического режима;
• конструкторские ошибки;
• изменение состояния герметизируемой среды;
• неисправности в контрольно-измерительных и предохранительных устройствах;
• ошибки обслуживающего персонала.
Опасности, возникающие при нарушении герметичности. В ряде случаев нарушение герметичности, т. е. разгерметизация устройств иустановок, не только нежелательна с технической точки зрения, но иопасна для обслуживающего персонала и производства в целом.
Во-первых, нарушение герметичности может быть связано с взрывом. Здесь следует различать две причины. С одной стороны, взрыв может являться следствием нарушения герметичности, например, воспламенение взрывчатой смеси внутри установки. С другой, нарушение герметичности может стать причиной взрыва, например, при нарушении герметичности ацетиленового трубопровода вблизи участков нарушения образуется ацетиленовоз-душная смесь, которая может воспламениться самыми слабыми тепловыми импульсами. Незамеченное длительное горение приводит к такому сильному разогреву трубопровода, что ацетилен внем самовоспламеняется.
Во-вторых, при разгерметизации создаются опасные и вредные производственные факторы, зависящие от физико-химических свойств рабочей среды, т. е. возникает опасность:
• получения ожогов под воздействием высоких или, наоборот, низких температур (термические ожоги) и из-за агрессивности среды (химические ожоги);
• травматизма, связанного с высоким давлением газа в системе, например, нарушение герметичности баллона с газом при давлении 20 МПа с образованием отверстия диаметром 15 мм приведет к появлению начальной реактивной тяги около 3,5 кН; при массе баллона 70 кг он может приобрести ускорение и переместиться на некоторое расстояние;
• радиационная, возникающая, например, при использовании в установках в качестве теплоносителя жидких радиоактивных металлов, обладающих высоким уровнем ионизирующего излучения;
• отравления, связанные с применением инертных и токсичных газов и др.
Источник
Герметизированные системы, в которых под давлением находятся сжатые газы и жидкости являются источником повышенной опасности, и поэтому при их проектировании, изготовлении, эксплуатации и ремонте должны строго соблюдаться установленные правила и нормы. К герметичным сосудам и системам относят паровые и водогрейные котлы, экономайзеры и пароперегреватели; трубопроводы пара, горячей воды и сжатого воздуха; сосуды, цистерны, бочки; баллоны; компрессорные установки; установки газоснабжения.
Такие системы должны быть герметичны, те есть их стенки и соединения, ограничивающие внутренний объем, должны быть непроницаемы для жидкости и газов. Принцип герметичности должен соблюдаться и в вакуумных установках.
Любые системы повышенного давления всегда представляют собой потенциальную опасность.
Классификация герметичных систем. Наиболее широко применяются в промышленности следующие герметичные системы:
1. Трубопроводы, которые, в зависимости от транспортируемого вещества, имеют определённую опознавательную окраску. Например, трубопроводы по которым транспортируется пар окрашиваются в красный цвет, кислоты – в оранжевый, горючие и не горючие газы – в желтый, вода – в зелённый т т д.
Кроме этого, на трубопроводы наносят предупреждающие (сигнальные) цветные кольца ( красные, зелённые, жёлтые), применяют предупреждающие знаки, маркировочные щитки и надписи на трубопроводах (цифровое обозначение вещества, слово «вакуум» для вакуум-проводов, стрелки, указывающие направление движения жидкости, и др.), которые располагаются на наиболее ответственных местах коммуникаций.
2. Баллоны для хранения и перевозки сжатых, сжиженных и растворенных газов при температурах -50…+60 °С
Чтобы легко и быстро распознать баллоны, предназначенные для определенных газов, предупреждать их ошибочное наполнение и предохранять наружную поверхность от коррозии, на заводах-изготовителях баллоны окрашивают в установленные стандартом цвета, наносят соответствующие надписи и отличительные полосы
Кроме того, на баллоне указывают наименование газа, а у горловины каждого баллона на сферической части отчетливо должны быть выбиты следующие данные: товарный знак предприятия-изготовителя, дата (месяц, год) изготовления (испытания) и год следующего испытания в соответствии с правилами Госгортехнадзора, вид термообработки, рабочее и пробное гидравлическое давление (МПа); емкость баллона (л); массу баллона (кг); клеймо ОТК; обозначение действующего стандарта.
3. Сосуды для сжиженных газов. Сжиженные газы хранят и перевозят в стационарных и транспортных сосудах (цистернах), снабженных высокоэффективной тепловой изоляцией.
Для хранения и транспортирования криогенных продуктов (азота, аргона, кислорода и воздуха) изготовляют специальные криогенные сосуды.
Транспортные сосуды (цистерны) обычно имеют объем до 35 тыс. л. Наружную поверхность резервуаров окрашивают эмалью, масляной или алюминиевой красками в светло-серый цвет. На транспортных сосудах наносят надписи и отличительные полосы
4. Газгольдеры. Они могут быть низкого (постоянного) и высокого (переменного) давления. Газгольдеры высокого давления служат для создания запаса газа высокого давления. Расходуемый из него газ проходит через редуктор, который понижает давление и поддерживает его постоянным в течение всего процесса подачи газа потребителю. Обычно такие газгольдеры собирают из баллонов большого объема, изготовляемых на рабочее давление меньше 25, 32 и 40 МПа.
Газгольдеры низкого давления имеют большой объем 105—3 ■ 107 л и применяются для хранения запаса газа, сглаживания пульсаций, выдачи газов, отделения механических примесей и других целей.
Кроме герметичных устройств и установок, рассмотренных выше, в промышленности широко применяют сосуды, предназначенные для ведения химических и тепловых процессов, компрессоры, котлы.
Основными причинами разрушения или разгерметизации систем повышенного давления являются:
• внешние механические воздействия;
• снижение механической прочности;
• нарушения технологического режима;
• конструкторские ошибки;
• изменение состояния герметизируемой среды;
• неисправности в контрольно-измерительных и предохранительных устройствах;
• ошибки обслуживающего персонала.
Опасности, возникающие при нарушении герметичности.
1 Взрыв может явиться следствием воспламенения взрывчатой смеси внутри установки или при образовании взрывоопасной смеси (например, ацетиленовоздушной), в связи с нарушением герметичности системы.
2 При разгерметизации возникает опасность для обслуживающего персонала:
• получения термических ожогов под воздействием высоких или, наоборот, низких температур или химические ожоги);
• травматизма, связанного с высоким давлением газа в системе, например, нарушение герметичности баллона с газом при определённом давлении может привести к его ускоренному перемещению на некоторое расстояние
• радиационная, возникающая при использовании в установках в качестве теплоносителя жидких радиоактивных металлов, обладающих высоким уровнем ионизирующего излучения;
• отравления, связанные с применением инертных и токсичных газов и др.
Источник
Герметизированные системы, в которых под давлением находятся сжатые газы и жидкости, широко применяются в современном производстве. Такие системы являются источником повышенной опасности, и поэтому при их проектировании, изготовлении, эксплуатации и ремонте должны соблюдаться установленные правила и нормы. Одним из требований, предъявляемым к системам под давлением, является герметичность.
Герметичность – это непроницаемость жидкостями и газами стенок и соединений, ограничивающих внутренние объемы устройств и установок.
К герметичным системам, находящимся под давлением, относятся:
· Трубопроводы для транспортировки жидкостей и газов
· Баллоны для хранения и перевозки сжатых, сжиженных и растворенных газов
· Сосуды для сжиженных газов (цистерны)
· Газгольдеры для создания и хранения запаса газа.
Жидкости и газы, транспортируемые по трубопроводам, разбиты на десять укрупненных групп, в соответствии с которыми установлена опознавательная окраска (таблица 2). чтобы выделить вид опасности, на трубопроводы наносят предупреждающие (сигнальные) цветные кольца (таблица 3).
Таблица 2 – Окраска трубопроводов
Транспортируемая по трубопроводу среда | Цвет окраски трубопроводов |
Вода | Зеленый |
Пар | Красный |
Воздух | Синий |
Газы горючие и негорючие | Желтый |
Кислоты | Оранжевый |
Щелочи | Фиолетовый |
Жидкости горючие и негорючие | Коричневый |
Прочие вещества | Серый |
Таблица 3 – Сигнальные цвета кольца, наносимые на трубопроводы
Характеристика опасности транспортируемой среды | Цвет колец |
Взрывоопасные, огнеопасные, легковоспламеняющиеся вещества | Красный |
Безопасные и нейтральные вещества | Зеленый |
Вещества токсичные | Желтый |
Глубокий вакуум, высокое давление, радиация | Желтый |
Баллоны представляют собой стальные цилиндрические сосуды, в горловине которых имеется конусное отверстие с резьбой, куда ввертывается запорный вентиль. Для каждого газа разработаны свои конструкции вентилей, что исключает установку кислородных вентилей на ацетиленовый баллон, и наоборот. На горловину плотно насаживается кольцо с наружной резьбой, служащее для навертывания предохранительного колпака, который служит для предохранения вентиля баллонов от возможных ударов при транспортировке. В зависимости от рода газа, находящегося в баллоне, баллоны окрашивают снаружи в условные цвета, а также соответствующей каждому газу краской наносят наименование газа (таблица 4 ).Часть верхней сферической части баллона не окрашивают и выбивают на ней паспортные данные баллона: тип и заводской номер баллона, товарный знак завода-изготовителя, масса порожнего баллона, вместимость, рабочее и испытательное давление, дата изготовления, клеймо ОТК и клеймо инспекции Госгортехнадзора, дата следующего испытания. Баллоны периодически через каждые пять лет подвергают осмотру и испытанию.
Таблица 4 – Окраска баллонов
Вещества, находящиеся в баллоне | Цвет окраски баллона |
Азот | Черный |
Ацетилен | Белый |
Водород | Темно зеленый |
Кислород | Голубой |
Углекислота | Черный |
Этилен | Фиолетовый |
Причины возникновения опасности герметичных систем:
· внешние механические воздействия;
· снижение механической прочности;
· нарушения технологического режима;
· конструкторские ошибки;
· изменение состояния герметизируемой среды;
· неисправности в контрольно-измерительных и предохранительных устройствах;
· ошибки обслуживающего персонала.
Опасности, возникающие при нарушении герметичности
· получение ожогов под воздействием высоких или низких температур (термические ожоги) и из-за агрессивности среды (химические ожоги);
· травматизм, связанный с высоким давлением газа (при нарушении герметичности баллона с газом);
· радиационная, возникающая при использовании в установках в качестве теплоносителя жидких радиоактивных металлов;
· отравления, связанные с применением инертных и токсичных газов.
Обеспечение безопасности герметичных систем, работающих под давлением:
· маркировка, регистрация, регулярное техническое освидетельствование и испытания установок под давлением
· оснащение сосудов под давлением запорной и запорно-регулирующей арматурой
· оснащение предохранительными устройствами
· оснащение сосудов под давлением контрольными приборами для измерения давления и температуры
Источник