Пневматические испытания сосудов на герметичность
Сосуды, работающие под давлением, паровые и водогрейные котлы, трубопроводы пара горячей воды относятся в соответствии с Федеральным законом « О промышленной безопасности опасных производственных объектов» к опасным производственным объектам. Изготовление сосудов и эксплуатации регламентируется: «правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением» Эксплуатация – повышенная опасность. (особенно опасны взрывы: котлов, сосудов, трубопроводов пара и горячей воды – большие разрушения, травмы, несчастные случаи, материальный ущерб).
Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением, котлов, трубопроводов пара и горячей воды принято называть Правилами котлонадзора, а объекты, на которые они распространяются, – объектами котлонадзора. (контроль – Ростехнадзор РФ; на предприятии и в организациях контроль за соблюдением Правил котлонадзора осуществляется инспекторами котлонадзора, которые проводят технические освидетельствование и обследование объектов котлонадз.- не соблюдение правил карается наложением штрафов. (ответственность за соблюдение правил, состоянием и эксплуатации сосудов отвечают руководители и специалистов, осуществляющих надзор за техническим сос-ем и эксплуат сосудов. ))
Сосуд – герметически закрытая емкость, предназначена для ведения химических, тепловых и других технологических процессов, а так же хранения , транспортировку газообразных, жидких и других веществ. Границей сосуда являются входные и выходные штуцера.
Пробное давление – давление, при котором проводится испытание сосудов.
Давление рабочее – максимальное внутреннее избыточное или наружное давление, возникающее при нормальном протекании рабочего процесса.
Давление расчетное – давление, используемое при расчете на прочность.
Давление условное – расчетное давление при температуре 20 С, используемое при расчете на прочность стандартных сосудов.
Основные причины аварий сосудов, работ под давлением.
Основные причины аварий:
- а) значительное превышение давления из-за неисправности предохранительных клапанов, нарушение технологического процесса или воспламенение паров масла в воздухосборниках, отсутствие(неисправность) редуцирующих устройств;
- б)неисправность или отсутствие предохранительных устройств сосудов с быстросъемными крышками;
- в) дефекты при изготовлении, монтаже и ремонте сосудов;
- г) переполнение сосудов сжиженными газами;
- д) износ стенок сосудов;
- е) обслуживание сосудов необученным персоналом, нарушение технологической и трудовой дисциплины;
- ж) нарушение требований Правил из-за их незнания;
- з) выдача должностными лицами указаний или распоряжений, принуждающих подчиненных им лиц нарушать Правила.
Опасность: – возможность их разрушения при внезапном адиабатическом расширении газов и паров. т.е потеря механической прочности стенок обечайки(коррозия, локальный перегрев, трещины. (взрывы при потере механической прочности сосудов, местный перегрев, удары, превышение рабочего давления(потенциальная энергия – в кинетическую энергию осколков, разрушенного оборудования и ударную волну (травмы людей.))) (k-1)/k
Потенциальная энергия сжатой среды: W= [p1V1/(K-1)]*(1-(p1/p2) ) К – показатель адиабаты. P1 и P2- начальное и конечное давление соответственно.V-начальный объем газа.
Потенциальная энергия сжатой среды пропорциональна произведению начального давления на объем сосуда: W~PV
- – взрывная волна (поражение оборудования и гибель людей.)
- – опасны сосуды, содержащие токсическую среду(опасность отравления) и горючую среду (опасность пожара и взрыва)
Область применения «правил устройства и безопасной эксплуатации»:
Правила, распространяются на :
- – сосуды, работающие под давлением воды с температурой выше 115 С или другой жидкости с температурой, превышающей темпер кипения при давлении 0.07 МПа бег учета гидравлического давления;
- -сосуды, работающие под давлением пара или газа свыше 0.07 МПа
- – баллоны, предназначенные для транспортирования и хранения сжатых, сжиженных и растворенных газов под давлением свыше 0.07МПа
- – цистерны и бочки для транспортирования и хранения сжиженных газов, давление паров которых при температуре до 50С превышает 0.07МПа.
- – цистерны и сосуды для транспортирования, хранения сжиженных газов, жидкостей и сыпучих тел, в которых давление свыше 0.07МПа создается периодически для опорожнения;
Правила не распространяются на :
- – сосуды, изготовляемые в соответствии с «правилами устройства и безопасной эксплуатации оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок», (Ростехнадзор), а так же сосуды, работающие с радиоактивной средой ;
- – сосуды, вместимостью не более 25 литров не зависимо от давления, используемые для научно-экспериментальных целей.
- – сосуды и баллоны вместимостью не более 25 литров, у которых произведение давления МПа на вместимость в литрах не превышает 200.
- – сосуды, работающие под давлением, создающие при взрыве внутри них в соответствии с технологическим процессом;
- – сосуды, работающие под вакуумом;
- – сосуды, устанавливаемые на морских, речных судах и других плавучих средствах;
- – сосуды, устанавливаемые на самолетах и других летательных аппаратах;
- – воздушные резервуары тормозного оборудования подвижного состава железнодорожного транспорта, автомобилей и других средств передвижения;
- – сосуды специального назначения военного ведомства;
- -приборы парового и водяного отопления;
- – трубчатые печи;
ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ И ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ ИСПЫТАНИЕ.
Гидравлическое испытание:
Этому испытанию подлежат все сосуды, после изготовления(с покрытием и изоляцией, сосуды испытываются до наложения изоляции и покрытия);
Не литые сосуды: Pпр=1,25р (у20/уf)
Pпр- пробное давление; МПа
р- расчетное давление сосуда, МПа
у20 – допускаемое напряжение материала сосуда при 20 С , МПа;
уf – допускаемое напряжение материала осуда при расчетной температуре, МПа
Гидравлическое испытание литых сосудов и деталей проводится пробным давлением, определяется по формуле: Pпр=1,5р (у20/уf).
Гидравлическое испытание сосудов и деталей не из Ме , с вязкостью более 20 Дж/см2;
Pпр=1,3р (у20/уf). Если менее 20 то по Pпр=1,6р (у20/уf).
Гидравлическое испытание криогенных сосудов при наличии вакуума в изолированном пространстве корпуса производится
Порядок проведения испытаний должен быть оговорен в техническом проекте и указан в инструкции предприятия – производителя по монтажу и эксплуатации сосудов, работающих под давлением.
Для гидравлического испытания сосудов должна применяться вода с температурой не меньше +5С и не выше +40С. По согласованию с разработчиком проекта вместо воды может быть использована другая жидкость. При заполнении сосуда водой воздух должен быть удален полностью. Гидравлическое испытание проводиться только после внутреннего осмотра сосуда. Давление в испытуемом сосуде следует повышать плавно. Использование сжатого воздуха или газа для подъема давления не допускается. Давление при гидравлическом испытании контролируется двумя манометрами одного типа, имеющие одинаковые пределы измерения, класса точности и цену деления.
Время выдержки сосуда под пробным давлением устанавливается разработчиком проекта. При отсутствии специальных указаний в проекте время выдержки(мин) должно быть не меньше :
Толщина стенки -50 – 10 мин ; свыше 50 – 100мм — 20 ; свыше 100мм – 30 ; для детых, многослойных – 60 мин.
После выдержки под пробным давлением его снижают до расчетного и проводят осмотр наружной поверхности обстругивание стенок во время испытания не допускается.
Сосуд считается выдержавшим испытание(гидравлическое) если нет: трещин, слезок, потения в сварных соединениях, остаточных деформаций, течи в разъемных соединениях, падения давления по манометру. Сосуд и его элементы – в которых были выявлены дефекты, после устранения подвергается повторному гидр. Испытанию пробным давлением. В случае когда гидравл испытание не возможно – поводят пневматическое (воздух или инертный газ.) (при условии контроля методом акустической эмиссии).
ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ ИСПЫТАНИЕ:
(давление такое же как и при гидравлическом , тщательный осмотр внутреннего состояния сосуда, до испытания; )
При пневматическом испытании применяется меры предосторожности:
- 1) вентиль на трубопроводе и манометры выносятся за пределы помещения;
- 2)люди на время испытания удаляются на безопасное расстояние;3) обратный клапан – не зависимо от колебания давления перед ним поддерживает за собой постоянное давление.
Под пробным давлением при пневматическом испытании сосуд должен находиться в течение 5 минут, после чего давление постепенно снижается до рабочего, при котором происходит осмотр сосуда с проверкой плотности его швов и разъемных соединений мыльным раствором или другим способом. Отстукивание сосуда под давлением при пневматическом испытании запрещается. Сосуды, подлежащие регистрации в органах Госгортехнадзора, должны подвергаться периодическим техническим освидетельствованиям инженером-контролером Котлонадзора. За правильность конструкции сосуда, за расчет его прочности и выбор материала, за качество изготовления и монтажа, а также за соответствие сосуда настоящим Правилам отвечает организация, выполнявшая соответствующие работы.
Все изменения проекта в процессе изготовления или монтажа сосуда должны быть письменно согласованы между проектной организацией, потребовавшей изменения проекта, и Госгортехнадзором. Если аппарат выдержал испытание на прочность – то проводят на герметичность.
ИСПЫТАНИЕ НА ГЕРМЕТИЧНОСТЬ:
Сосуды, работающие под давлением вредных веществ(жидкостей и газов) 1-го и 2-го класса опасности по ГОСТу 12.1.007-76 испытываются владельцами сосудов на герметичность воздухом или инертным газом(азотом) под давлением,
Равным рабочему давлению. при нарушение герметичности происходит разрыв аппаратуры – опасность(осколки, взрывная волна, проводится расчет на прочность аппарата;)
По достижению испытательного давления подача сжатого воздуха или азота прекращается, между подводящим и трубопроводом и запорным вентилем ставится металл заглушка и проводится наблюдение за падением давления.(проводятся испытания – 24 часа -новые; 4 часа повторные испытания). Замер начального давления и исчисления указанного времени производится после выравнивания температур внутри и вне сосуда. Замер температуры газа в сосуде должен производиться либо путем установки ртутных термометров в имеющиеся в сосуде гильзы, либо термометры на поверхность. Степень герметичности хар-ся количеством выходящим из аппарата газам в единицу времени: m = (Pн-Pk)/ Pн ф; m- коэффициент герметичности(используется при определении количества вредных веществ попавших в воздух произ-ых помещений из оборудования, исходя из этого определяется производительность вентиляционной установки.); ф-время;
падение давления : Др= 100/ф (1- (Pk Tk/PнTн))
Др – падение давления;
Pk ;Pн – конечное и начальное давление в аппарате.
Tk, Tн – конечная и начальная температура в аппарате.
Герметичность удовл если Др не более 0.1% в час для токсичных сред и 0.2% в час для пожароопасных сред(для новых аппаратов). И 0.5% для повторных испытаний. У аппаратов при Р раб меньшем 0.7 атм, Риспыт = Рраб+30кПа. Аппараты работ – ие под вакуумом испыт на прочность и герметичность:
На прочность – 0.2МПа
На герметичность – 0.1МПа
Билет №19
Источник
ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Гидравлическому испытанию подлежат все сосуды после их изготовления. Сосуды, изготовление которых заканчивается на месте установки, транспортируемые на место монтажа частями, подвергаются гидравлическому испытанию на месте монтажа. Сосуды, имеющие защитное покрытие или изоляцию, подвергаются гидравлическому испытанию до наложения покрытия. Гидравлическое испытание сосудов, за исключением литых, должно проводиться пробным давлением. Применяется вода с температурой не ниже 5 °С и не выше 40 °С. Давление при испытании должно контролироваться двумя манометрами. После выдержки под пробным давлением давление снижается до проектного, при котором производят осмотр наружной поверхности сосуда, всех его разъемных и сварных соединений. Сосуд считается выдержавшим гидравлическое испытание, если не обнаружено: – течи, трещин, слезок, потения в сварных соединениях и на основном металле; – течи в разъемных соединениях; – видимых остаточных деформаций, падения давления по манометру. Гидравлическое испытание допускается заменять пневматическим при условии контроля этого испытания методом акустической эмиссии. Пневматические испытания должны проводиться по инструкции сжатым воздухом или инертным газом. Время выдержки сосуда под пробным давлением устанавливается разработчиком проекта, но должно быть не менее 5 мин. Затем давление в испытываемом сосуде должно быть снижено до проектного и произведен осмотр сосуда. Результаты испытаний заносятся в паспорт сосуда.
Содержание и обслуживание сосудов, работающих под давлением. Аварийная остановка и ремонт сосудов.
К обслуживанию допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие медосмотр, обучение и проверку знаний, и имеющие удостоверение на право обслуживания. Подготовку и проверку знаний проводят в учебно-курсовых комбинатах, имеющих лицензию. Выдаются удостоверения, подписанные председателем комиссии. Отдельно проводится аттестация персонала, обслуживающего сосуды с вредными веществами. Периодическая проверка знаний персонала, обслуживающего сосуды, должна проводиться не реже одного раза в 12 мес. Внеочередная проверка знаний проводится: при переходе в другую организацию, изменения в инструкциях. Результаты проверки знаний оформляются протоколами. Организацией-владельцем сосуда должна быть разработана и утверждена инструкция по режиму работы и безопасному обслуживанию сосудов. Инструкция должна находиться на рабочих местах и выдаваться под расписку.
Аварийная остановка сосудов. Сосуд должен быть немедленно остановлен в случаях, предусмотренных инструкцией по режиму работы и безопасному обслуживанию, в частности:- если давление в сосуде поднялось выше разрешенного;- при выявлении неисправности предохранительных устройств в результате повышения давления;- при обнаружении в сосуде неплотностей, выпучин, разрыва прокладок;- при неисправности манометра и невозможности определить давление по другим приборам;- при возникновении пожара. Порядок аварийной остановки сосуда должен быть указан в инструкции. Причины аварийной остановки сосуда должны записываться в сменный журнал.
Ремонт сосудов. Для поддержания сосудов в работоспособном состоянии администрация организации-владельца сосуда обязана проводить своевременный ремонт сосудов по утвержденному графику ремонта. При ремонте следует соблюдать требования техники безопасности. Работы по ремонту выполняются организациями, имеющими лицензию Ремонт с применением сварки (пайки) сосудов должен проводиться по технологии, разработанной изготовителем, конструкторской организацией. До начала производства работ внутри сосуда, соединенного с другими работающими сосудами общим трубопроводом, сосуд должен быть отделен от них заглушками или отсоединен.
Общие положения безопасной эксплуатации котлов. Основные контрольно-измерительные и предохранительные устройства.
К ним относ. котлы, а также автономные пароперегреватели и экономайзеры. Проектирование, изготовление, монтаж и наладка котлов должны выполняться в соответствии с правилами устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов, утвержденными специализированными организациями, располагающими условиями выполнения соответствующих работ и подготовленными работниками. Конструкция котла и его основных частей должна обеспечивать надежность, долговечность и безопасность эксплуатации на расчетных параметрах в течение расчетного ресурса безопасной работы котла. Электроборудование и заземление должны быть выполнены в соответствие с ПУЭ и ПТБ. Ростехнадзор устанавливает требования к проектированию, монтажу, ремонту и эксплуатации котлов с давлением 0,07 МПа и темп. Воды свыше 115оС. Правила не распространяются на: – котлы, устанавливаемые на морских и речных судах; – энергопоездов; – вагонов железнодорожного состава; – котлы с электрическим обогревом; – котлы с объемом парового и водяного пространства менее 10 л.
Арматура. В качестве предохранительных устройств допускается применять: – рычажно-грузовые предохранительные клапаны прямого действия; – пружинные; – импульсные. На каждом паровом котле должно быть установлено не менее двух указателей уровня воды прямого действия. Каждый указатель уровня воды должен иметь самостоятельное подключение к барабану котла и снабжен арматурой. На каждом паровом котле должен быть установлен манометр, показывающий давление пара. На котлах устанавливаются измерители температуры Различного типа: термометры расширения; термометры (темп. 500-2000); электротермометром Сопротивления (до 500). Арматура должна иметь четкую маркировку на корпусе, в которой должны быть указаны: – наименование или товарный знак организации-изготовителя; – условный проход; – условное давление и температура среды; – направление потока среды. Соответствие арматуры требованиям стандартов должно быть подтверждено паспортом. На каждом котле должны быть предусмотрены приборы безопасности, обеспечивающие своевременное и надежное автоматическое отключение котла или его элементов при недопустимых отклонениях от заданных режимов эксплуатации. На котлах должны быть установлены автоматически действующие звуковые и световые сигнализаторы верхнего и нижнего предельных положений уровней воды.
Источник
Пневматические испытания.
При пневматических испытаниях применяют следующие меры предосторожности:
1. Вентиль на наполнительном трубопроводе и манометры выносятся за пределы помещения.
2. Люди во время испытаний удаляются в безопасное место.
Значение пробного давления, результаты испытаний и сроки следующих технических освидетельствований заносятся в паспорт сосуда лицом, производившим испытания.
Сосуды, работающие под давлением, вредных веществ (токсичных жидкостей и газов 1 и 2 классов опасности) испытываются владельцем сосуда на герметичность воздухом или азотом под давлением равному рабочему давлению. По достижению в испытуемом сосуде рабочее давление, подача сжатого воздуха или азота и между проводящим трубопроводом и запорным вентилем устанавливается металлическая заглушка и проводится наблюдение за падение давления в сосуде (не менее 4 ч наблюдаются при периодической проверке и 24 ч за новыми сосудами). Замер начального давления и исчисление указанного времени производится после выравнивания температуры внутри и вне сосуда. Замер температуры газа в сосуде должен производиться с помощью ртутного манометра в гильзе либо укрепляется на поверхности сосуда с надежной тепловой изоляцией. Падение давления в сосуде при испытаниях на герметичность определяются по формуле: , где
– время испытаний, ч
– падение давления за 1 ч в % от испытательного давления
– сумма манометрического и барометрического давления в начале испытаний, МПа (кгс / см2)
– сумма манометрического и барометрического давления в конце испытаний, МПа (кгс / см2)
– абсолютная температура в начале, К
– абсолютная температура в конце, К
Сосуд признается выдержавшим испытания на герметичность и пригодным для пользования, если падение давления за 1 ч <= 0,1 % при вредных веществах; <= 0,2 % для пожаро-взрывооопасных средств; = 0,5 % для сосудов, которые подвергаются повторным испытаниям на герметичность.
Документация и маркировка сосудов.
Каждый сосуд поставляется изготовителем заказчику с паспортом, установленной формы. На каждый сосуд должна быть прикреплена табличка на которой наносится маркировка:
1. товарный знак или наименование завода изготовителя;
2. наименование или обозначение сосуда;
3. порядковый номер;
4. год изготовления;
5. рабочее давление, МПа;
6. расчетное давление, МПа;
7. пробное давление, МПа;
8. допустимая и минимальная температура стенки сосуда;
9. масса сосуда, кг.
Требования к арматуре, контрольно-измерительным приборам (КИП) и предохранительным устройствам.
Для управления процессом и обеспечения безопасных условий эксплуатации, сосудов под давлением должны быть оснащены:
– запорно-регулирующей арматурой
– приборами для измерения температуры
– предохранительными устройствами
– указателями уровня жидкости
В качестве запорной арматуры применяют задвижки, вентили, обратные клапаны, краны. Запорная арматура также имеет маркировку:
– диаметр Ду (условный проход), мм
– условное давление Ру, МПа
– направление потока среды
– марка материала корпуса
На маховике запорной арматуры должно быть указано направление открытие и закрытия. Если Ду > 20 мм, то должен иметь паспорт или сертификат. Сосуды для взрывоопасных, пожароопасных веществ 1,2 класса опасности, а также с огневым или газовым обогревом должны обязательно иметь на подводящей линии от насоса или компрессора должны иметь обратный клапан, который автоматически закрывается. Манометры должны иметь класс точности 2,5 при Рраб <= 25 кгс / см2; 1,5 класс точности Рраб > 25 кгс / см2. для уменьшения вероятности разрушения сосуда вследствие повышения давления выше допустимого, каждый сосуд должен быть снабжен предохранительными устройствами и в качестве предохранительных устройств применяют:
– пружинные предохранительные клапаны
– рычажно-грузовые клапаны
– импульсные предохранительные устройства
предохранительные устройства с разрушающимися мембранами
Предохранительные клапаны устанавливают если в сосуде возможно медленное повышение давления (например, из-за внешнего подвода теплоты). Если Ррасч >= Рпит.уст-ва и в сосуде исключена возможность повышения давления из-за обогрева, то установка на нем предохранительного клапана или манометра не обязательна. Предохранительные клапаны должны устанавливаться на патрубках или трубопроводах непосредственно в сосудах. Проверка клапанов проводится на специальных стендах, конструкция пружинного клапана должна предусматривать для его проверки путем принудительного открывания. Согласно ГОСТ 12.2.085-82 выбираются по расчету количество предохранительных клапанов и пропускная способность G.
Для водяного пара:
– для р в МПа,
– для р в кгс / см2
Для газов:
, МПа,
, кгс / см2
Для жидкостей:
, МПа,
, кгс / см2, где
– максимальное избыточное давление перед предохранительным клапаном (МПа, кгс / см2),
– максимальное избыточное давление за предохранительным клапаном (МПа, кгс / см2),
– плотность реального газа перед клапаном при параметрах и , кг / м3 (определяют по таблице или диаграмме состояния реального газа),
– плотность жидкости перед клапаном при параметрах и , кг / м3,
– температура среды перед клапаном при , 0С (К),
– площадь сечения клапана, равная наименьшей площади сечения проточной части, мм2,
– коэффициент расхода, соответствующий , для газообразной среды,
– коэффициент расхода, соответствующий , для жидкостей,
– коэффициент, учитывающий физико-хомические свойства водяного пара при рабочих парах перед предохранительным устройством (выбирают по приложению 2 в ГОСТ 12.2.085-82 для насыщенного пара и приложения 3 для перегретого пара),
– коэффициент, учитывающий соотношение давления перед и за предохранительным клапаном, его выбирают из приложения 4.
Зависимости от :
, МПа
, кгс / см2
– коэффициент, учитывающий физико-химические свойства газов при рабочих параметрах (приложение 5,6).
Коэффициент расхода предохранительного клапана и должны быть указаны в паспорте предохранительного клапана.
Условие выбора клапанов.
Основные условия выбора пропускной способности и числа предохранительных клапанов:
1. клапана выбираются так, чтобы в сосуде не создавалось превышающее Ризб.раб до 0,3 МПа (3 кгс / см2), превышение должно быть не более чем на 0,5 атм.
2. клапан выбирается так, чтобы в сосуде Ризб.раб не превышало 6 МПа на 15%.
3. на 10% при Ризб.раб свыше 6 МПа (60 кгс / см2).
Источник