Причины аварий и несчастных случаев при эксплуатации сосудов

Лукманов Ф. М.

Директор

ООО «ПромЭксперт»

: lpromexpert@mail.ru

Дубиков Д. А.

Главный инженер

ООО «Диатэк»

:diatec@yandex.ru

Седиков В.А.

Главный инженер

ООО «СибЭнергоРемонт»

: sibenergoremont@bk.ru

При эксплуатации сосудов, работающих под давлением, возможно возникновение аварийной ситуации: когда сосуд разрушается, давление в нем падает до атмосферного, содержимое выделяется в атмосферу, т.к. жидкие химически опасные вещества вскипают и преобразуются в пар или газ. Первичное газовое облако распространяется на большое расстояние и образует зону заражения, опасную для жизни людей и животных. Также в момент взрыва высвобождается энергия, обладающая огромной разрушительной силой: помещение разрушается, обслуживающий персонал может быть травмирован обломками стен, осколками стекол, контужен ударной волной. Взрыв сосуда может спровоцировать пожар. Таким образом, аварии, возникающие на предприятиях, где установлены сосуды, работающие под давлением, могут создавать не только угрозу окружающей среде, разрушать производственные помещения, но и поражать людей, порой приводить к смертельным исходам.

К взрывам баллонов и других сосудов чаще всего приводят:

– внезапное расширение газов из-за повышения температуры (возможно там, где при монтаже оборудования не соблюдено требование расстояния сосудов от отопительных приборов);

– падение вследствие плохого закрепления сосуда;

– срыв болтов, отрыв съемных крышек, люков, разрыв и выпучивание днищ. Такие неполадки сосудов наиболее опасны, т.к. вызывают разрушения зданий и оборудования, наносят предприятиям большой материальный ущерб, а иногда сопровождаются несчастными случаями;

– заводской брак, допущенный при изготовлении;

– коррозийное разрушение и другие виды повреждений стенок сосудов;

– воспламенение паров масла в воздухосборниках;

– загрязнение баллона (накопление окалины, попадание масла на вентили и т.п.).

Причинами аварий на производстве, использующем сосуды, работающих под давлением, чаще всего бывают:

– выход из строя сосудов, агрегатов, арматуры и приборов;

– нарушение правил транспортировки и хранения ядовитых веществ;

– несоблюдение правил техники безопасности; неэффективный производственный контроль за соблюдением требований промышленной безопасности при эксплуатации оборудования; недостаточный уровень знаний руководителей требований промышленной безопасности;

– истечение срока службы и неисправность оборудования; отступление от требований проектной и технологической документации; нарушение регламента ремонтных работ, низкое качество ремонта;

– неисправность или отсутствие средств противоаварийной защиты, сигнализации;

– превышение нормативных запасов газа или жидкостей под давлением;

– нарушения технологического режима и правил эксплуатации (в том числе превышение предельных значений давления);

– нарушение трудовой дисциплины;

При проверках опасных производственных объектов выявлены типичные организационные нарушения, которые создают условия аварийности:

– несвоевременная проверка средств противоаварийной защиты;

– несвоевременное техническое освидетельствование сосудов;

– отсутствие сертификатов на материалы для изготовления и ремонта сосудов, подтверждающие их соответствие назначению и специальным техническим условиям;

– бессистемные, эпизодические учебно-тренировочные занятия по ликвидации аварий;

– допуск к обслуживанию не получившего специального обучения персонала;

– эпизодические проверки знаний инструкций и правил ТБ обслуживающего персонала;

– широкое распространение арендных отношений, приведшее к ситуации двойного подчинения оборудования (особенно часто аренда цехов на предприятиях пищевой промышленности), в результате чего затруднен доступ к данному оборудованию специалистов, обеспечивающих фактическую эксплуатацию сосудов, работающих под давлением.

Литература:

1. Авария. Сосуд // Большая энциклопедия нефти и газа. – https://www.ngpedia.ru/id132808p1.html.

2. Осипов В.И. Природные катастрофы на рубеже ХХ1 века / В.И. Осипов // Вестн. РАН. – 2001. – N: 4.

3. Причины аварий и взрывов сосудов, работающих под давлением. Правила безопасной эксплуатации и техническое освидетельствование сосудов, работающих под давлением. – https://helpiks.org/4-74810.html

Источник

Эти причины весьма многообразны и могут быть разделены па конструкторские, технологические и эксплуата­ционные. К конструкторским причинам относятся неправильный выбор конструкции или отдельных ее элементов, отсутствие про­верочного расчета на прочность. К технологическим причинам относятся появление дефектов конструкции, снижающих ее проч­ностные характеристики. Это литейные раковины, непровары, га­зовые поры и шлаковые включения сварных соединений, дефекты заклепок, внутренние и наружные трещины, прожоги. Все они в значительной мере обусловливают вероятность разгерметизации системы работающей под давлением.

К эксплуатационным причинам относятся:

• нарушение режимов эксплуатации (превышение допустимых значений давлений, тем­ператур), в том числе вследствие ошибочных действий персонала или из-за отсутствия контрольных приборов;

• побочные процессы в устройствах и установках (коррозия, образование накипи); рас­ширение жидкостей в замкнутых объемах вследствие нагрева;

• изменение прочностных свойств конструкционных материалов (усталостная и цикличная прочность, условия низких температур и т.д.);

• образование смеси «горючее – окислитель». В стационарных установках и системах газоснабже­ния образование смеси «горючее – окислитель» связано с негерметичностыо фланцевых и других соединений.

Взрыв баллонов сжатых и сжиженных газов может произойти при заполнении их рабочим телом, для которого они не предна­значены (вследствие образования взрывоопасной смеси). Взрыв ацетиленовых баллонов может быть вызван старением пористой массы (активированный уголь в ацетоне), в которой растворяется ацетилен. В результате этот газ переходит из растворенного в сво­бодное состояние, а так как в баллоне имеется давление, он полимеризуется со взрывом. Образование смеси «горючее – окислитель» в кислородных баллонах чаще всего связано с попаданием в его вентиль масел; в водородных – с загрязнением их кислородом, а также с появлением в них окалины.

Применительно к системам трубо- и газопроводов причиной разгерметизации может быть замерзание конденсата, деформа­ции вследствие тепловых расширений. В ацетиленовых генерато­рах сварочных установок возможен проскок пламени от горелки в генератор с последующим взрывом. Взрыв паровых котлов, как правило, связан с их перегревом вследствие выкипания и снижения в них уровня воды.

С учетом названных причин аварий систем, работающих под давлением, правила Госгортехнадзора устанавливают требования к устройству и безопасной их эксплуатации.

Трубопроводы подвергают гидравлическим испытаниям при пробном давлении на 25 % выше рабочего, но не менее 0,2 МПа. Кроме испытаний водой на прочность, газопроводы, а также трубопроводы для токсичных газов испытывают на герметичность воздухом при пробном давлении, равном рабочему. Отсутствие утечки воздуха из соединений проверяют по образцовому манометру, мыльным раствором или погружением узлов в ванну с водой.

Баллоны для некорродирующих газов испытывают 1 раз в 5 лет, а для корродирующих газов – 1 раз в 2 года. Все баллоны подвергают визуальному осмотру и гидравлическому испыта­нию продолжительностью не менее 1 мин.

Ацетиленовые баллоны, заполненные пористой массой, испы­тывают только сжатым азотом.

Техническое освидетельствование установок, работающих под давлением, зарегистрированных в органах Госгортехнадзора, производит их представитель – технический инспектор, а уста­новок, не зарегистрированных в этих органах, – лицо, на кото­рое приказом по предприятию (организации) возложен надзор за безопасностью эксплуатации установок, работающих под давлением. Баллоны освидетельствуют на заводе, где их напол­няют. После освидетельствования и регистрации лицо, их про­водившее, дает разрешение на эксплуатацию системы или уста­новки. В органах Госгортехнадзора регистрируют все установки, на которые распространяются его правила. Это сосуды, работающие под давлением свыше 0,07 МПа; цистерны и бочки для .перевозки сжиженных газов, давление паров которых при температуре 50 °С превышает 0,07 МПа; сосуды, цистерны для хранения, 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 растворенных газов под давлением свыше 0,07 МПа. Регистрации не подлежат приборы парового и водяного отопления; сосуды очень малого объема (например, не регистриру­ются сосуды объемом до 25 л для едких, ядовитых и взрывоопас­ных сред, у которых РрV<20), встроенные в установки, баллоны для сжатых, сжиженных и растворимых газов емкостью до 100 л и некоторые другие.Регистрация проводится в установленном порядке по заявлению организации, которой принадлежит установка. Без регистрации и получения паспорта сосуда его эксплуатация запрещена. За нарушение этих требований Госгортехнадзора ответственные за эксплуатацию могут привлекаться как к административной, так и уголовной ответственности.

Для исключения возможности образования смеси «горючее – окислитель» вследствие заполнения емкостей рабочим телом, для которого они не предназначены, широко используют сигнальную окраску баллонов (табл. 4.1) и цистерн.

Таблица 2.1 – Характеристики баллонов для сжатых и сжиженных газов

Кроме того, делают предостерегающие надписи и наносят отличительные полосы. Например: «Аммиак – ядовитый сжиженный газ» (цвет надписи – зеленый, полосы – желтые) или (на кисло­родных баллонах) «Опасно» (цвет надписи – черный, полосы – голубые).

Для создания возможности выявления вида рабочего тела при отсутствии сигнальной окраски и проверки герметичности бал­лоны для сжатых газов, принимаемые заводами-наполнителями от потребителей, должны иметь остаточное давление не менее 0,05 и не более 0,1 МПа. 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).

Газо – и трубопроводы также должны иметь сигнальную окраску. В соответствии с ГОСТ 14202-89 их окраска производится в зависимости от вида рабочего тела:

Вода ― Зеленый

Пар ― Красный

Воздух ― Синий

Газы горючие и негорючие ― Желтый

Кислоты ― Оранжевый

Щелочи ― Фиолетовый

Жидкости горючие и негорючие ― Коричневый

Прочие вещества ― Серый

Чтобы выделить вид опасности, на трубопроводы наносят предупреждающие (сигнальные) цветные кольца. Кольца красного цвета обозначают, что транспортируются взрывоопасные, огне­опасные, легковоспламеняющиеся вещества; зеленого цвета – безопасные или нейтральные вещества; желтого – вещества ток­сичные. Кроме того, кольца желтого цвета указывают на другие виды опасностей, например глубокий вакуум, высокое давление, наличие радиации и т.д.

При нанесении колец желтого цвета на трубопроводы с опо­знавательной окраской газов и кислот, а также 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 вакуум-проводов, стрелки, указывающие направление движения рабочей среды, и др.), которые располагают на наиболее ответствен­ных местах коммуникаций.

Важным мероприятием, содействующим выявлению появле­ния газа в воздухе рабочей зоны, является придание ему запаха (одоризация). Для исключения образования взрывоопасных сме­сей вследствие негерметичности фланцевых и других соединений разработаны системы уплотнений, учитывающие специфику как соединений, так и рабочих тел.

Кислородные устройства и системы периодически, а также после каждого ремонта обезжиривают для предотвращения образования смеси «горючее – окислитель». Для обезжиривания ис­пользуют четыреххлористый углерод, трихлорэтилен или тетра-хлорэтилен.

При заполнении баллонов ведется контроль содержания при­месей, образующих с рабочим телом взрывоопасные смеси. В слу­чае, когда образования смеси «горючее – окислитель» избежать нельзя, применяют флегматизацию смеси, что приводит к замед­лению реакции окисления, так как энергия реакции окисления тратится на нагрев дополнительного компонента смеси – флегматизатора. В качестве последнего используют углекислый газ, азот, пары воды. Возможно использование ингибиторов, вступа­ющих в химическую реакцию с компонентами смеси и связыва­ющих их.

а)

б)

Рисунок 2.1 – Обратный клапан:

а – подъемный:1 – корпус; 2 -золотник; 3 – пружина; 4 – крышка; б – поворотный: 1 – корпус; 2 – задвижка; 3 – крышка; 4 – серьга с пружинным механизмом

В некоторых случаях важно не, допустить возникновения реакции в смеси «горючее – окислитель» вследствие иниции­рования горения. Например, оборудование для устранения искрообразования выполняют в искробезопасном исполнении (из материалов типа сплавов алюминия) и принимают меры по защите от статического электричества, особенно при очистке газов и диэлектрических жидкостей от твердых и жидких при­месей.

Для локализации очага горения при возникновении химиче­ской реакции между окислителем и горючим предусматриваются специальные устройства: автоматические задвижки, обратные клапаны, гидравлические затворы, огневзрывопреградители. Об­ратные клапаны емкостей под давлением препятствуют обратному ходу потока рабочего тела в случае начала процесса горения и появления противодавления (рис. 2.1).

а)

б)

Рисунок 2.2 – Схема предохранительного затвора закрытого типа среднего давления:

а – при нормальной работе; б – при обратном ударе:

1 – корпус: 2 – вентиль; 3 – газопроводящая трубка; 4 – контрольный кран; 5 – ниппель; 6 – обратный клапан

Предохранительные затворы применяют в генераторах ацетилена для исключения обратного проскока пламени от газовой горелки сварочного агрегата в генератор (рис. 2.2). При нормальной работе газ поступает в корпус 1 к горелке, проходя через емкость, запол­ненную жидкостью. В аварийном режиме при обратном проскоке пламени через ниппель 6в предохранительный затвор оно зату­хает, проходя через слой находящейся в емкости жидкости. Огневзрывопреградители отделяют агрегаты, в которых воз­можно возникновение горения, от емкостей и трубопроводов с взрывоопасной средой. Основными элементами огневзрывопреградителей являются пламягасящие каналы, образуемые систе­мой трубок малого диаметра, сетками, отверстиями и щелями, разбивающими струю горящей смеси на отдельные струйки. Тепловые потери при этом в результате теплообмена резко ра­стут, и дальнейшее распространение пламени оказывается практически не­возможным.

Применительно к баллонам, цистернам и бочкам со сжижен­ными и растворенными газами установлены нормы их наполнения по объему, что позволяет избежать резкого роста давления в них при нагреве. Для исключения взрывов ацетиленовых баллонов ведется контроль сроков их эксплуатации.

При эксплуатации емкостей, работающих под давлением в условиях низких температур, которые делают материал емкостей хрупким, должны быть приняты меры по устранению разного рода ударных нагрузок. Особую осто­рожность следует проявлять при их транспортировании.

Л. 17

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Источник