Сосуд под давлением это вредный фактор или нет

Классификация сосудов, работающих под давление. Причины аварий и методы их предупреждения

Сосуды под давлением (СпД) – это герметически закрытые системы или сосуды, в которых газообразная или жидкая среда нах-ся под давлением, отличным от атмосферного. В данных сосудах возможно протекание химических и тепловых реакций. Характерными особенностями таких сосудов явл-ся:

1. Наличие как минимум двух предохранительных клапанов или аналогичных устройств для сброса излишнего давления.

2. Необходимость контрольно измерительных приборов, в частности манометров для контроля давления в сосудах или системах.

3. При разгерметизации сосудов или систем за счет перепада давления между атмосферой и системой, а также за счет выброса содержимого сосудов в окружающую среду, возможно освобождение большой энергии, что приводит к взрывам, пожарам, тепловым повреждениям окружающих, а в случае химически агрессивных сред возможны отравления окружающих. Поэтому разгерметизация СпД представляет собой большую опасность.

Эксплуатация, проектирование и монтаж СпД должны выполняться согласно соответствующим требованиям Госгортехнадзора по эксплуатации сосудов под давлением. Согласно этим требованиям СпД разделены на следующие группы:

1. котлы (паровые и котловые (водогрейные))

2. компрессорные установки

4. сосуды и цистерны для хранения и транспортировки сжатых, сжиженных и растворенных газов и жидкостей

5. трубопроводы под давлением для транспортировки вышеперечисленных газов и жидкостей.

В котельных установках наиболее опасный фактор – перегретая вода (опасней пара), при ее испарении в атмосферу выд-ся большое количество энергии, что приводит к дополнительной опасности взрыва и пожара.

Также в котельных установках опасными факторами явл-ся устройства подачи топлива. Котельные установки могут работать на: твердом топливе (торф, древесина), которые явл-ся пожароопасными материалами; на жидком топливе, в частности мазут; на газу.

1. Превышение давления внутри котла выше предельно допустимого значения. Котлы проектируются и рассчитываются на рабочее и предельное давление (предельное выше рабочего). При длительном превышении давления в котле выше предельно допустимого возможны нарушения в структуре материала котла. В результате возможно появл-е микротрещин, а затем и разгерметизации котла. Причиной длительного превышения давления внутри котла явл-ся плохая работа предохранительной арматуры, через которую должно сбрасываться излишнее давление. В качестве предохранительной арматуры прим-ся предохранительные клапаны или взрывные мембраны. Также для контроля давления в котле должны прим-ся контрольно измерительные приборы (КИП), в частности манометры. Предохранительная арматура должна периодически проходить проверку в специальных лабораториях. Также для предупреждения появления трещин в стенках котлов периодически производится внутренний осмотр стенок котлов и различных соединений трубопроводов, паропроводов к котлам.

2. Уровень котловой воды (холодной воды в котле) ниже расчетного или допустимого. В результате понижения уровня холодной воды происходит недостаточное охлаждение (перегрев) стенок котла, возникает явление текучести металла. В результате появл-ся трещины и разгерметизация котла. Для предотвращения этой причины необходим постоянный контроль уровня котловой воды. Для этого как минимум на котлах устан-ся водомерные стекла, указывающие уровень воды. На котлах с большим давлением уст-ся уровнемеры.

3. Коррозия стенок котла и подводящих трубопроводов. Основная причина – некачественный состав котловой воды. Согласно требованиям к составу котловой воды водогрейные котлы небольшой производительности не требуют специальной подготовки воды. Паровые котлы большой производительности и особо большого давления (выше 5 атмосфер) требуют специальной установки водоподготовки, которая вкл-ет в себя систему очистки воды и подачи воды под давлением с помощью насосов. Также для борьбы с коррозией периодически производится внутренний осмотр стенок котлов и трубопроводов.

4. Ветхость котла. Причина ветхости – превышение давления, перегрев стенок котла, качество воды, несвоевременный внутренний осмотр стенок котла.

5. Некачественный ремонт котлов, т.е. некачественные сварные и механические соединения. Для борьбы с этой проблемой все соединения после ремонта должны пройти контроль.

Для предотвращения различных аварий в котельных установках предусм-ся система автоматики безопасности, которая при превышении давления внутри котла срабатывает на изменение подачи топлива котлу. Также автоматика безопасности предусматривает автоматическое срабатывание световой и звуковой сигнализации на изменение основных параметров (t 0 , давление, уровень воды).

Компрессорные установки (КУ)

КУ предназначены для получения сжатого воздуха или другого инертного газа.

1. Превышение давления в корпусе компрессора выше предельно допустимого уровня. Из-за плохой работы КИП или их отсутствия и плохой работы предохранительных клапанов.

2. Возгорание внутри компрессора, особенно в воздушных компрессорах. Это возможно в случае плохой работы фильтров. Частички пыли, имеющиеся в воздухе при высоком давлении и активном движении поршня, могут загореться, что приводит к взрыву компрессора.

3. Появление внутри корпуса компрессоров (особенно воздушных) паров масла, которые могут возникнуть из системы привода поршня компрессора. При соединении паров масла с кислородом воздуха возникают взрывоопасные смеси. Для борьбы с этим явлением требуется периодическая проверка состояния приводов компрессоров.

4. Перегрев стенок компрессора (особенно больших высокопроизводительных компрессоров). Для борьбы с этим явлением любые КУ должны иметь систему охлаждения.

5. Возможна ржавчина на внутренних стенках КУ. Меры борьбы: периодический внутренний осмотр КУ. Также КУ д.б. снабжены своей автоматикой безопасности.

Автоклавы применяются в медицине, пищевой промышленности и стройматериалах. При проведении теплового процесса в автоклаве крышка д.б. герметично закрыта.

1. Превышение давления выше рабочего. В результате возможен несвоевременный срыв крышки автоклава и повреждение рабочего персонала. Превышение давления возможно из-за плохой работы КИП и предохранительных клапанов.

2. Плохое крепление крышки автоклава и при рабочем давлении возможен срыв крышки.

3. Нарушение технологии работы с автоклавом, т.к. перед снятием крышки необходимо выпустить пар.

Сосуды и цистерны для хранения и транспортировки газов и жидкостей

Сосуды под давлением бывают небольших размеров: 10, 15, 20 литров (баллоны), а также большей емкости (цистерны).

Каждый сосуд или баллон д.б. окрашен согласно хранимой или транспортируемой жидкости или газа, согласно ГОСТ системы ССБТ «Сигнальная окраска баллонов под давлением».

1. Несоответствие заполняемому газу. Необходимо, чтобы материал баллона соответствовал хранимой жидкости или газа с учетом их хим. свойств.

2. Попадание в кислородные баллоны паров масел и возникновение взрывоопасных смесей. Во избежание этого баллоны промывают дихлорэтилом.

3. Превышение давления внутри баллонов выше рабочего. Из-за неправильного заполнения баллонов, плохой работы предохранительной арматуры и плохой работы или отсутствия КИП, в частности манометра.

4. Несоблюдение температурного режима, хранения и транспортировки баллонов (перегрев и охлаждение). Во избежание этого необходимо соблюдение паспортных требований к температурным режимам, а также стенки баллонов вып-ся с применением теплоизоляционных материалов.

5. Удары или механические повреждения.

Трубопроводы для транспортировки газов и жидкостей

1. Превышение давления (аналогично баллонам).

2. Несоответствие заполняемой среде (аналогично баллонам). Сущ-ет ГОСТ на сигнальную окраску трубопроводов, например, кислород – голубой, газ – желтый, кислоты – зеленый и т.д. (всего 10 групп). Для уточнения параметров транспортируемой среды на трубопроводах вып-ся сигнальные кольца, указывающие высокого или низкого давления этот трубопровод.

3. Воздействие электромагнитных полей на материалы трубопроводов, поэтому кабели должны располагаться от сосудов под давлением на безопасном расстоянии, согласно нормативным документам.

4. Воздействие атмосферных факторов (влажности, агрессивных сред). Поэтому с учетом воздействия окружающей среды трубопроводы должны вып-ся с применением соответствующих защитных оболочек

Последнее изменение этой страницы: 2016-08-01; Нарушение авторского права страницы

Источник

Опасности, возникающие при эксплуатации сосудов, работающих под давлением

Основная опасность при эксплуатации сосудов заключается в возможности их разрушения при внезапном адиабатическом расширении газов и паров (физический взрыв). При физическом взрыве потенциальная энергия сжатой среды в течение малого промежутка времени реализуется в кинетическую энергию осколков разрушенного сосуда и ударную волну.

Особенно опасны взрывы сосудов, содержащих горючие вещества, так как при этом возникает химический взрыв, являющийся причиной пожара.

При взрывах сосудов развиваются большие мощности, что и является причиной сильных разрушений. Так, например, при разрыве сосуда V = 1

со сжатым до Р = 1,2 МПа воздухом с длительностью физического взрыва 0,1 с развивается мощность, равная 28 МВт.

Наиболее частыми причинами аварий сосудов, работающих под давлением, являются:

– несоответствие конструкции максимально допустимым давлению и температуре;

– превышение давления сверх предельного для данного сосуда;

– потеря механической прочности в результате внутренних дефектов, коррозии, местных перегревов и др.;

– несоблюдение установленного режима работы;

– низкая квалификация обслуживающего персонала;

– отсутствие технического надзора.

Так как наиболее часто на производствах топливно-энергетического комплекса используются баллоны для транспортирования, хранения и использования сжатых, сжиженных и растворённых газов, рассмотрим подробнее опасности, возникающие при их эксплуатации.

Взрывы баллонов возможны при повреждении корпуса в случае падения или удара по баллону, особенно при температуре о С, т. к. при этом повышается хрупкость стали. Взрыв может произойти и при повышении температуры из-за роста давления среды в баллоне.

Причиной взрыва может быть также переполнение баллона сжиженными газами из-за резкого повышения давления при росте температуры, что объясняется следующим образом. При повышении температуры баллона, полностью заполненного сжиженным газом, величина возросшего при этом давления рассчитывается по формуле

где: ∆t – диапазон повышения температуры содержимого баллона, град.;

α – коэффициент объёмного теплового расширения газа, содержащегося в баллоне;

β – коэффициент объёмного теплового сжатия сжиженного газа, содержащегося в баллоне;

Для большинства газов, использующихся в промышленности, величина α больше β на порядок, что при повышении ∆t на 10 градусов даёт прирост давления на 100 атм.

Взрывы баллонов, содержащих сжатый кислород возможны при попадании масел и других жировых веществ во внутреннюю полость вентиля или баллона за счёт применения, например, необезжиренных уплотняющих прокладок. В кислородной среде масла и жиры окисляются до пероксидов, которые разлагаются взрывным способом, кроме того масла и жиры в струе кислорода способны самовоспламеняться, что также приводит к взрыву баллонов.

Баллоны с водородом представляют опасность при загрязнении водорода, содержащегося в них, кислородом в количестве > 1 % об., т. к. при этом образуется взрывоопасная смесь, воспламеняющаяся в взрывной форме при наличии соответствующего импульса.

Баллоны с ацетиленом представляют опасность из-за возможности этого вещества разлагаться со взрывом в отсутствии кислорода при давлении > 0,2 МПа. Из-за этого обстоятельства баллоны с ацетиленом заполнены активированным углём, который пропитан ацетоном, что позволяет повысить давление газа в баллоне до 1,6 МПа.

Аварии баллонов происходят также по причине отсутствия сведений о веществе, содержавшемся в них при полном расходовании его, а также отсутствия опознавательной окраски поверхности баллона и соответствующих надписей, в результате чего внутрь баллона может быть закачан или воздух или горючее вещество, что приведёт к образованию взрывоопасной смеси и взрыву при наличии соответственного импульса воспламенения.

Поскольку в баллонах могут содержаться и токсические вещества, при их разгерметизации существует также опасность отравления персонала токсическими веществами.

Источник

ОЦЕНКА ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ РИСКОВ. СОСУДЫ ПОД ДАВЛЕНИЕМ. ГАЗОВЫЕ БАЛЛОНЫ

Наличие на предприятии рисков, связанных с имеющимися сосудами под давлением требуют особых мер предосторожности при их хранении, использовании и обращении. К этому типу рисков можно также отнести опасности связанные с эксплуатацией систем со сжатым воздухом. А так же хранение и эксплуатацию газовых баллонов.

Остановимся подробнее на оценке профессиональных рисков в данной конкретной области.

Риски связанные с газовыми баллонами

Опасности, связанные использованием баллонов со сжатыми газами, включают: вытеснение кислорода, воздействие токсичных газов, пожары и взрывы, а также физические опасности, связанные с наличием высокого давления.

Наибольшую опасность представляют газы не имеющие запаха или не имеющие специальных добавок для возможности идентификации их утечки по запаху.

Возьмем к примеру углекислоту (СО2). Баллоны с данным газом широко используются, при этом углекислый газ не имеет цвета и запаха и должен рассматриваться как источник опасности с плохими предупреждающими свойствами. Он в 1,5 раза плотнее воздуха, и высокие концентрации могут долго сохраняться около пола и в технологических ямах.

Углекислый газ является удушающим. Концентрация 10% и более может привести к потере сознания или смерти. Более низкие концентрации могут вызвать головную боль, потливость, учащенное дыхание, учащенное сердцебиение, одышку, головокружение, депрессию, нарушения зрения. Серьезность последних симптомов зависит от концентрации углекислого газа и продолжительности воздействия на человека.

Другой пример. Утечка кислорода (О2) из баллона опасна тем, что может вызвать пожар. В условиях избытка окислителя нужна намного меньшая энергия для воспламенения материала. Так например, масло попавшее в кислород воспламеняется при комнатной температуре. Именно по этой причине следует избегать попадания машинного масла на кислородные баллоны, в том числе пользоваться перчатками со следами масла.

При вдыхании кислорода его действие на организм аналогично действию яда и может привести к гипероксии.

В быту и на производстве применяется газ пропан (C3H8). Своей популярностью он обязан свойству не выделять побочных продуктов в процессе горения и потому получил очень широкое распространение именно в процессах связанных с его сжиганием.

Чистый пропан не имеет запаха. Привычный всем запах газа это запах специальных добавок, по которым мы можем судить о его утечке.

Различают несколько стадий отравления пропаном:

1. Начинает кружиться голова, появляется сонливость, появляется покраснение глаз
2. Сильно учащается пульс, нарушается координация движений, появляются судороги
3. Потеря сознания
4. Смерть

Каждый газ имеет свои уникальные свойства, и воздействие его на организм работников может быть разным. Задача работодателя ознакомить работников с свойствами используемых газов и научить распознавать симптомы от контактов с ними.

Для оценки существующих мер управления рисками, связанными с эксплуатацией газовых баллонов и планирования мероприятий по снижению риска, можно воспользоваться списком контрольных вопросов:

1. Баллоны хранятся в вертикальном положении и зафиксированы цепями или другими средствами, чтобы предотвратить их опрокидывание?
2. Баллоны хранятся вдали от легковоспламеняющихся веществ, таких как масло, бензин, растворители или отходы?
3. Баллоны хранятся вдали от электрических соединений, газового пламени или других источников возгорания?
4. Ацетиленовые и пропановые баллоны хранятся отдельно от кислородных баллонов, когда они не используются?
5. Баллоны хранятся вдали от источников тепла?
6. Баллоны хранятся вдали от агрессивных химикатов?
7. Баллоны хранятся в сухом помещении? Защищена ли нижняя часть цилиндра от земли для предотвращения ржавчины?
8. Баллоны со сжатым газом имеют четкую маркировку?
9. Колпачки клапанов баллонов установлены, когда баллоны не используются?
10. Баллоны со сжатым газом не мешают проходу?
11. Заряженные или полные баллоны хранятся отдельно от пустых баллонов?
12. Баллоны регулярно проверяются на предмет коррозии, выбоин, выпуклостей, дефектов и общих деформаций?
13. Соблюдаются правила транспортировки баллонов со сжатым газом даже на короткие расстояния?
14. Все соединения баллонов со сжатым газом, такие как регуляторы давления, коллекторы, шланги, манометры и предохранительные клапаны, поверены на целостность и герметичность (1 раз в 12 месяцев)?
15. Со сжатыми газами работают только опытные и обученные люди?

Сосуды работающие под давлением

Сосуд под давлением — это резервуар, который был спроектирован для работы при давлении выше 0,07 мегапаскаля (МПа).

К этому типу рисков можно также отнести опасности связанные с эксплуатацией систем со сжатым воздухом. А так же трубопроводов пара и горячей воды.

Безопасное проектирование, установка, эксплуатация и техническое обслуживание сосудов под давлением в соответствии с соответствующими нормами и стандартами имеют важное значение для безопасности и здоровья работников.

При эксплуатации сосудов под давлением существует риск вызванный растрескиванием и повреждением сосуда, что может являться причиной утечки рабочей среды и разрушения сосуда.

Как следствие возможны:

• Повреждение осколками и травмы в случае разрыва сосуда
• Удушье или отравление, в зависимости от природы содержащейся жидкости
• Пожар и взрыв
• Химические и термические ожоги от контакта с технологическими жидкостями

Анализ опыта обслуживания СРД и информация о авариях позволяет выявить закономерности:

• Повреждения обнаруживаются после гидравлического удара или внешнего механического воздействия
• Растрескивание чаще встречается в области сварки
• Коррозия является основным механизмом образования и роста трещин.

• Визуальный контроль.
• Техническое обслуживание и освидетельствование.

Соответственно, расположение сосудов в здании должно быть спроектировано с учетом возможности свободного доступа персонала к сосуду для его полного осмотра. (Не менее 1 м от стен здания). Контрольно-измерительное оборудование должно быть расположено удобно для персонала.

При наличии аварийных клапанов на оборудовании работающем при избыточном давлении, в момент проведения оценки рисков, следует оценить куда отводится среда. Нет ли риска для персонала оказавшегося рядом с оборудованием.

Как отдельный риск рассматривается риск ошибки персонала при обслуживании сосудов. Для минимизации этого риска на трубопроводы наносится маркировка в виде стрелок с указанием направления движения среды и ее состава. Используются системы «Lockout/Tagout»

Использование компрессоров, помимо перечисленного, связано с риском передачи вибрации на конструкцию здания. Для минимизации данного риска компрессор устанавливают на гасящие вибрацию основание. Между выходом с компрессора и трубопроводом должен иметься участок с гибким шлангом.

Источник