Типы предохранительных устройств устанавливаемых на сосудах
Каждый сосуд (полость комбинированного сосуда) должен быть снабжен предохранительными устройствами от повышения давления выше допустимого значения.
5.5.2. В качестве предохранительных устройств применяются:
пружинные предохранительные клапаны;
рычажно-грузовые предохранительные клапаны;
импульсные предохранительные устройства (ИПУ), состоящие из главного предохранительного клапана (ГПК) и управляющего импульсного клапана (ИПК) прямого действия;
предохранительные устройства с разрушающимися мембранами (мембранные предохранительные устройства – МПУ);
другие устройства, применение которых согласовано с Госгортехнадзором России.
Установка рычажно-грузовых клапанов на передвижных сосудах не допускается.
5.5.3. Конструкция пружинного клапана должна исключать возможность затяжки пружины сверх установленной величины, а пружина должна быть защищена от недопустимого нагрева (охлаждения) и непосредственного воздействия рабочей среды, если она оказывает вредное действие на материал пружины.
5.5.4. Конструкция пружинного клапана должна предусматривать устройство для проверки исправности действия клапана в рабочем состоянии путем принудительного открывания его во время работы.
Допускается установка предохранительных клапанов без приспособления для принудительного открывания, если последнее нежелательно по свойствам среды (взрывоопасная, горючая, 1-го и 2-го классов опасности по ГОСТ 12.1.007–76) или по условиям технологического процесса. В этом случае проверка срабатывания клапанов должна осуществляться на стендах.
5.5.5. Если рабочее давление сосуда равно или больше давления питающего источника и в сосуде исключена возможность повышения давления от химической реакции или обогрева, то установка на нем предохранительного клапана и манометра необязательна.
5.5.6. Сосуд, рассчитанный на давление меньше давления питающего его источника, должен иметь на подводящем трубопроводе автоматическое редуцирующее устройство с манометром и предохранительным устройством, установленными на стороне меньшего давления после редуцирующего устройства.
В случае установки обводной линии (байпаса) она также должна быть оснащена редуцирующим устройством.
5.5.7. Для группы сосудов, работающих при одном и том же давлении, допускается установка одного редуцирующего устройства с манометром и предохранительным клапаном на общем подводящем трубопроводе до первого ответвления к одному из сосудов.
В этом случае установка предохранительных устройств на самих сосудах необязательна, если в них исключена возможность повышения давления.
5.5.8. В случае, когда автоматическое редуцирующее устройство вследствие физических свойств рабочей среды не может надежно работать, допускается установка регулятора расхода. При этом должна предусматриваться защита от повышения давления.
5.5.9. Количество предохранительных клапанов, их размеры и пропускная способность должны быть выбраны по расчету так, чтобы в сосуде не создавалось давление, превышающее расчетное более чем на 0,05 МПа (0,5 кгс/см2) для сосудов с давлением до 0,3 МПа (3 кгс/см2), на 15 % – для сосудов с давлением от 0,3 до 6,0 МПа (от 3 до 60 кгс/см2) и на 10 % – для сосудов с давлением свыше 6,0 МПа (60 кгс/см2).
При работающих предохранительных клапанах допускается превышение давления в сосуде не более чем на 25 % рабочего при условии, что это превышение предусмотрено проектом и отражено в паспорте сосуда.
5.5.10. Пропускная способность предохранительного клапана определяется в соответствии с НД.
5.5.11. Предохранительное устройство изготовителем должно поставляться с паспортом и инструкцией по эксплуатации.
В паспорте наряду с другими сведениями должен быть указан коэффициент расхода клапана для сжимаемых и несжимаемых сред, а также площадь, к которой он отнесен.
5.5.12. Предохранительные устройства должны устанавливаться на патрубках или трубопроводах, непосредственно присоединенных к сосуду.
Присоединительные трубопроводы предохранительных устройств (подводящие, отводящие и дренажные) должны быть защищены от замерзания в них рабочей среды.
При установке на одном патрубке (трубопроводе) нескольких предохранительных устройств, площадь поперечного сечения патрубка (трубопровода) должна быть не менее 1,25 суммарной площади сечения клапанов, установленных на нем.
При определении сечения присоединительных трубопроводов длиной более 1000 мм необходимо также учитывать величину их сопротивлений.
Отбор рабочей среды из патрубков (и на участках присоединительных трубопроводов от сосуда до клапанов), на которых установлены предохранительные устройства, не допускается.
5.5.13. Предохранительные устройства должны быть размещены в местах, доступных для их обслуживания.
5.5.14. Установка запорной арматуры между сосудом и предохранительным устройством, а также за ним не допускается.
5.5.15. Арматура перед (за) предохранительным устройством может быть установлена при условии монтажа двух предохранительных устройств и блокировки, исключающей возможность одновременного их отключения. В этом случае каждый из них должен иметь пропускную способность, предусмотренную п. 5.5.9 Правил.
При установке группы предохранительных устройств и арматуры перед (за) ними блокировка должна быть выполнена таким образом, чтобы при любом предусмотренном проектом варианте отключения клапанов остающиеся включенными предохранительные устройства имели суммарную пропускную способность, предусмотренную п. 5.5.9 Правил.
5.5.16. Отводящие трубопроводы предохранительных устройств и импульсные линии ИПУ в местах возможного скопления конденсата должны быть оборудованы дренажными устройствами для удаления конденсата.
Установка запорных органов или другой арматуры на дренажных трубопроводах не допускается. Среда, выходящая из предохранительных устройств и дренажей, должна отводиться в безопасное место.
Сбрасываемые токсичные, взрыво- и пожароопасные технологические среды должны направляться в закрытые системы для дальнейшей утилизации или в системы организованного сжигания.
Запрещается объединять сбросы, содержащие вещества, которые способны при смешивании образовывать взрывоопасные смеси или нестабильные соединения.
5.5.17. Мембранные предохранительные устройства устанавливаются:
вместо рычажно-грузовых и пружинных предохранительных клапанов, когда эти клапаны в рабочих условиях конкретной среды не могут быть применены вследствие их инерционности или других причин;
перед предохранительными клапанами в случаях, когда предохранительные клапаны не могут надежно работать вследствие вредного воздействия рабочей среды (коррозия, эрозия, полимеризация, кристаллизация, прикипание, примерзание) или возможных утечек через закрытый клапан взрыво- и пожароопасных, токсичных, экологически вредных и т.п. веществ. В этом случае должно быть предусмотрено устройство, позволяющее контролировать исправность мембраны;
параллельно с предохранительными клапанами для увеличения пропускной способности систем сброса давления;
на выходной стороне предохранительных клапанов для предотвращения вредного воздействия рабочих сред со стороны сбросной системы и для исключения влияния колебаний противодавления со стороны этой системы на точность срабатывания предохранительных клапанов.
Необходимость и место установки мембранных предохранительных устройств и их конструкцию определяет проектная организация.
5.5.18. Предохранительные мембраны должны быть маркированы, при этом маркировка не должна оказывать влияния на точность срабатывания мембран.
Содержание маркировки:
(наименование (обозначение) или товарный знак изготовителя;
номер партии мембран;
тип мембран;
условный диаметр;
рабочий диаметр;
материал;
минимальное и максимальное давление срабатывания мембран в партии при заданной температуре и при температуре 20 °С.
Маркировка должна наноситься по краевому кольцевому участку мембран либо мембраны должны быть снабжены прикрепленными к ним маркировочными хвостовиками (этикетками).
5.5.19. На каждую партию мембран должен быть паспорт, оформленный изготовителем.
Содержание паспорта:
наименование и адрес изготовителя;
номер партии мембран;
тип мембран;
условный диаметр;
рабочий диаметр;
материал;
минимальное и максимальное давление срабатывания мембран в партии при заданной температуре и при температуре 20 оС;
количество мембран в партии;
наименование нормативного документа, в соответствии с которым изготовлены мембраны;
наименование организации, по техническому заданию (заказу) которой изготовлены мембраны;
гарантийные обязательства организации-изготовителя;
порядок допуска мембран к эксплуатации;
образец журнала эксплуатации мембран.
Паспорт должен быть подписан руководителем организации-изготовителя, подпись которого скрепляется печатью.
К паспорту должна быть приложена техническая документация на противовакуумные опоры, зажимающие и другие элементы, в сборе с которыми допускаются к эксплуатации мембраны данной партии. Техническая документация не прилагается в тех случаях, когда мембраны изготовлены применительно к уже имеющимся у потребителя узлам крепления.
5.5.20. Предохранительные мембраны должны устанавливаться только в предназначенные для них узлы крепления.
Работы по сборке, монтажу и эксплуатации мембран должны выполняться специально обученным персоналом.
5.5.21. Предохранительные мембраны зарубежного производства, изготовленные организациями, не подконтрольными Госгортехнадзору России, могут быть допущены к эксплуатации
лишь при наличии специальных разрешений на применение таких мембран, выдаваемых Госгортехнадзором России в установленном им порядке.
5.5.22. Мембранные предохранительные устройства должны размещаться в местах, открытых и доступных для осмотра и монтажа-демонтажа, присоединительные трубопроводы должны быть защищены от замерзания в них рабочей среды, а устройства должны устанавливаться на патрубках или трубопроводах, непосредственно присоединенных к сосуду.
5.5.23. При установке мембранного предохранительного устройства последовательно с предохранительным клапаном (перед клапаном или за ним) полость между мембраной и клапаном должна сообщаться отводной трубкой с сигнальным манометром (для контроля исправности мембран).
5.5.24. Допускается установка переключающего устройства перед мембранными предохранительными устройствами при наличии удвоенного числа мембранных устройств с обеспечением при этом защиты сосуда от превышения давления при любом положении переключающего устройства.
5.5.25. Порядок и сроки проверки исправности действия предохранительных устройств в зависимости от условий технологического процесса должны быть указаны в инструкции по эксплуатации предохранительных устройств, утвержденной владельцем сосуда в установленном порядке.
Результаты проверки исправности предохранительных устройств, сведения об их настройке записываются в сменный журнал работы сосудов лицами, выполняющими указанные операции.
Источник
Трубопроводная предохранительная арматура – группа приспособлений, устанавливаемая на различных трубопроводах для обеспечения их безопасной работы. Функционально такая продукция предназначена для предотвращения аварийных ситуаций при критическом росте давления в системе путем сброса избыточного объема рабочей среды. Предохранительные устройства применяются с различными материалами в жидкостном и газообразном состоянии.
Роль запорной предохранительной арматуры при организации нормальной работы трубопроводной сети сложно переоценить. Она обязательна для комплектации систем, используемых в энергетике, промышленности, коммунальном хозяйстве. Везде, где вещества транспортируется под давлением, нужны предохранительные устройства. При выходе из строя того же предохранительного клапана в системе котельной установки все оборудование (котлы или другие емкости) должно быть немедленно отключено от питания.
Назначение
Назначение предохранительной арматуры – предупреждать аварии при критическом повышении нагрузки в трубопроводе. Другими словами, она контролирует работоспособность системы, предохраняет окружение от экологических аварий и катастроф, защищает элементы сети от повреждений в результате происшествий.
Функции предохранительных устройств:
- профилактика аварий в сетях с высокой нагрузкой;
- обеспечение нормальной эксплуатации дорогостоящего оборудования;
- предупреждение выхода из строя дорогих механизмов (нагревателей, ресиверов, компрессоров, насосных станций);
- защита элементов установленной техники от факторов риска – внешних и внутренних (технологические химические и физические процессы);
- экологическая функция (профилактика ущерба экологии);
- экономическая функция (предупреждение материального ущерба компании-пользователя трубопровода).
Монтаж предохранительной арматуры осуществляется во всех точках, где по результатам расчета и предпроектных исследований обнаружен риск нагнетания чрезмерного давления. Современные предохранительные устройства работают в автоматическом режиме и обеспечивают защиту от любых факторов риска, включая ошибки оператора, технические поломки, стихийные природные явления и т. д.
Виды
Существует несколько признаков деления запорно-предохранительной и регулирующей арматуры на виды. В зависимости от материального и конструктивного исполнения она может быть многоразового и одноразового применения. К первой группе относятся различные предохранительные клапаны, ко второй – разрывные предохранительные устройства (мембраны, колпачки).
На видах предохранительной арматуры многократного использования остановимся чуть ниже, здесь же рассмотрим особенности разрывных предохранительных устройств.
- Назначение. Одноразовая запорно-предохранительная арматура применяется в системах, где существует высокий риск аварий. Это формирует необходимость быстрого сброса большого объема материала, который и обеспечивают одноразовые изделия.
- Особенность – минимальная инерция. При срабатывании предохранительные устройства моментально отводят поток в большом количестве для мгновенной нормализации показателей.
- Виды. Мембраны одноразового использования бывают:
- разрывными;
- выщелкивающимися;
- с принудительным разрушением (в результате взрывной искры/механического прокалывания);
- срезными;
- ломающимися.
В стандартной таблице классификации различают перепускной и предохранительный клапан, импульсное и мембранное предохранительные устройства (ИПУ и МПУ соответственно).
Перепускной предохранительный клапан
Перепускной предохранительный клапан – вид запорной предохранительной арматуры, который контролирует показатели на входе (режим «до вентиля»). Он отводит часть жидкостей в отдельный трубопровод. Устанавливается в сетях с жидкими, газообразными рабочими средами разной степени агрессивности.
Предохранительный клапан
Самый распространенный класс – предохранительные клапаны. К их преимуществам относят:
- простую конструкцию;
- удобный способ управления;
- выгодную цену;
- универсальное назначение;
- высокую эффективность и надежность.
На современном рынке представлены большим количеством подвидов. Наибольшую популярность получили пружинные (рычажные и магнитные) и грузовые предохранительные клапаны. Все они применимы в сетях с жидкостными и газообразными материалами. Относятся к системам прямого действия. Работают автоматически: обеспечивают мгновенный отвод при повышении уровня давления и закрываются, когда он достигает нормы.
ИПУ
В сборке имеется основной элемент предохранительной арматуры с поршневым приводом, он устанавливается непосредственно на трубу. Вспомогательный вентиль задает название приспособлению, так как является импульсным. Он обладает малой проходимостью и предназначен для управления основным элементом. Принцип:
- как только давление в системе превышает допустимый предел, датчик отправляет импульсному элементу соответствующий сигнал;
- приемник сигнала автоматически направляет ток рабочей среды в привод основного элемента;
- происходит сброс рабочего потока до нормализации давления, по достижении требуемых показателей отвод среды мгновенно прекращается.
Благодаря использованию привода, который умеет работать с габаритными приспособлениями без потерь ценного времени, импульсные предохранительные устройства могут использоваться в особо ответственных сетях, где при критических ситуациях требуется моментальный отвод большого количества рабочей среды.
МПУ
В конструкцию МПУ входят крепежи и мембрана – при критической нагрузке она разрывается, обеспечивая отвод рабочей среды. Преимущество – оперативность реагирования на фактор риска. Потому ее чаще монтируют на элементах, присоединяемых к дорогому оборудованию (нередко МПУ заменяют обычные клапанные механизмы или образуют с ними единую систему защиты).
Выбор
Выбор запорной и регулирующей предохранительной арматуры – такая же ответственная задача, как и обеспечение безопасности трубопроводных сетей, функционирующих под высоким давлением. В практике поиска подходящих изделий важно ориентироваться на следующие требования:
- Максимальная надежность – способность выполнять поставленные задачи в заданных условиях на протяжении длительного периода.
- Соответствие конструктивных характеристик (пропускной способности при открывании) фактическим объемам потенциально требуемого массоотвода.
- Безотказность срабатывания при нарушениях.
- Полная герметичность в закрытом положении.
- Стабильность срабатывания в течение всего жизненного цикла, установленного производителем.
Предохранительная арматура многоразового использования должна быть еще и достаточно надежно исполнена, чтобы быстро переходить между положениями открывания и закрывания в зависимости от показателей трубопровода.
Правила монтажа
Качество исполнения – первоначальное, но не единственное требование для эффективной работы арматурной продукции. Чтобы ее конструктивные качества и технические характеристики полностью себя проявили, требуется правильная установка предохранительной арматуры. В идеале она должна выполняться вместе с монтажом трубопровода. Определение точек установки осуществляется на этапе его проектирования.
Основные правила монтажа:
- в точках установки запорной регулирующей арматуры не должно находиться дорогостоящего оборудования или иного имущества предприятия, которое может быть повреждено в результате быстрого отвода рабочей среды;
- мест работы людей в местах монтажа тоже быть не должно;
- оптимальное решение для безопасной работы – организация массоотвода в отдельную емкость или специальный запорный резервуар;
- присоединение арматуры на трубы осуществляется фланцевым или сварным методом (фланцы подходят для сетей с неагрессивными неопасными рабочими средами, там же, где используются токсичные материалы или высока вероятность утечек – имеет большое значение запорный механизм, – применяют сварку);
- арматура должна располагаться соосно элементам трубопровода.
При установке важно соблюсти не только технологию монтажа, но и сохранность покрытия корпуса изделий. Он обычно выполняется из стали или чугуна и часто покрывается специальными составами для защиты от коррозии. Повредить антикоррозионный слой – значит, сократить срок службы изделий.
Источник