Основы производственной безопасности

-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;

УСТАНОВКА, РЕГЛАМЕНТАЦИЯ, И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОСВЕДЕТЕЛЬСТ-ИЕ.

- сосуды работ под давлением должны устанавл на открытых площадках,(нет людей, отдельные здания);

- не в жилых и бытовых зданиях, а так же прилеж к ним зданиям.

Регистр сосудов с токсич средой у которых PV >500, а так же с инертными средами PV >1000 атм *л.

- не регистр-ся::аппараты воздухоразделительных установок(внутри кожуха)

- бочки для перевозки сжиженных газов, баллоны вместимостью до 100л

- сосуды для транспортировки сжиженных газов, жид - ей сыпучих тел которые находятся под давлением только при опорожнении.

Регистрация : Ростехнадзор - 1раз в 2года.

Износ - зависит от среды(токсичность);

- температура (работы) . Могут устанавливаться другие сроки:

- ап-т не использ свыше 12мес.

- в ап-те произ-ся исправления (реконструкция, ремонт)

- после аварии

Билет № 17

Вопрос 1. Безопасность эксплуатации баллонов со сжатыми, сжиженными и растворенными газами

ТРЕБОВАНИЯ К БАЛОНАМ для сжатых, сжиженных и растворенных газов.

- стальные цилиндрические сосуды, в горловине конусное отверстие с резьбой, куда ввертывается запорный вентиль(для каждого газа разрабатывается свой вентиль). На горловину плотно насаживается кольцо с наружней резьбой, служащее для предохранительного клапана, который служит для защиты вентиля от ударов при транспортировки.

Баллоны исполняются из бесшовных труб углеродистой или легированной. Для сжиенных углеводородных газов при рабочем давлении не выше 16 кгс/см2 допускается применение сварных баллонов из-за большого коэф-та объемного расширения баллоны заполняют на 85%.

Боковые штуцера: левая резьба- горючие газы, правая резьба - негорючие газы.

Маркировка:

Товарный знак изготовителя и заводской номер баллона;

Дата изготовления и год следующего освидетельствования

Клеймо завода изготовителя

Рабочее давление

Пробное давление

Емкость баллона

Масса порожнего баллона

Баллоны предназначены для хранения и транспорт сравнительно не больших количеств разных химических веществ(инертные токсичные).

Давление в наиболее распр баллонах объемом 40 литров достигает 15 МПа,и 22.5МПа толщина стенки 5-9мм вес 70 кг.

Измеряется давление на :

1) в баллоне в любой момент;

2)давление на выходе их него. На баллоны более 100 литров должны устанавливаются предохранительные клапаны.

Баллоны окрашиваются в зависимости от среды:

1) горючие газы - красный цвет

2) водородный - салатового цвета

3) CO2 ,азот - черного цвета, кроме того на баллоне делается надпись с указанием среды.

Все баллоны проверяются на прочность при Рпроб=1.5Рраб . испытание на герметичность пров-ся при Рраб , но погруж-т баллон в ванну с водой на глубину не менее 1 м.

При повторном освидетельствование (в сроки производиться внешний осмотр баллона на предмет вмятин, выбоин, трещин, и только потом на испытание.)

Трещина от 10 мм - брак, баллон бракуется.

Ацетиленовый баллон один из самых опасных, НКПР=2.5%,ВКПР=100%. АЦИТЕЛЕН СКЛОНЕН К взрывному саморазложению.(С2H2-СВЯЗЬ НЕ СТОЙКАЯ, взрывное самовоспламенение, взрыв баллона, осколков).

Устройство баллонов особенное - баллон заполняется пористой массой (активный уголь) и растворителя ацетона, которая пропитывается ацетиленом до состояния слабо от жатой губки . проверка пористого материала один раз в 24 месяца. Ацетилен в течение нескольких часов подается под давлением и растворяется в ацетоне, ацетилен не находится в газовом состоянии. При отборе ауителена открывается выходной вентиль и C2H2 НАЧИНАЕТ ВЫКИПАТЬ, ацетилен не должен сопр-ся с медью и серебром = > ацетилениды серебра и меди.

КИСЛОРОДНЫЕ БАЛОНЫ.

Кислород реагирует со взрывом при контакте с жирами и маслами, поэтому обезжиривание проводят - дихлорэтаном. (взрыв: попадание масла и жира на вентиль, удар баллона, появление искры в большой концентр газа, нагрев баллона.)

Водородные баллоны:

Атом Н имеет наименьший диаметр. Если стр-ра Ме эффективна. То водород диффундирует через целостную стенку, это видно при повышении давления.

Запрет на эксплуатацию:

Истек срок тех-го освидетельствования, истек срок пористого материала, поврежден корпус, неисправны вентели, отсутствие окраски и надписи, отсутствие избыточного давления в балонне, отсутствие клейма.

Первичное освидетельствование: наружн и внутр осмотр и гидравл испытание, периодические освид-ия: на наполнительных станциях и испытательных пунктах. Освид-ие баллонов - не реже чем через 5 лет.

Освидетельствование:

Внутренний и наружный осмотр

Масса и вместимость

Гидравлическое освидетельствование.

Проверка массы и вместимости не проводится на баллоны менее 12литров и свыше 55 литров.

Баллоны при внутреннем и наружном осмотре выявлены трещины, вмятины, риски, глубиной более 10% от толщины стенки - бракуются. Баллоны у которых косая или слабая насадка башмака к техническому освидетельствованию не допускаются.

Выбраковка баллонов происходит , если масса баллона снизиться на 7.5%, а емкость при этом увеличилась на 1%

По завершении эксплуатации баллонов необходимо оставить остаточное давление 0.5кгс/см2.

После вентиль закрывают и отправляют на склад.

ЗАПРЕЩАЕТСЯ наполнять баллоны:

Истек срок годности технического освидетельствования

Истек срок пористого материала

Поврежден корпус

Отсутствует окраска или надпись

Отсутствует избыточное давление

Отсутствуют установленные клапаны.

Билет №18

Вопрос 1. Испытание на прочность и герметичность сосудов, работающих под давлением

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

Вопрос 1. Обеспечение безопасности при эксплуатации компрессорных установок

КОМПРЕССОРЫ:

Компрессоры для сжатия и перемещения различных газов в виду разнообразия сред прих-ся учитывать многие факторы(Ме, смазки , уплотнения. Чаще всего выпускаются поршневые, центробежные, винтовые. Мембр-ые.)

По принципу действия: 1) объемные(поршневые, роторные(пластинчатые, винтовые), мембранные) и лопастные (турбокомпрессоры)

По назначению: химические, энергетические, общего назначения.

По роду сжимаемого газа: воздушные, кислородные, хлорные, азотные.

По конечному давлению: вакуум-компрессоры, газодувки-для нагнетания воздуха при давлении до 0.3МПа; компрессоры низкого давления - от 0.3 до 1.2МПа; среднего давления - от1.2 - 10 МПа высокого давления от 10 до 100МПа. При низком давлении - воздушное охл-ие, при высоком - водяное.(но только поз - ет добиться охл-ия при 4-6 кратном сжатии, при более высоких ступенях устанавливаются промежуточные холодильники, после каждого сжатия)

Давление до 3 МПа и выше - поршневые компрессоры от 1-6 ступеней.

Порш компресс имеет основной узел - совершение вращательно- постепенных движений

По числу ступеней сжатия, одно - двух - многоступенчатые.

При сжатии газа возникает опаснось, связанные с повышением давления, температуры, образование горючих смесей из продуктов разложения смазочных масел и кислорода воздуха.

Реальные процессы сжатия подчиняются закону. Характеризуемому урав-ием политропы (т е теплоемкость постоянна.) pv в степени m=const m-показатель политропы; m=(C-Cp)/(C-Cv)

При сжатии температура увеличивается в зависимости от роста давления : Т2=Т1(Р2/P1) в степени (m-1)/m (сжатие без охл-ия адиабатный процесс).

При повышении тем-ры снижается прочность Ме компрессора , усиливается разложение смазочного масла и возникает воз-ть разрушения компрессора.

^t ведет к ^ v газа повышение расхода энергии на его сжатие. Разложение молекул масел приводт к образованию более мелких и более опасных молекул: C2H2, CH4.

Помимо обр-ия газообор пр-ов обр-ся и твердые нагары.(сажа )=> обр-ие нагара ведет к увеличению трения => местные перегревы. Смазочное масло начинает нагреваться= взрывоопасная ситуация. (масло-воз-ая смесь).

Смазка компрессоров: УДОВЛЕТВОРЯТЬ УСЛОВИЮ РЕАЛЬНОЙ РАБОТЫ ДО ТЕМПЕРАТУРЫ ВСПЫШКИ, ВЯЗКОСТИ, ТЕРМИЧЕСКОЙ СТОЙКОСТИ И ХИМИЧЕСКИМ СВОЙСТВАМ, ПРИМЕНЯЮТСЯ КОМПРЕССОРНЫЕ МАСЛА(ТЕМП-РА ВСПЫШ= 220-240 И ТЕМП-РА ВОСПЛ = 400С)

ПОРШНЕВЫЕ КОМПРЕССОРЫ:

- СЖАТИЕ ЦИЛИНДРА ЗА СЧЕТ ПОРШНЯ.

Для избежания высоких темпер-р ипользуют многоступенчатые компр. После сжатия газ поступает в промежуточный холодильник.(водяные или воз-ые.t должна пов-ся от 30С и до 40С)(в некот случ-ях ставятся оборотный или предохранительный клапан).

ТУРБОКОМПРЕССОР.

Подача газа Непрерывно-турбинной, на которой имеется множество лопаток.

Центроб компрессор - меньшие габариты. Отсутствие поступает движения. (снижение вибрации, трение, для сжатия небольш кол-ва газа, ) опасность у турбокомпрессора - сдвиг ротера, механическ колебания вала, имеет автоматическую систему отключения. При выходе параметров из норм - включ-ся сирена(звуковой сигнал).

Особ-ти:

- сжижение газа

-колонки для поглощение ацетилена, даже небольшое количество может сод-ся в воздухе, если процесс низкотемп то ацителен может затвердев и может произойти взрыв.(ХОРОШЕЕ ОХЛ-ИЕ И ЗАМЕДЛЕНИЕ ХОДА ПОРШНЯ.)

- при сжатии горючих газов - выход этих газов во внешнюю среду.

- О2 не взаимод с маслами (смзочными) , вероятность взрыва.

- маленький диаметр частиц может при сжатии выбраться на ружу.

Не стойкие соединения способные к взрывному саморазложению.=> снижение скорости движения поршня.

КИСЛОРОДНЫЕ КОМПРЕССОРЫ:

НИКАКОГО КОНТАКТА С МАСЛАМИ. Для смазки часто применяют дистиллированную воду., а чаще смесь воды90% и глицирина 10%

Безопасность: ПОСЛЕ КАЖДОЙ СТУПЕНИ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЕ КЛАПАНА(МЕМБРАНА).

-ГЕРМЕТИЧНОСТЬ СИСТЕМЫ(ПРИ КОМПРИМИРОВАНИИ ГОРЮЧИХ ГАЗОВ)

- ВСЕ УСТАНОВКИ СНАБЖЕНЫ: МАНОМЕТРЫ(НА ЛИНИИ НАГНЕТАНИЯ ПОСЛЕ КОМПРЕССОРА); 2) ТЕРМОМЕТРОМ (ПОСЛЕ ХОЛОДЖИЛЬНОКА И НА СЛИВЕ ВОДЫ) 3) ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ МАСЛА И ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ 4)СИСТЕМА АВАРИЙНОЙ ЗАЩИТЫ(СВЕТОВАЯ И ЗВУКОВАЯ СИГНАЛИЗАЦИЯ).

Билет №20

Вопрос 1. Анализ опасности эксплуатации и методы обеспечения безопасности сосудов, работающих под давлением. Предохранительная аппаратура

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 гозообразных, 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);

Нелитые 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

ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА ОТ ПОВЫШЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ:

1)предохр устр-ва (исключающие возможность включение сосуда под давлением при неполном закрытии крышки, и открытии при наличие давления - замок с ключом - маркой):

- редуцирующие устройства,

- обратные клапаны,

-вентили,

- предохранительные клапаны,

- мембранные предохранители,

При работе на нагнетательной линии между компрессором и аппаратом ставиться автоматические редуцирующие устройства, которое позволяет поддер-ть постоянное давление в аппарате, не зависимо от скачков давления перед аппаратом.

Сосуды для вредных и взрывоопасных веществ обор-ся обратным клапаном, который пропускает среду только в одном направлении.

Он устанавливается на подводящей линии между компрессором и аппаратом. При падении давления на со стороны нагнетателя (остановка или неисправность компрессора) клапан автоматически закр-ся со стороны сосуда, и давление из сосуда «обратный удар».

Предохранительный клапан -(если медленно поднимается давление) устр-во автоматического действия, предназначенного для предупред в аппарате и трубопров давление превышающее допустимое, при повышении Р открывается в клапане сбросное отверстие через которое уходят излишки Р (газа, жид-ти).

Но после сброса излишки Р раб восстанавливаются клапан закрывается(рабочий процесс не прерывается.)

Пружины - малые габариты, рассчитаны на различное давление, с помощью сменной пружины, грузовой клапан - за счет груза, рычажно-грузовые - склонны к вибрации(либо пониж Р , либо повыш Р, т е устраняют этот дифект).

Все они работают в больших диапазонах Р , но их нельзя применять в вибрационных и движущихся аппаратах. Некоторые клапаны сбрас среду в атмосферу , клапаны закрытого типа - выводятся на сбромную трубу).

Р срабатывания клапана:

Рраб до 3 атм Роткр равно Рраб+0.5 атм4

От 3 до 60 атм Р отк= 1.5 Рраб

^60 атм Роткр=1.1Рраб

Пропускная способность клапана рассчит: G = 1.59бFвv(p1-p2)с

p1,р2 - макс значение давления перед предохранительным клапаном и после него

с - плотность среды для Р1 клапанов, то поперечное сечение не меньше 1.25 суммарного проходного сечения всех клапанов .

б- коэф-т расхода среды;

F - площадь сечения клапанов равное наименьшей площади проточной части;

в- коэф-т учитывающий состояние газа(расширение ) при истечении.

Недостатки клапанов:

- механическая инерционность;

-нарушение герметичности и и утечка среды через затвор в рез-те загрязнения и повреждений

- деформация пружины,

Предохранительные клапаны не являются надежн ср-ом защиты(не возможна кристаллизация, затвердевание. сгущение - технолог процессы). Клапан не спасет при быстром росте давления , хлопок =>взрыв. Различают следующие виды: разрывные, ломающиеся, хлопающие, выщелкивающие, отрывные и специальные.

Наиболее простые разрывные мембр - изготавливаются из тонкого листа(Ме: медь, латунь, стекло. нерж сталь, эбанит)

Мембр бывают плоскими или выгнутыми(во внутрь аппарата)

При срабатывании выпуклой мембр с треском выворачивается и отрывается и уноситься потоком

Ломающиеся - из хрупких мат-ов, но при некоторой затяжке ее можно сломать.

Нед-ок: давление падает до атмосферного.

Треб-ия:

Мембр разрушение ток при заданном давлении

-констр и эксплуат удобная и простая,

- легкая замена,

-корозионно стойкая,

- достаточное проходное сечение для того чтобы давление не повышалось;

РАСЧЕТ МЕМБРАНЫ:

ОБЩАЯ ПЛОЩАДЬ,КОЛИЧЕСТВО, ДИАМЕТР И ТОЛЩИНА.

Давление при взрыве газа-паровоздушной смеси.

Давление при взрыве газа-паровоздушной смеси: Рразр=р0(Твзр*m/T0*n)

Р0 - начальное давление смеси;

Твзр T0 - начальная тем-ра горючей смеси и тем-ра взрыва

m - число молей в смаси после взрыва;

n - число молей до взрыва.

Теоритическая температура взрыва:

Твзр=Q/(Сi* mi) Сi; mi теплоемкость продуктов горения и число молей соответственно

Объем газообразных продуктов: Vt= Vo(Pраб*Tвзр*m/Po *To*n)- при взрыве горючей смеси. ДVt=Vt-Vo(Pраб/Po)

Площадь мембраны:

f= ДVt/ фW f - уд-ая площадь мембр.

V-объем газов, отвод из аппар. через мембр.

ф - время развития взрыва.

W- скорость истечения газов через мембр.

Расчет толщины мембр: S= (P*r/2ф )(разрывная мембр) S- площадь мембр; Р- давление разрушения; r-радиус кривизны мембр. на растяжения материала. F=f*Vап;

d= v4F/пn толщина мембр: д= Рразd/4у в.ср; у в.ср - временное сопр-ие материала мембр., с учетом тем-го режима.

нед-ки мембр:

- после срабатывании давление сниж-ся до атмосф-го

- выброс в астмосф вредных вещ-в

- иногда происходит выброс языков пламени, что приводит к воспламенению среды.

ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЕ МЕМБРАНЫ:

- при быстром росте давления (взрывном) аппарат могут спасти только заранее слабые элементы конструкции - мембраны , которые при резком увеличении давления быстро разрушаются и открывают отверстие для сброса образ-ся газов(снижают давление.)

Размещено на Allbest.ru