Основные опасности и причины аварий при эксплуатации СВД.

Тема №14: «Причины, анализ и профилактика взрывов и аварий сосудов под давлением (СВД)»

14.1. Основные термины и определения.

14.2. Основные опасности и причины аварий при эксплуатации СВД.

14.3. Требования безопасности к конструкции, изготовлению и эксплуатации сосудов, работающих под давлением.

Виды сосудов и аппаратов, работающих под давлением. Классификация. Требования к обозначениям.

При осуществлении различных технологических процессов, проведении ремонтных работ, в быту и т.д. широко используются различные системы повышенного давления: трубопроводы, баллоны и емкости для хранения или перевозки сжатых, сжиженных и раство­ренных газов, паровые и водяные котлы, газгольдеры и др. Основная характеристика этого оборудования состоит в том, что давление газа или жидкости здесь превышает атмосферное. Указанное оборудование принято называть сосудами, работающими под давлением.

Сосуд - герметически закрытая емкость, предназначенная для ведения химических, тепловых и других технологических процессов, а также для хранения и транспортировки газообразных, жидких и других веществ. Границей сосуда являются входные и выходные штуцера.

Резервуар - стационарный сосуд, предназначенный для хранения газообразных, жидких и других веществ.

Баллон - сосуд, имеющий одну или две горловины для установки вентилей,фланцев или штуцеров, предназначенный для транспортировки, хранения и использован сжатых, сжиженных или растворенных под давлением газов.

Бочка - сосуд цилиндрической или другой формы, который можно перекатывать с одного места на другое и ставить на торцы без дополнительных опор, предназначенный для транспортировки и хранения жидких и других веществ.

Барокамера - сосуд, оснащенный приборами и оборудованием и предназначенный для размещения в нем людей.

Цистерна - передвижной сосуд, постоянно установленный на раме железнодорожного вагона, на шасси автомобиля (прицепа) или на других средствах передвижения, предназначенный для транспортировки и хранения газообразных,жидких и других веществ.

Степень опасности сосудов определяется в соответствии с Федеральным законом «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» - по Приложению №1 ФЗ, сосуды работающие под давлением отнесены к категории технических устройств на опасных производственных объектах, на которых, - «используется оборудование, работающее под давлением более 0,07 МПа или при температуре нагрева воды более 115 ºС», в том числе это относится и к баллонам, бочкам, цистернам в которых получаются, используются, перерабатываются, образуются, хранятся, транспортируются, уничтожаются опасные вещества»

Рассмотрим основные виды сосудов и аппаратов, работающих под давлением.

Трубопроводы — устройства для транспортировки жидкостей и газов. По ГОСТ все жидкости и газы, транспортируемые по ним, разбиты на десять групп. Для определения вида вещества, транспортируемого по трубопроводам, их окрашивают в соответствующие цвета (опознавательная окраска):

Вода                                   — зеленый

Пар                                    — красный

Воздух                               — синий

Газы горючие и негорючие — желтый

Кислоты                             — оранжевый

Щелочи                              — фиолетовый

Жидкости горючие и негорючие   — коричневый

Прочие вещества               — серый

Кроме опознавательной окраски на трубопроводы наносят так же предупредительные (сигнальные) цветные кольца:

Количество сигнальных колец определяет степень опасности.

Баллоны — сосуды для транспортировки и хранения сжатых и растворенных газов. Различают (согласно ГОСТ) баллоны малой (0,4—12 л), средней (20—50 л) и большой (80—500 л) вмес­тимости. В зависимости от содержащихся газов баллоны окрашивают в соответствующие сигнальные цвета, а также на их поверхность наносят надпись, указывающую вид газа, а в ряде случаев — отличительные полосы.

В верхней части каждого стального баллона выбиты: товарный знак предприятия-изготовителя; дата (месяц и год) изготовления (последнего испытания) и год следующего испытания; вид термообработки материала баллона; рабочее и пробное гидравлическое давление, МПа; емкость баллона, л; масса баллона, кг; клеймо ОТК; обозначение действующего стандарта.

Криогенные сосуды предназначены для хранения и транспортировки различных сжиженных газов: воздуха, кислорода, аргона и др. В соответствии с ГОСТ их выпускают шести типоразмеров: 6; 3; 10; 16; 25 и 40 л. Эти сосуды маркируются следующим образом: СК-40 — сосуд криогенный емкостью 40 л. Снаружи их окрашивают серебристой или белой эмалью и посередине наносят отличительную полосу с названием сжиженного газа, находящегося в сосуде. Кроме рассмотренных сосудов для хранения больших количеств сжиженных газов используют стационарные резервуары (объемом до 500 тыс. л и более), а для их перевозки — транспортные сосуды (цистерны), имеющие объем до 35 тыс. л.

Газгольдерыпредназначены для хранения и выдачи больших количеств сжатых газов, отделения от них механических примесей и других целей. Различают газгольдеры высокого и низкого давления. В первых из них сжатый газ находится под одним из следующих давлений: менее 25; 32 и 40 МПа. Газгольдеры низкого давления рассчитаны на большой объем хранимых газов: 10⁵—3*10⁷ л.

Цвета окраски баллонов

К установкам, работающим под давлением, относятся также паровые, водогрейные котлы,компрессоры, воздухосборники, газовые баллоны, паропроводы, газопроводы, автоклавы и др. Названные установки и устройства используются для генерирования и распределения горячего пара, хранения и перевозки сжатых газов и жидкостей.

Основные опасности и причины аварий при эксплуатации СВД.

Сосудами, работающими под давлением, называются герметически закрытые емкости, предназначенные для ведения химических и тепловых процессов, а также для хранения и перевозки сжатых, сжиженных и растворен­ных газов и жидкостей под давлением. Основная опас­ность при работе таких сосудов заключается в возмож­ности их разрушения при физическом взрыве среды.

Под физическим взрывом понимается мгновенное про­явление действия силы внезапного адиабатического (т. е. происходящего без подвода или отвода тепла) расшире­ния газов или паров, сопровождающееся выделением ме­ханической энергии и образованием взрывной и удар­ной волн.

Работа, производимая адиабатическим расширением газа при взрыве сосуда, и мощность взрыва зависят от давления в аппарате, его объема, продолжительности действия взрыва (обычно около 0,1 с), показателя адиа­баты (отношения теплоемкостей при постоянном объеме, для воздуха равным 1,41) и могут быть подсчитаны по эмпирическим формулам.

Расчеты показывают, что мощность физических (ади­абатических) взрывов весьма велика. Например, мощ­ность взрыва (разрыва) сосуда емкостью 1 м³, находяще­гося под давлением воздуха, равным 1МПа (10 кг/см²), составляет 13164 кВт. В случае водяного пара мощность взрыва в тех же условиях составляет уже около 200000 кВт.

Наиболее частыми причинами аварий и взрывов со­судов, работающих под давлением, являются: несоответствие конструкции максимально допустимому давлению и температурному режиму, превышение давления сверх предельного, потеря механической прочности аппарата (коррозия, внутренние дефекты металла, местные пере­гревы), несоблюдение установленного режима, отсутст­вие необходимого технического надзора.