Тема 10. Безопасность систем, находящихся под давлением

Взрывы аппаратов, работающих под давлением, причины их возникновения. Требования к материалам и конструкциям сосудов. Арматура сосудов. Расчет предохранительных клапанов. Техническое освидетельствование сосудов (внутренний осмотр, гидравлические испытания). Требования Госгортехнадзора по безопасной эксплуатации сосудов. Требования безопасности к цистернам и бочкам для перевозки сжиженных газов. Безопасность хранения, транспортировки и эксплуатации баллонов со сжатыми, сжиженными и растворенными газами.

Трубопроводы, работающие под давлением. Причины аварий: гидравлические удары, температурные напряжения, вибрации. Безопасность при транспортировке агрессивных, ядовитых и взрывоопасных жидкостей и газов. Насосы. Защита от коррозии, кавитации и утечек. Компрессорные установки. Условия безопасности: охлаждение, качество смазки, предохранительные и блокировочные устройства. Безопасность эксплуатации газгольдеров, ресиверов и других буферных емкостей со сжатыми газами.

Герметичность оборудования как условие предупреждения аварий, отравлений и взрывов. Выбор степени герметичности. Способы создания герметичности сосудов, работающих под давлением и вакуумом. Испытание сосудов на герметичность.

Меры по безопасной эксплуатации ёмкостей со сжатыми, сжиженными и растворенными газами. Классификация емкостей (баллоны, газгольдеры, ресиверы, котлы и др.) по назначению, давлению и объему. Безопасная арматура для емкостей и контрольно-измерительные приборы (КИП). Проверка и окраска емкостей. Безопасная эксплуатация компрессорных установок. Безопасная арматура и КИП для компрессорных установок. Правила приемки и испытания. Котельные установки, используемые на предприятии для отопления и в технологических процессах, их безопасная эксплуатация. Безопасная работа с вакуумными установками.

Методические указания

Как известно из уравнения работы взрыва, при адиабатическом расширении газа выделяется мощность большой разрушительной силы. И в этом случае страдают не только те, кто обслуживает работающие под давлением установки, но и те, кто находится вблизи них. Кроме того, взрывы сосудов вызывают значительные разрушения или пожары, если взрывается емкость с горючими газами. Знание и выполнение требований, предъявляемых к находящимся под давлением системам, контрольно-измерительным приборам и арматуре, своевременное освидетельствование позволяют длительно и безопасно их эксплуатировать.

При изучении этой темы необходимо ознакомиться с Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением, Правилами безопасности в газовом хозяйстве, Правилами устройства и безопасной эксплуатации паровых котлов с давлением пара не более 0,07МПа, водогрейных котлов и теплоподогревателей с температурой нагрева воды не выше 388 К (115 °С). (Утв. Минстроем России № 205 от 28.08.92 г., вводятся с 01.04.93 г.), Правилами устройства и безопасной эксплуатации стационарных компрессорных установок, воздухопроводов и газопроводов.

Четкое знание теории защиты сосудов и аппаратов, работающих под давлением, от аварий и взрывов необходимо инженеру, работающему на современном химическом предприятии. Следует проанализировать причины аварийности данного вида оборудования, выяснить факторы, определяющие его безопасную эксплуатацию. Необходимо усвоить правила нормальной эксплуатации, условия герметичности оборудования; уметь производить проверочный расчет на прочность, расчет предохранительных клапанов и мембран.

Литература [128–132].

Вопросы для самопроверки

1. Перечислите аппараты, сосуды и емкости, на которые распространяются правила Госгортехнадзора.

2. Какие установки подконтрольны Госгортехнадзору?

3. Назовите причины, вызывающие аварии систем, работающих под давлением?

4. Перечислите контрольные и предохранительные приборы, устанавливаемые на системах под давлением. Расскажите об устройстве и принципе их работы.

5. Определите порядок проведения освидетельствования сосудов под давлением.

6. Приведите принципы организации безопасной эксплуатации систем, работающих под давлением.

7. Классифицируйте стационарные сосуды, работающие под давлением выше атмосферного.

8. Расскажите об основных причинах разрушения оборудования.

9. Перечислите основные показатели механической прочности технологического оборудования.

10. Перечислите способы создания герметичности подвижных и неподвижных частей оборудования.

11. Назовите основные способы обнаружения дефектов оборудования.

12. Приведите метод расчета потери герметичности аппаратов.

13. Перечислите основные методы испытания сосудов на герметичность.

14. Приведите методики расчета предохранительных клапанов, мембран трубопроводов, работающих под давлением.

15. В чем заключается особенность заполнения баллонов, бочек и цистерн сжиженными газами?

16. Расскажите о работе оборудования, работающего под давлением на вашем предприятии, о правилах его безопасной эксплуатации.