Требования безопасности к системам, находящимся под давлением

К сосудам (системам) под давлением относятся емкости, заполненные сжатыми, сжиженными и растворенными газами и жидкостями, компрессоры, баллоны, паровые котлы, а также трубопроводы, предназначенные для транспортировки газов, паров и жидкостей. Системы под давлением являются объектами повышенной опасности, т.к при нарушении их герметичности и режимов эксплуатации возможны взрывы большой мощности, за счет высвобождения потенциальной энергии сжатого газа и действия кинетической энергии.

Причины взрывов сосудов:

1. неправильное изготовление сосудов

2. нарушение режимов работы и правил эксплуатации

3. неисправность арматуры и контрольно-измерительных приборов

4. коррозия

5. механические удары

6. превышение давления

7. воздействие высоких температур и открытого пламени

В компрессорах взрыв может произойти из-за перегрева стенок; загорания и взрыва паров смазочного масла; разрядов статического электричества; засасывания грязного воздуха и т.д.

Причины взрывов трубопроводов

1. внутренняя коррозия

2. гидроудары

3. некачественная сварка, изготовление труб, фланцевых соединений

Взрывы паровых котлов возникают при снижении уровня воды ниже допустимого; превышения давления; дефектов изготовления. Причинами взрывов баллонов, кроме перечисленных, может быть случайное попадание внутрь баллона газов, образующих с содержимым баллона взрывоопасную смесь. Устройство и эксплуатация систем, находящихся под давлением, должны отвечать требованиям "правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением"; "правил устройства и безопасной эксплуатации компрессорных устройств, воздуховодов и газопроводов"; "правил устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов для горючих, взрывоопасных газов" и т.д. Для каждой системы существуют свои правила.

Техническое освидетельствование

Сосуды под давлением свыше 70 кПа в соответствии с правилами подвергаются техническому освидетельствованию (гидроиспытанию) и внутреннему осмотру до пуска в работу, периодически и досрочно. Гидравлическое испытание проводят пробным давлением, регламентированным "правилами..." в зависимости от конструкции сосудов, рабочего давления, а также допускаемых напряжений для материалов сосудов и их элементов при температуре стенки сосуда 20° С и расчетной рабочей температуре. Баллоны на заводе изготовителе испытывают пробным гидродавлением, указанным на баллоне, а также подвергают пневматическому испытанию давлением, равным рабочему. В период эксплуатации осуществляются следующие виды контроля:

1. внутренний осмотр, не реже 1 раза в 4 года.

2. гидравлическое испытание, не реже 1 раза в 8 лет.

3. ежегодный осмотр сосудов в рабочем состоянии.

В период эксплуатации баллоны подвергаются периодическому освидетельствованию не реже 1 раза в 5 лет. При этом проводится осмотр внутренней и наружной поверхностей, проверка массы и емкости. Гидроиспытания производят под давлением в 1.5 раза больше рабочего. У горловины каждого баллона, у сферической части выбивается товарный знак предприятия-изготовителя, дата изготовления, испытания и дата следующего испытания в соответствии с правилами.

Стальные трубопроводы для горючих газов подлежат осмотру и проверке на плотность через три года. Чугунные газопроводы подвергаются проверке на плотность ежегодно.

Безопасность эксплуатации

Системы, работающие под давлением обеспечиваются предохранительными устройствами: клапанами (рычажными и пружинными) и мембранами (разрывными). Клапаны используются для автоматического выпуска избытка газа, пара и жидкости из системы при аварийном росте давления. Разрывные мембраны применяются для защиты при аварийном быстром росте давления. В сосудах под давлением используются контрольно-измерительные приборы и автоматика: манометры и термометры. Контрольно-измерительная аппаратура проверяется не реже 2х раз в год специальными организациями.

Компрессоры

Давление сжатого воздуха в компрессорах контролируется и регулируется автоматически, регулятор давления при его повышении переводит компрессор на холостой ход, а предохранительный клапан снижает давление до нормального, выпуская воздух в атмосферу. Во избежание взрыва, сжатый воздух охлаждается водой и воздухом. На случай прекращения подачи воды предусматривается автоматическая сигнализация и блокировка для остановки компрессора. Смазка циллиндров осуществляется компрессорным маслом с температурой вспышки не менее 216-240 °С и температурой самовоспламенения более 400 °С.

Баллоны

Их безопасность обеспечивается механической прочностью и контролем состояния с соблюдением правил наполнения и транспортировки. Во избежание смешения горючих и негорючих газов боковые штуцеры на баллонах для кислорода и инертных газов имеют правую резьбу, а на баллонах горючих газов, образующих с воздухом взрывоопасные смеси - левую резьбу. Баллоны окрашиваются в разные цвета с указанием газа (горючие газы - красный; кислород - голубой; инертные газы - черный). В баллонах со сжиженными газами после их использования должно быть избыточное давление не менее 49 кПа для предотвращения подсоса воздуха внутрь баллона и исключения образования в нем конденсата. Во избежание перегрева расстояние от баллона до источников тепла устанавливается не менее 2м, от открытых источников не менее 5м, от солнечных лучей баллоны защищают навесами. Баллоны с горючими взрывоопасными газами, такими как ацетилен, водород, метан и др. хранятся в специальных огнестойких складах отдельно от других взрывоопасных веществ. Во избежание ударов, падений и загрязнения баллоны перевозят на специально оборудованных машинах, карах, тележках со специальной фиксацией каждого баллона. При этом фары автомобилей должны быть включены.

Газопроводы

Постоянное давление в них поддерживается специальными регуляторами давления, перед которыми устанавливаются автоматические запорные клапаны. Обнаружение утечек природного газа затруднительно из-за отсутствия запаха, поэтому в газ добавляют одорант, в частности этилмермеркаптан. Трубопроводы для газопроводов оборудуют водяными затворами или пламяпреградительными для защиты от попадания взрывной волны или пламени со стороны сети потребления, а также от проникновения кислорода. В зависимости от транспортируемой среды трубопроводы окрашиваются в специальные цвета и на них наносятся опознавательные полосы.