Безопасность эксплуатации сосудов, работающих под давлением
Сосуды, работающие под давлением, являются герметически закрытыми, они предназначены для ведения химических и тепловых процессов, а также для хранения и транспортировки сжатых, сжиженных (растворенных) газов и жидкостей под давлением. Основная опасность при работе таких сосудов заключается в возможности их разрушения при взрыве.
Работа, производимая адиабатическим расширением газа (пара) при взрыве сосуда, и мощность взрыва зависят от давления в аппарате, его объема и показателя адиабаты. Например, мощность взрыва (разрыва) сосуда вместимостью 1 куб. м, находящегося под давлением воздуха, равным 1 МПа, составляет 13164 кВт; в случае водяного пара мощность взрыва в тех же условиях может достигать 200 000 кВт.
Аварии и взрывы сосудов, работающих под давлением, в большинстве случаев происходят в результате несоответствия конструкции максимально допустимому давлению и температурному режиму, превышения давления в системе сверх предельного, потери механической прочности сосуда (коррозия металла, внутренние дефекты в нем, местные перегревы), нарушения установленного режима эксплуатации, отсутствия надлежащего технического надзора и др.
Безопасность устройства, изготовления и эксплуатации определяется Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением. К сосудам, на которые распространяются эти правила, относятся паровые и водогрейные котлы, химические реакторы, ресиверы, газгольдеры, цистерны, бочки, баллоны, другие аппараты и устройства, работающие под избыточным давлением свыше 0,07 МПа.
Действие этих правил не распространяется на приборы парового и водяного отопления, на сосуды и баллоны вместимостью не выше 25 л. для которых произведение объема на рабочее давление не превышает 20 МПа, а также на части машин, не представляющие собой самостоятельных сосудов (холодильники, маслоотделители компрессорных установок, воздушные колпаки насосов, трубчатые печи и др.).
Конструкция сосудов, работающих под давлением, должна быть надежной, обеспечивать безопасность при эксплуатации, осмотре, очистке, промывке и ремонте.
Сосуды с внутренним диаметром более 800 мм (за исключением теплообменников) оборудуются лазами овальной или круглой формы для доступа внутрь аппарата; сосуды диаметром менее 800 мм вместо лазов оборудуются люками, через которые производится очистка или осмотр внутренних стенок сосуда. Внутренние устройства в сосудах (мешалки, змеевики, тарелки, перегородки и др.), препятствующие внутреннему осмотру сосуда, выполняют съемными. При изготовлении сосудов особое внимание уделяют правильному подбору материалов, качественной сварке и термообработке. После изготовления сосудов все сварные соединения, его отдельные части и элементы подвергают контроль, внешним осмотром, механическим и металлографическим испытаниям на прочность, просвечиванию для обнаружения скрытых дефектов л гидравлическому испытанию на герметичность и прочность корпуса, сварных и болтовых (фланцевых) соединений.
Для обеспечения нормальных и безопасных условий эксплуатации сосуды снабжают манометрами и термометрами; предохранительными устройствами; запорной арматурой, устанавливаемой на трубопроводах, подводящих к сосуду или отводящих из него пар, газ или жидкость; обратными клапанами, автоматически закрывающимися под давлением из сосуда; указателями уровня жидкости в сосуде и другими средствами контроля и защиты.
При эксплуатации сосудов, работающих под давлением, основное условие безопасности заключается в точном соблюдении установленных норм технологического режима (особенно давления и температуры), поддержании предохранительных клапанов, манометров, крепежных деталей крышек и люков, болтов и заклепочных соединений, прокладок в исправном техническом состоянии.
Все сосуды, работающие под давлением, регистрируют в органах Госгортехнадзора. Все сосуды до пуска их в работу, а также периодически во время их эксплуатации, после каждого ремонта или реконструкции подвергают освидетельствованию (внутреннему осмотру и гидравлическому испытанию) для установления исправности и правильности их включения в схему.
Сосуды, работающие под давлением горючих, взрывоопасных, токсичных газов или жидкостей, должны подвергаться пневматическому испытанию на герметичность. Этот вид испытания удобно проводить в ванне или бассейне с водой, так как наличие утечки становится сразу видимым по пузырькам воздуха (газа), выходящим из сосуда в случае его негерметичности. Обнаруженные неполадки устраняют, а испытания проводят вторично. Результаты технического освидетельствования вносят в паспорт сосуда, одновременно указывают срок следующего освидетельствования.
Регистрация сосуда, работающего под давлением, производится на основании письменного заявления администрации предприятия - владельца сосуда. Для регистрации представляются паспорт сосуда; акт, удостоверяющий, что монтаж и установка сосуда произведены в соответствии с действующими Правилами и что сосуд и все его элементы находятся в исправном состоянии; схему включения сосуда с указанием источника давления и параметров его рабочей среды. После регистрации органами Госгортехнадзора выдается разрешение на пуск в работу.