Безопасность при эксплуатации сосудов, работающих под давлением

Сосуды, работающие под давлением, оборудуются так же, как и котлы, предохранительными клапанами, манометрами, термометрами, вентилями и т. д. Требования, предъявляемые к ним, в основном одинаковы, однако есть и отличия.
Согласно расчетам, количество предохранительных клапанов, их размеры и пропускная способность устанавливаются с уче-том того, чтобы в сосуде не могло образовываться давление, превышающее рабочее более, чем на 0,05 МПа для сосудов с давлением до 0,29 МПа включительно; на 15%—для сосудов с давлением от 0,29 МПа до 5,8 Мпа; на 10% —для сосудов с давлением свыше 5,8 МПа.
Пропускная способность, кг/ч, предохранительного клапана определяется по формуле

( 3.3.10)

где Р1 и Р2 — избыточное давление соответственно перед и за предохранительным клапаном, Мпа; j — плотность среды для параметра Р1, Н/м³; В —- коэффициент, для жидкостей, равный 1. Коэффициент В для газов - определяется по табл. 15 “Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением”.
Обслуживание сосудов должно быть поручено лицам, достигшим 18-летнего возраста и прошедшим производственное обучение, аттестацию в квалификационной комиссии и инструктаж по безопасному обслуживанию сосудов. Лицам, сдавшим испытания, должны быть выданы удостоверения. На предприятии главным инженером разрабатывается и утверждается инструкция по режиму работы и безопасному обслуживанию сосудов.
Инструкции выдаются обслуживающему персоналу и вывешиваются на рабочих местах; не реже, чем один раз в год комиссией, назначаемой приказом по предприятию, произ-водится проверка знаний, которая оформляется протоколом.
Ни в коем случае не разрешается ремонт сосудов во время работы. Сосуд должен быть выключен при:
-превышении давления в сосуде выше разрешенного;
-неисправности предохранительных клапанов, манометра, указателя уровня жидкости, предохранительных блокированных устройств контрольно-измерительных приборов и средств автоматики;
-обнаружении трещин, выпуклостей, утончения стенок, запоте-вания, течи в заклепочных и болтовых соединениях, разрыва прокладок;
-возникновении пожара, непосредственно угрожающего сосуду под давлением;
-снижении уровня жидкости ниже допустимого в сосудах с огневым обогревом;
-неисправности или неполном количестве крепежных деталей крышек и люков.
Осмотр сосудов производится во время их работы не реже одного раза в год. Все элементы котлов, трубопроводов, пароперегревателей и вспомогательного оборудования с температурой стенки наружной поверхности выше 43° С в доступных для обслуживания местах должны быть покрыты тепловой изоляцией.
Гидравлическим испытаниям подлежат все сосуды после их изготовления. При температуре стенок до 200°С все сосуды, кроме литых с рабочим давлением Р₁=0,49 МПа, испытываются заводом-изготовителем на пробное давление l,5P_Н, но не менее 0,2 МПа; с рабочим давлением выше 0,49 МПа испытываются на пробное давление l,25P_Н, но не менее0,29 МПа.
Литые сосуды независимо от рабочего давления Р₁ испытываются на давление 1,5Р_Н, но не менее 0,29 МПа. Время выдержки под пробным давлением должно быть для сосудов с толщиной стенки: до 50 мм — 10 мин; 50—100 мм — 20 мин; свыше 100 мм — 30 мин; литые — 60 мин.
При гидравлических испытаниях применяется вода температурой, равной температуре окружающей среды. Сосуд считается выдержавшим гидравлическое испытание, если не обнаружено признаков разрыва, течи и потения в сварных соединениях и на основном металле, видимых остаточных деформаций. Гидравлические испытания проводятся не реже одного раза в 8 лет.
К основным причинам взрывов баллонов относятся:
удары или падения баллонов (особо опасно при нагреве стенок или нахождение при минусовых температурах);
переполнение баллонов газом;
чрезмерное нагревание или охлаждение баллонов;
наполнение баллонов другим газом (использование баллонов не по назначению);
чрезмерно быстрое наполнение баллонов сжиженным газом (ведет к перегреву вентелей баллона до 400^оС);
попадание масел или взрывоопасной пыли;
образование ржавчины, окалины, искрообразование;
Для избежания взрыва при производстве баллонов используют углеродистую или легированную сталь, при давлении до 3МПа допускается применение сварных баллонов, при более высоком – бесшовных.
Для избежания взрыва при неправильном (быстром) наполнении или расходовании газа устанавливаются специальные вентили с редукционными клапанами и манометрами (один рабочий, другой контрольный).
В качестве меры предосторожности при заполнении баллонов оставляется не менее 10% не заполненного объема (заполняется 90%), для исключения попадания других газов, пыли или масел в баллон в нем при работе должно сохраняться остаточное давление не менее 0,05МПа (для ацетилена 0,05-0,1МПа).
Баллоны подвергают гидравлическим испытаниям на специальных стендах (из партии отбирают определенное количество баллонов) давлением в 1,5 более рабочего.
Гидравлическим испытаниям на заводах подвергаются так же баллоны согласно нормативным документам. После этого все баллоны (кроме баллонов, используемых для ацетилена) погружаются в ванны с водой и подвергаются пневматическому испытанию давлением, равным рабочему.
Баллоны, находящиеся в эксплуатации, должны подвергаться периодическому освидетельствованию не реже, чем через 5 лет. Баллоны для сжижения сжатых газов, применяемых для топлива и вызывающих коррозию металла (хлор, хлористый метил, сероводород, хлористый водород), подлежат испытанию через 2 года.

Рис. 3.3.7 Схема стенда для гидравлических испытаний баллонов :
1 – баллон ; 2 – передвижная рейка для изменения высоты установки штуцера ; 3 – штуцер ; 4 – манометр ; 5 – стальной защитный шкаф ; 6 – рычаг ; 7 – гидравлический привод ; 8 – бак для воды.

Разрешение на освидетельствование выдаётся предприятиям – наполнителям, станциям наполнителям и пунктам испытаний Госнадзором охраны труда.
Освидетельствование баллонов, за исключением баллонов для ацетилена, включает: осмотр внутренней и наружной поверхностей баллонов; проверку массы и вместимости; гидравлические испытания.
Если при осмотре выявлены трещины, вмятины, раковины и риски глубиной более 10% от нормальной толщины стенок, надрывы, износ резьбы горловины, то баллоны бракуются. Для внутреннего осмотра баллонов применяется напряжение не более 12В во взрывоопасном исполнении. Баллон, у которого обнаружена косая или слабая насадка башмака, к дальней-шему освидетельствованию не допускается.
Во избежание неправильного использования баллонов их окрашивают в соответствующий цвет и наносят надписи (табл.3.3.2.), а боковые штуцера вентилей должны иметь разную резьбу (для кислорода и инертных газов – правую, для горючих – левую).
Бесшовные стандартные баллоны вместимостью от 12 до 55 л при потере в массе от 7,5 до 10% или увеличении вместимости на 1,5—2% переводятся на давление ниже установленного на 15%. При потере в массе 10—15% и увеличении вместимости на 2—2,5% баллоны переводятся на давление ниже установлен-ного на 50%. При потере в массе 15—20% и увеличении вместимости в пределах 2,5—3% баллоны допускаются к работе при давлении не более 0,58 МПа. При потере в массе более 20% и увеличении вместимости более 3% баллоны бракуются.
Баллоны для ацетилена, выполненные пористой массой, при освидетельствовании испытывают азотом под давлением 3,4 МПа (чистота азота должна быть не менее 97%).
При этом баллоны должны быть погружены в воду на глубину не менее 1м. При длительном хранении наполненных газом баллонов освидетельствованию выборочно подвергается не менее 5 шт. из партии в 100 баллонов; 10 — из 500; 20 — более 500 баллонов. При удовлетворительных результатах срок хранения устанавливается не более, чем 2 года.

Таблица 3.3.2

Маркировка баллонов

Газ	Окраска Баллона	Надпись	Цвет надписи	Цвет полосы
Азот	Черная	Азот	Желтый	Коричневый
Аммиак	Желтая	Аммиак	Черный	—
Аргон чистый	Серая	Аргон чистый	Зеленый	Зеленый
Ацетилен	Белая	Ацетилен	Красный	—
Нефтегаз	Серая	Нефтегаз	Красный	—
Бутан	Красная	Бутан	Белый	—
Сероводород	Белая	Сероводород	Красный	Красный
Водород	Темно-зеленая	Водород	Красный	—
Воздух	Черпая	Сжатый воздух	Белый	—
Гелий	Коричневая	Гелии	Черный	—
Бутилен	Красная	Бутилен	Желтый	Черный
Кислород «медицинский»	Голубая	Кислород «медицинский»	Черный	—
СО2	Черная	СО2	Желтый	—
Сернистый ангидрит	Черная	Сернистый ангидрит	Белый	Желтый

Баллоны с газом, устанавливаемые в помещениях, должны находиться от радиаторов отопления на расстоянии не менее 1 м, а от источников тепла с открытым огнем — не менее 5 м. В сварочной мастерской допускается иметь по одному запасному баллону с кислородом и ацетиленом.
Баллоны со всеми ядовитыми газами могут храниться как в специальных помещениях, так и на открытом воздухе при условии защиты от атмосферных осадков и солнечных лучей.
Склады для хранения баллонов должны быть одноэтажными, с перекрытиями легкого типа, без чердачных помещений. Высота складского помещения для баллонов должна быть не менее 3,25м.
Стены, перегородки и перекрытия складов должны быть сделаны из несгораемых материалов не ниже 2 степени огнестойкости; окна и двери – открываться наружу; оконные и дверные стекла должны быть матовыми или закрашенными белой краской; склады – должны иметь искусственную или естественную вентиляцию.
Полы складов необходимо делать ровными с нескользкой поверхностью. Склады могут выполняться под навесами с ограждением из сетки. Складское хранение в одном помещении баллонов с кислородом и горючими газами запрещается. Склады делятся на отсеки для хранения не более 500 баллонов (по 40 л) с горючими или ядовитыми газами и не более 1000 баллонов с неядовитыми и негорючими газами.
Баллоны маркируют – выбивают на верхней сферической части металлического корпуса данные: товарный знак, клеймо производителя ОТК, номер баллона, фактическую массу пустого баллона (кг), емкость баллона (л), рабочее и пробное гидравлическое давление (МПа), дата (месяц и год) изготовления и дата очередного освидетельствования.
При укладке баллонов в штабеля высота последних не должна превышать 1,5м, вентили должны быть обращены в одну сторону.
Транспортирование и хранение стандартных баллонов вместимостью более 12л производится с навернутыми колпачками. Перевозить наполненные баллоны можно только на рессорных транспортных средствах.
В качестве прокладок применяют деревянные бруски с вырезанными для баллонов гнездами. Баллоны можно перевозить в вертикальном положении в специальных контейнерах. На баллонах должны быть резиновые кольца толщиной не менее 26мм (по два кольца на каждый баллон) или другие прокладки, предохраняющие от ударов. При разгрузке их следует снимать башмаком вниз.