1.2. Безпечність технологічного процесу
Загальні вимоги до виробничих процесів регламентуються ГОСТ 12.3.002-75. Вони передбачають:
усунення безпосереднього контакту працівників з вихідними матеріалами, заготовками, напівфабрикатами, готовою продукцією та відходами виробництва, котрі справляють небезпечну дію;
заміну технологічних процесів та операцій, пов'язаних з виникненням небезпечних та шкідливих виробничих факторів, процесами та операціями, при виконанні котрих ці фактори відсутні ' або мають меншу інтенсивність;
комплексну механізацію та автоматизацію виробництва;
застосування дистанційного керування технологічними процесами та операціями за наявності небезпечних і шкідливих виробничих факторів;
герметизацію обладнання;
застосування засобів колективного захисту працівників;
раціональну організацію праці та відпочинку з метою профілактики монотонності та гіподинамії, а також зниження важкості праці;
своєчасне отримання інформації про виникнення небезпечних та шкідливих виробничих факторів на окремих технологічних операціях;
запровадження систем керування технологічними процесами, котрі забезпечують захист працівників та аварійне вимкнення виробничого обладнання;
своєчасне видалення та знешкодження відходів виробництва, котрі є джерелами небезпечних і шкідливих виробничих факторів;
забезпечення пожежо- та вибухобезпеки. Значною мірою безпека виробничих процесів залежить від організації та раціональності планування цехів, дільниць, від рівня облаштованості робочих місць, виконання вимог безпеки до виробничих приміщень, зберігання, транспортування, складання вихідних матеріалів, заготовок та готової продукції, а також від видалення відходів, їхньої утилізації, від дотримання вимог безпеки, що ставляться, до виробничого персоналу.
2. Безпечна експлуатація систем під тиском і кріогенної техніки.
2.1.Вимоги до посудин що працюють під тиском, причини аварій і нещасних випадків при експлуатації
До посудин, що працюють під тиском, належать:
герметично закриті ємності, які призначені для здійснення хімічних і теплових процесів, а також для зберігання і перевезення стиснених, зріджених і розчинених газів і рідин;
посудини, які працюють під тиском води з температурою вище 115 °С або іншої рідини з температурою, що перевищує температуру кипіння при тиску 0,007 МПа (0,7 кгс/см2), без врахування гідростатичного тиску;
посудини, що працюють під тиском пари або газу, вищим 0,07 МПа (0,7 кгс/см2);
балони, призначені для транспортування і зберігання зріджених, стиснених і розчинених газів під тиском, вищим 0,07 МПа (0,7 кгс/см2);
цистерни та бочки для транспортування І зберігання зріджених газів, тиск пари котрих при температурі до 50 °С перевищує тиск понад 0,07 МПа (0,7 кгс/см2);
цистерни і посудини для транспортування і збереження зріджених, стиснутих газів, рідин і сипких тіл, в яких тиск вище 0,07 МПа (0,7 кгс/см2) утворюється періодично для "їх випорожнення; барокамери.
Причинами вибухів котельних установок є перегрівання стінок котла (внаслідок упускання води), або недостатнє охолодження внутрішніх стінок внаслідок накопичення накипу, а також раптове руйнування стінок котла внаслідок появи в них тріщин або втомних утворень, зумовлених перевищенням тиску порівняно з розрахунковим у випадку несправності запобіжних пристроїв. Компресорні установки можуть вибухати внаслідок недотримання вимог експлуатації двигунів установки та умов наповнення повітрозбирача. Основними причинами вибухів є:
перегрівання поршневої групи, що викликає активне розкладання вуглеводнів, суміш котрих з повітрям призводить до утворення вибухонебезпечного середовища;
застосування легкоплавких масел, здатних розкладатись при невисоких температурах;
накопичення статичної електрики на корпусі компресора або повітрозбирача, що призводить до іскріння від пилинок в повітрі, котре всмоктується;
перевищення тиску в повітрозбирачі внаслідок несправності запобіжника.
Стосовно систем трубопроводів причиною розгерметизації може бути замерзання конденсату, деформації внаслідок теплових розширень. Балони можуть вибухати від ударів, падіння, взаємних ударів, перегрівання, внутрішнього тиску, що підвищується, порушення роботи вентилів, наповнення іншим газом. У випадку сумісного зберігання балонів, наповнених різними газами, в приміщенні може утворюватися вибухонебезпечне середовище від суміші газів, котрі незначно просочуються через вентилі.
Вибух ацетиленових балонів може бути викликаний старінням пористої маси (активоване вугілля) в ацетоні, в котрій розчиняється, ацетилен. Внаслідок цього газ переходить з розчиненого у вільний стан, а оскільки балон знаходиться під тиском, то він полімеризується з вибухом.
Утворення вибухонебезпечної суміші в кисневих балонах пов'язується з проникненням в його вентиль масла, а у водневих — викликається проникненням кисню, появою в них окалини.
Посудини, що працюють під тиском - це герметично закриті ємкості, які призначені для ведення хімічних, теплових та інших технологічних процесів, а також для зберігання і перевезення газоподібних, рідких та інших речовин, що знаходяться під надлишковим тиском.
До них належать: парові та водогрійні котли; компресори; холодильні установки; стаціонарні посудини; балони і газгольдери; трубопроводи пари, газу та гарячої води.
Небезпека при експлуатації полягає у можливому раптовому вибуху великої потужності за рахунок вивільнення енергії адіабатичного розширення пари або газу. Так, при вибуху посудини, яка знаходиться під тиском 1МПа, при її об'ємі 1 м3, вивільняється енергія близько 10 МВт. При цьому руйнуються технологічні конструкції, що часто супроводжується важкими травмами.
Посудини, що працюють під тиском, належать до обладнання підвищеної небезпеки. Залежно від умов роботи посудини поділяються на дві групи.
Класифікація посудин та апаратів першої групи, що працюють під тиском
Усе обладнання першої групи реєструється і перебуває під контролем органів Держнаглядохоронпраці України.
Посудини з умовами роботи, відмінними від посудин першої групи, належать до другої групи. Вимоги безпеки до таких посудин наведені у галузевих правилах безпеки. Вони не підлягають реєстрації в органах Держнаглядохоронпраці України. Нагляд за об'єктами цієї групи здійснює підприємство, яке несе відповідальність за безпечну експлуатацію, виконання ремонтних робіт та контроль за цими об'єктами.
Обладнання, що працює під тиском, підлягає технічному опосвідченню до пуску в роботу, періодично в процесі експлуатації і, в необхідних випадках, - позачергово.
Посудини, що належать до першої групи, до пуску в роботу повинні пройти опосвідчення органами Держнаглядохоронпраці і отримати дозвіл на експлуатацію.
Технічне опосвідчення посудин, що працюють під тиском, буває двох видів:
зовнішній і внутрішній огляд - не рідше одного разу на 4 роки;
гідравлічне випробування - не рідше одного разу на 8 років.
Технічне опосвідчення посудин, що працюють під тиском, проводиться представником Держнаглядохоронпраці і представником підприємства.
Зовнішній і внутрішній огляд проводиться після попередньої підготовки обладнання. Наприклад, котел охолоджують і ретельно очищують від накипу, сажі та шлакових відкладень. За необхідності частково чи повністю знімається обмуровка. Якщо товщина стінок посудини зменшилась на 30% і більше, порівняно з розрахунковою, то посудина бракується.
Результати технічного опосвідчення заносяться у паспорт обладнання.
Кожна посудина, що працює під тиском, повинна мати паспорт форматом 210x297 мм у твердій обкладинці. У паспорті вказується реєстраційний номер. При передачі посудини іншому власнику разом з нею передається паспорт. У паспорті наводиться характеристика посудини (робочий тиск. МПа, температура стінки, °С, робоче середовище та його корозійні властивості, місткість, м3), відомості про основні частини посудини (розміри, назва основного металу, дані про зварювання (паяння)), дані про штуцери, фланці, кришки і кріпильні вироби, про термообробку посудини та її елементів. Наводиться перелік арматури, контрольно-вимірювальних приладів та приладів безпеки. В паспорті також записуються відомості про місцезнаходження посудини, вказується особа, відповідальна за справний стан і безпечну дію посудини. Записуються інші дані про встановлення посудини (корозійність середовища, протикорозійне покриття, теплова ізоляція, футеровкс), відомості про заміну і ремонт основних елементів посудини, що працюють під тиском та арматури. До паспорта вносяться дані щодо результатів опосвідчення. Після реєстрації посудини на останній сторінці записуються реєстраційний номер та реєструючий орган.
Холодильні установки оглядаються і випробуються 1 раз на 3 роки під тиском азоту або діоксиду вуглецю, оскільки потрапляння води в систему може призвести до її псування.
Технічне опосвідчення балонів проводиться на підприємствах або газонаповнюючих станціях, а також на спеціальних ремонтно-випробувальних пунктах.
Трубопроводи пари і гарячої води поділяються на чотири категорії залежно від робочих параметрів середовища. До категорій І, II, III належать трубопроводи з тиском 1,6 ... 3,9 мПа і температурою середовища 250... 580°С, до IV категорії - трубопроводи з температурою середовища 115... 250 °С та тиском 0,07... 1,6 мПа. Держнаглядохоронпраці контролює трубопроводи І категорії з умовним проходом більше 70 мм та трубопроводи II, Ш категорій з умовним проходом більше 100 мм. Технічне опосвідчення цих трубопроводів проводиться Держнаглядохоронпраці у такі терміни:
зовнішній огляд та гідравлічне випробування до початку експлуатації;
зовнішній огляд - не рідше одного разу на 3 роки;
зовнішній огляд та гідравлічне випробування після кожного ремонту з використанням зварювання, а також при пуску трубопроводів, що були на консервації більше 2 років.
Трубопроводи IV категорії та всі інші, що не відповідають наведеним вище параметрам, контролюють та випробують підприємства, що їх експлуатують, у встановленому порядку.
Гідравлічне випробування трубопроводів на міцність і щільність швів та з'єднань проводиться пробним тиском, який дорівнює 1,25 робочого.