Раздел 1. Анализ объекта производства.
Назначение конструкции и технические требования
Котёл вагон - цистерна ВЦ-60 (грузоподъемность 20-22 т) предназначена для транспортировки жидкостей, которые помещаются в котле, представляющем собой специфическую форму кузова.
Вагоны-цистерны проектируются с учетом свойств опасных грузов, для перевозок которых они предназначены, и соответственно оснащаются специальными устройствами для выполнения сливоналивных операций и обеспечения безопасности перевозок.
Проектируемый вагон-цистерна предназначен для перевозки серной кислоты.
Серная кислота по степени воздействия на организм человека в соответствии с СН 245-71 относится к веществам высоко опасным - 2-му классу опасности [2].
Цистерну изготавливают в соответствии с требованиями ГОСТ Р 52630-2012 [3], ОСТ 26.260.3-2001 [4] и Федеральным нормам и правилам в области промышленной безопасности "Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением" [30].
Цистерну изготавливают климатического исполнения У (0), категории 1 по ГОСТ 15150-69. [6]
В соответствии с требованиями ГОСТ Р 52630-2012 [3] цистерна состоит из следующих основных сборочных единиц (рис. 1):
- котла с арматурой;
- крепления котла к платформе;
- платформы, оборудованной:
а) тележкой по ГОСТ 9246-2004; [7]
б) автосцепными устройствами с установочными размерами по ГОСТ 3475-81 [8] и контуром зацепления автосцепки по ГОСТ 21447-75 [9], с оборудованием автосцепок верхним и нижним ограничителями вертикальных перемещений и поглощающими аппаратами энергоемкостью не менее 100 кДж в приработанном состоянии;
в) автоматическим тормозом, состоящим из воздухопровода, рычажной передачи с авторегулятором, воздухораспределителя, тормозного цилиндра, запасного резервуара по ГОСТ 1561-75 [10], концевых кранов, разобщительного крана, соединительных рукавов по ГОСТ 2593-2014 [11];
г) стояночным тормозом.
Рисунок 1 Вид вагона-цистерны ВЦ-60
В верхней части котла установлен люк, герметически закрываемый крышкой, на которой смонтирован патрубок для отбора проб и подачи воздуха в котел при разгрузке передавливанием.
Конструкция вагона-цистерны обеспечивает герметизированный верхний слив-налив, что повышает безопасность обслуживания.
Для удобства обслуживания имеется наружная двухсторонняя лестница с помостами возле люка.
Внутренний диаметр котла 2,7 м, наружная длина 11,5 м, рабочий объем котла - 60 м3, рабочее давление – 0,81 МПа.
Согласно ФНП сосуд имеет 1 группу. [5]
Вагон-цистерна снабжена подножками и поручнями для сцепщиков, а также скобами для сигнальных фонарей.
Налив и слив кислоты - верхний. В верхней средней части котла имеется: люк с крышкой, на которой смонтирован патрубок с откидной заглушкой для отвода газов при наливе и штуцер под манометродержатель, сливо-наливное устройство, включающее трубу, люк, воронку и заглушку.
Для предотвращения повышения давления в котле, а также возникновения пониженного давления вагон-цистерна снабжена предохранительным клапаном, отрегулированным на избыточное давление в котле 2,5 кгс/см2 и вакуум 0,2 кгс/см2.
Основные элементы котла и ответственные детали изготавливаются из низколегированных сталей 09Г2С ГОСТ 19281-2014. [12]
При выборе материалов для изготовления сосуда учитывается: расчетное давление, химический состав и характер среды, технологические свойства и коррозионную стойкость материалов.
Для сосудов, устанавливаемых на открытой площадке, при выборе материалов также следует учитывать:
- абсолютную минимальную температуру наружного воздуха данного района, если температура стенки сосуда, находящегося под давлением, может стать отрицательной от воздействия окружающего воздуха;
- среднюю температуру воздуха наиболее холодной пятидневки данного района, если температура стенки сосуда, находящегося под давлением, положительная; при этом категория углеродистых и низколегированных сталей не ниже минус 41 оС.
Элементы, привариваемые непосредственно к корпусу сосуда изнутри или снаружи (цилиндрические опоры, опорные кольца и др.), изготавливаются из материала того же класса, что и корпус.
Согласно ФНП цистерны должны пройти гидравлические испытания. Испытания проводятся с крепежом и прокладками согласно технической документации.[5]
Отличительная окраска цистерн для перевозки серной кислоты:
- вдоль котла цистерны с обеих сторон наносится желтая полоса шириной 500 мм, а на торцевых днищах - то же краской квадрат размером 1×1 м;
- на квадратах центральной части поясных полос с обеих сторон котла наносятся черной краской следующие трафареты (высота букв 150 мм):
ОПАСНО |
СЕРНАЯ КИСЛОТА |
Слова и цифры должны быть написаны шрифтом, предусмотренным альбомом МПС «Знаки и надписи на вагонах железных дорог СССР». [15]
На торцевых днищах сернокислотных цистерн нанесен трафарет о приписке цистерн.
Кроме того, цистерны имеют знаки калибровочного типа, которые указываются металлическими штампованными цифрами.
На цистернах нанесены надписи и цифры о возможности слива-налива закрытым способом, предельного давления воздуха в котле цистерны, грузоподъемности цистерны.
Владельцами цистерн являются преимущественно организации, учреждения или предприятия, производящие или использующие в производстве транспортируемую в цистернах кислоту.
Для каждого типа цистерны заводом-изготовителем в составе технической документации разрабатывается инструкция по эксплуатации, сливу и наливу перевозимого продукта, учитывающая конструктивные особенности конкретной модели.
Кроме того, в отраслях промышленности разрабатываются свои типовые инструкции по обслуживанию специальных цистерн в эксплуатации и выполнению мер безопасности, в которых учитываются свойства конкретного перевозимого продукта и принятая в отрасли технология его погрузки и выгрузки.