17.4. Заходи безпеки при експлуатації стаціонарних посудин, що працюють під тиском
На цукрових, кондитерських, пивобезалкогольних та інших харчових підприємствах для технологічних, енергетичних та піших потреб широко використовуються стаціонарні посудини різного призначення, що працюють під тиском (автоклави, випарні апарати й агрегати, сепаратори, бродильні апарати, карбонізатори, ресивери тощо). Небезпека при їх експлуатації полягає у зриві болтів і кришок люків, випинанні і розриві днищ та інших видах руйнування.
Основними причинами аварій цих посудин є дефекти виготовлення, корозійне руйнування та інші види пошкоджень, порушення технологічного режиму й правил експлуатації, несправності арматури, приладів та пристроїв безпеки.
Безаварійна експлуатація стаціонарних посудин, що працюють під тиском, досягається такими заходами та засобами.
Конструкція посудин має бути надійною, забезпечувати безпеку при експлуатації, можливість внутрішнього огляду, очищення та ремонту. Зварні шви повинні бути тільки стиковими і доступними для контролю при виготовленні, монтажу і експлуатації посудини. Матеріали, призначені для їх виготовлення і ремонту, повинні мати сертифікати якості.
Зниження допустимого тиску стаціонарних посудин внаслідок корозії стінок у процесі експлуатації обчислюють за формулою (17.1), наведеною при розрахунку котла.
Стаціонарні посудини, залежно від їх конструкції і призначення, оснащуються відповідними контрольно-вимірювальними приладами, запобіжними пристроями, засобами автоматизації, покажчиками рівня рідини, запірною або запірно-регулювальною арматурою.
Якщо з якихось причин не можна застосувати запобіжні клапани (наприклад, не забезпечується їх надійна робота), для попередження підвищення тиску у посудині вище критичного використовуються розривні запобіжні мембрани. Вони прості за конструкцією і відрізняються миттєвою дією. При тиску, що перевищує робочий не більше ніж на 25%, мембрана розривається і тиск у посудині падає.
Товщина мембран δвизначається за формулами:
а) металеві мембрани, які працюють на зріз (мідь, алюміній), мм:
, (17.3)
де р- тиск зрізу мембрани, Па;D- діаметр робочої частини мембрани, мм;σзр - тимчасовий опір зрізу, Па;
б) мембрани з крихких матеріалів, які працюють на руйнування (чавун), мм:
, (17.4)
де r- радіус мембрани, мм;р - тиск руйнування мембрани, Па;σзг- межа міцності на згин, Па.
Посудини із швидкознімними затворами повинні мати запобіжні пристрої, що виключають можливість роботи при негерметично закритій кришці. Такі посудини також мають бути оснащені замками з ключ-маркою.
17.5. Заходи безпеки при експлуатації балонів
Будь-який виробничий процес неможливий без застосування різноманітних балонів, призначених для зберігання, перевезення та використання стиснених (азот, повітря, кисень, сірководень), зріджених (аміак, сірчистий ангідрид, діоксид вуглецю, фреон) чи розчинних (ацетилен) газів під тиском 0,6 ..15 МПа.
Причини вибухів можна поділити на загальні для всіх балонів і на специфічні - для окремих із них. До загальних відносяться: удари або падіння балонів, особливо при високих чи низьких температурах, оскільки у першому випадку різко зростає тиск у балоні за рахунок нагрівання газу, що міститься у ньому, а у другому - матеріал, з якого виготовлений балон, набуває крихкості; переповнення балона зрідженим газом без залишення вільного нормованого об'єму (близько 10% усього об'єму балона); нагрівання балона сонячними променями чи від інших джерел, що спричиняє збільшення тиску у ньому вище допустимого, помилкове використання балона, наприклад, наповнення кисневого балона метаном, занадто швидке наповнення балона, яке також супроводжується різким нагріванням газу і, як наслідок, збільшенням тиску.
Вибуху балонів внаслідок ударів, падінь запобігають підвищенням їх механічної міцності за рахунок застосування спеціальних матеріалів і способів виготовлення, контролю якості виготовлення та обладнанням запобіжними ковпаками й опорними башмаками. Для виготовлення балонів застосовують вуглецеву та леговану сталь. Якщо гази перебувають під тиском до 3 МПа, допускається застосування зварних конструкцій, при більш високому тиску - безшовних.
Вибухи балонів через неправильне наповнення чи швидкий відбір газу попереджують обладнанням їх вентилями з редукційними клапанами, які забезпечують відбір газу при більш низькому тиску, ніж у балоні.
Для запобігання неправильному використанню балонів, призначених для різних газів, бокові штуцери вентилів повинні мати різну різьбу (для кисню та інертних газів - праву, для горючих - ліву). Крім того, балони фарбують у відповідний колір, наносять на них кольорові смуги та написи (табл. 17.3.). Балони також маркують - вибивають на верхній сферичній частині металевого корпусу такі дані: товарний знак та клеймо ВТК підприємства-виготовлювача, номер балона, фактичну масу порожнього балона (кг) та його місткість (л), робочий та пробний гідравлічний тиск (МПа), дату (місяць, рік) виготовлення і наступного опосвідчення. На балонах місткістю до 5 л або товщиною стінки менше 5 мм паспортні дані можуть бути вибиті на пластині, припаяній до балона, або нанесені фарбою.
При експлуатації у приміщеннях балони необхідно розміщувати на відстані не менше 1,0 м від радіаторів опалення та інших опалювальних приладів і печей та на відстані не менше 5,0 м від джерел відкритого полум'я. Переміщення балонів має здійснюватися на спеціально пристосованих для цього візках або за допомогою інших пристроїв.
Балони з газом належить транспортувати і зберігати із накрученими ковпаками, а для горючих газів - із ковпаками та заглушками. Під час перевезення у горизонтальному положенні на ресорному транспорті або на автокарах між балонами встановлюються прокладки із дерев'яного брусся з вирізаними гніздами, мотузкових або гумових кілець товщиною не менше 25 мм (по два кільця на балон). При цьому балони укладають вентилями в один бік. Перевезення балонів у вертикальному положенні здійснюють у спеціальних контейнерах або без них із використанням прокладок між балонами і загорожі від можливого падіння.
Таблиця 17.3