9. Безопасность систем, работающих под давлением

9.1. Общая характеристика систем, работающих под давлением. Причины аварий

На предприятиях химической промышленности широко применяются аппараты, сосуды и коммуникации, работающие под давлением. Среди них встречаются стационарные и транспортируемые сосуды (цистерны, баки, болоны), трубопроводы, компрессорные установки, насосы, газгольдеры и ресолверы. Перечисленные системы могут храниться, транспортироваться и эксплуатироваться вместе со сжиженными, сжатыми и растворенными ядовитыми и взрывоопасными газами. Одним из важных условий предупреждения аварий, отравлений и взрывов - герметичность аппаратуры. Причинами взрывов аппаратов могут быть: потеря прочности вследствие перегревов, коррозии, срыва болтов и крышек люков, разрывов или вспучивания стенок и днищ, резкое изменение давления и температуры в сосудах, неправильное изготовление и эксплуатация сосудов, нарушение технологического режима, неисправность арматуры и приборов.

Для безопасной эксплуатации систем, работающих под давлением, существует комплекс профилактических мер в виде требований Госгортехнадзора к материалам, конструкциям сосудов, расчетам, техническим освидетельствованиям сосудов (внутренний ремонт и гидравлические испытания).

9.2. Требования к материалам и конструкциям сосудов. Арматура клапана, техническое освидетельствование сосудов.

В зависимости от давления сосуды классифицируются на сосуды нижнего (до 16 атм.), среднего (до 50 атм.), повышенного (до 100 атм.), высокого давления (не ограниченного). Эти сосуды изготавливаются из углеродистых сталей с гарантированным составом обыкновенного качества, качественной и высоколегированной стали. Для р = 16-50 атм. и Т = -30° до 400° используется сталь - (ГОСТ 380-60); для Т = -40° и р - неограниченного используются котельные стали марок 15К, 20К и 25К (ГОСТ 5520-62) и (ГОСТ 1050-60), удовлетворяющие механическим характеристикам - (ударной вязкости 5 кгм/см и относительное удлинение 16%). Применение цветных металлов ограничено температурой стенки аппарата 150° - для алюминия и 200° - для бронзы.

9.3. Арматура

Для безопасной работы сосуды и аппараты снабжаются следующими контрольными приборами и предохранительными приспособлениями (арматурой):

1) запорными устройствами для отключения сосуда от трубопроводов, проводящих пар, газ или жидкость;

2) приспособлениями для удаления содержимого сосуда;

3) манометрами;

4) предохранительными клапанами, разрывающимися мембранами (реагируют на превышение давления на 10%)

Предохранительные клапана рассчитываются по формуле:

где G - пропускная способность клапанов, кг/ч;

p - абсолютное давление, кгс/см;

F - площадь сечения клапана, см ;

М - молекулярный вес пара или газа;

Т - абсолютная температура пара или газа.

Площадь сечения (в см ) клапанов тарельчатого типа определяется из выражения:

d - внутренний диаметр, см

h - высота подъема клапана

9.4. Техническое освидетельствование

Техническое освидетельствование сосудов, зарегистрированных в органах Госгортехнадзора, является важным профилактическим мероприятием и проводится в присутствии инспектора по котлонадзору. В случаях:

а) реконструкции с применением сварки

б) бездействия более одного газа, складской консервации (более 3-х лет)

в) демонтажа и установки, по усмотрению инспектора.

На предприятиях осуществляется внутренний осмотр, гидравлические испытания и испытания воздухом или инертным газом под давлением сосудов не реже, чем через 2 года. В случае коррозируемой среды - через 12 месяцев. Сосуды с сильнодействующими ядами должны быть подвергнуты перед выполнением дегазации или нейтрализации.

При осмотре сосуды не должны иметь трещин, надрывов, коррозии стенок, раковин, дефектов сварки, трещин между заклепками, порывом головок, следов пропусков.