IX. Безопасность систем, работающих под давлением 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).

Требования к материалам и конструкциям сосудов.

В зависимости от давления сосуды классифицируются на сосуды нижнего (до 16 атм.), среднего (до 50 атм.), повышенного (до 100 атм.) и высокого давления (неограниченного).

Эти сосуды изготавливаются из углеродистых сталей с гарантированным составом обыкновенного качества, качественной и высоколегированной стали.

Для р=16-50 атм. и Т= -30⁰ до 400⁰ используется сталь – ГОСТ 380-60;

для Т=-40⁰ и р – неограниченного – используются котельные стали марок 15К, 20К и 25К (ГОСТ 5520-62 и ГОСТ 1050-60), удовлетворяющие механическим характеристикам (ударная вязкость 5 кг/см и относительное удлинение 16%).

Применение цветных металлов ограниченно температурой стенки аппарата 150⁰ – для алюминия и 200⁰ – для бронзы.

Арматура

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

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

• приспособлениями для удаления содержимого сосуда;

• манометрами;

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

Предохранительный клапан рассчитывается по формуле:

G=220pF ,

где G – пропускная способность клапанов, кг/ч;

р – 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:

F=2,22dh,

где d – внутренний диаметр, см;

h – высота подъема клапана.

Техническое освидетельствование сосудов

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

• реконструкции с применением сварки;

• бездействия более одного газа, складской консервации (более трех лет);

• 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 испытанием дегазации или нейтрализации.

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