Взрывозащита технологического оборудования

     Взрывозащита  технологического оборудования.

 

    Ни  одно производство не обходится без  использования систем повышенного давления (трубопроводов, баллонов и емкостей для хранения или перевозки сжатых, сжиженных и растворенных газов, газгольдеров и т. д.). Любые системы повышенного давления всегда представляют потенциальную опасность.

    Причинами разрушения или разгерметизации  систем повышенного  давления могут быть: внешние механические воздействия, старение систем (снижение механической прочности); нарушение технологического режима; конструкторские ошибки; изменение состояния герметизируемой среды; неисправности в контрольно-измерительных, регулирующих и предохранительных устройствах; ошибки обслуживающего персонала и т. д.

    Взрывозащита  систем повышенного  давления достигается: организационно-техническими мероприятиями; разработкой инструктивных материалов, регламентов, норм и правил ведения технологических процессов; организацией обучения и инструктажа обслуживающего персонала; осуществлением контроля и надзора за соблюдением норм технологического режима, правил и норм техники безопасности, пожарной безопасности и т. п. Кроме того, оборудование повышенного давления должно быть оснащено системами взрывозащиты, которые предполагают:

    - применение гидрозатворов, огнепреградителей, инертных газов или паровых завес;

    - защиту аппаратов от разрушения при взрыве с помощью устройств аварийного сброса давления (предохранительные мембраны и клапаны, быстродействующие задвижки, обратные клапаны и т. д.).

    Рассмотрим  средства обеспечения  безопасности основных элементов систем повышенного давления.

    Чтобы внешний вид трубопровода указывал на свойства транспортируемого  вещества, введена  их опознавательная  окраска (ГОСТ 14202-69): 

 

    Для выделения вида опасностей на трубопроводы наносят  предупреждающие (сигнальные) цветные кольца, количество которых определяет степень опасности. Так, на трубопроводы взрывоопасных, огнеопасных, легковоспламеняющихся веществ наносят красные кольца, безопасных или нейтральных веществ - зеленые, токсичных веществ - желтые. Для обозначения глубокого вакуума, высокого давления, наличия радиации используют также желтый цвет.

    Все трубопроводы подвергают гидравлическим испытаниям при пробном давлении на 25 % выше рабочего, но не менее 0,2 МПа.

    Кроме испытаний водой  на прочность газопроводы, а также трубопроводы для токсичных  газов испытывают на герметичность  воздухом при пробном  давлении, равном рабочему. Отсутствие утечки воздуха  из соединений проверяют  мыльным раствором  или погружением узлов в ванну с водой.

    Газопроводы прокладывают с небольшим  уклоном в сторону  движения газа, а  буферную емкость  снабжают в нижней части спускной трубой с краном для систематического удаления водяного конденсата и масла. Паропроводы снабжают конденсатоотводчиками, которые позволяют предотвратить возникновение гидравлических ударов и пробок. Во избежание возникновения напряжений от тепловых деформаций, особенно в наземных газопроводах, устраивают специальные компенсаторы в виде П-образного участка.

    Трубопроводы  со сжиженными газами прокладывают на расстоянии не менее 0,5 м от трубопроводов с горячим рабочим телом, при этом последние изолируют, а трубопроводы с легко замерзающими газами монтируют рядом с паропроводами и трубопроводами горячей воды. Для предотвращения ожогов кислотами и щелочами фланцевые соединения трубопроводов закрывают защитными кожухами. Трубопроводы для транспортирования жидкого и газообразного кислорода периодически, а также после каждого ремонта обезжиривают. Для обезжиривания используют тетрахлорид углерода, трихлорэтилен или тетрахлорэтилен.

    Трубопроводы, по которым в зону реакции к аппарату или устройству подается горючее и окислитель, оборудуют специальными устройствами: автоматическими задвижками, обратными клапанами, гидравлическими затворами, огне- и взрывопреградителями. Обратные клапаны препятствуют обратному ходу потока рабочего тела в случае начала процесса горения и появления противодавления (рис. 1.1).

      
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Предохранительные затворы применяют  в генераторах  ацетилена для  исключения обратного проскока пламени от газовой горелки сварочного агрегата в генератор.

    Стационарные  сосуды, баллоны для  хранения и перевозки  сжатых, сжиженных  и растворенных газов: баллоны (ГОСТ 949-73) изготовляют малой (0,4...12 л), средней (20...50 л) и большой (80....500 л) вместимости. Баллоны малой и средней вместимости изготовляют из углеродистой стали на рабочее давление 10, 15 и 20 МПа, из легированной стали - на 15 и 20 МПа. У горловины каждого баллона на сферической части выбивают следующие данные: товарный знак предприятия-изготовителя, дату (месяц и год) изготовления (последнего испытания) и год следующего испытания; вид термообработки (нормализация, закалка с отпуском); рабочее и пробное гидравлическое давление (мПа); вместимость баллона, л; массу баллона, кг; клеймо ОТК; обозначение действующего стандарта.

    Наружная  поверхность баллонов окрашивается в определенный цвет, на нее наносится  соответствующая  надпись и сигнальная полоса. Окраска баллонов для наиболее часто  используемых промышленных газов приведена ниже: 

 

    Для горючих и негорючих  газов, не обозначенных в ПБ10-115-96 (Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением), предусмотрена следующая гамма цветов: 

 

    Сигнальная  окраска баллонов и цистерн позволяет  исключить образование  смеси «горючее - окислитель» вследствие заполнения емкостей рабочим телом, для которого они не предназначены.

    Для предотвращения проникновения  в опорожненный баллон посторонних газов, а также для определения (в необходимых случаях), какой газ находится в баллоне, или герметичности баллона и его арматуры заводы-наполнители принимают опорожненные баллоны с остаточным давлением не менее 0,05 МПа, а баллоны для растворенного ацетилена - не менее 0,05 и не более 0,1 МПа.

    Взрыв ацетиленовых баллонов может быть вызван старением пористой массы (активированного угля в ацетоне), в которой растворяется ацетилен. Образование смеси горючее - окислитель в кислородных баллонах чаще всего связано с попаданием в его вентиль масел; в водородных - с загрязнением их кислородом, а также с появлением в них окалины.

    Действующие в настоящее время  Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением (ПБ-115-96), распространяются на:

    - сосуды, работающие под давлением воды с температурой выше 115 °С или другой жидкости с температурой, превышающей температуру кипения при давлении 0,07 МПа, без учета гидростатического давления;

    - сосуды, работающие под давлением пара или газа свыше 0,07 МПа;

    - баллоны, предназначенные для транспортирования и хранения сжатых, сжиженных и растворенных газов под давлением свыше 0,07 МПа;

    - цистерны и бочки для транспортирования и хранения сжиженных газов, давление паров которых при температуре до 50 °С превышает давление 0,07 МПа;

    - цистерны и сосуды для транспортирования или хранения сжатых, сжиженных газов, жидкостей и сыпучих тел, в которых давление выше 0,07 МПа создается периодически для их опорожнения;

    - барокамеры.

    Правила не распространяют своего действия на:

    - сосуды, изготавливаемые в соответствии с «Правилами устройства и безопасной эксплуатации оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок», утвержденными Госатомэнергонадзором России, а также сосуды, работающие с радиоактивной средой;

    - сосуды вместимостью не более 0,025 м³ независимо от давления, используемые для научно-экспериментальных целей;

    - сосуды и баллоны вместимостью не более 0,025 м³, у которых произведение давления в МПа на вместимость в м³ не превышает 0,02;

    - сосуды, работающие под давлением, создающимся при взрыве внутри их в соответствии с технологическим процессом;

    - сосуды, работающие под вакуумом;

    - сосуды, состоящие из труб с внутренним диаметром не более 150 мм без коллекторов, а также с коллекторами; выполненными из труб с внутренним диаметром не более 150 мм, а также ряд других типов сосудов (сосуды, устанавливаемые на морских и речных судах, самолетах и других летательных аппаратах; воздушные резервуары тормозного оборудования подвижного состава железнодорожного транспорта, автомобилей и других средств передвижения; сосуды специального назначения военного ведомства и т. д.);

    - сосуды, на которые распространяется действие «Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением», до пуска их в эксплуатацию должны быть зарегистрированы в органах Госгортехнадзора России. Исключение составляют:

    - сосуды 1-й группы, работающие при температуре стенки не выше 200° С, у которых произведение давления в МПа на вместимость в м³ не превышает 0,05, а также сосуды 2-й, 3-й, 4-й групп, работающие при указанной выше температуре, у которых произведение давления в МПа на вместимость в м³ не превышает 0,1 (к первой группе относятся сосуды, содержащие взрывоопасные и пожароопасные среды, или вещества 1-го и 2-го классов опасности по ГОСТ 12.1.007 независимо от температуры стенки и расчетного давления (выше 0,07 МПа). 2-я, 3-я, 4-я группы сосудов определяются расчетным давлением и температурой стенки, при условии, что сосуд не содержит среду, указанную для группы 1);