Безопасная эксплуатация сосудов, работающих под давлением

Безопасная эксплуатация сосудов, работающих под давлением

 

Сосуд, работающий под давлением – это герметически закрытая ёмкость (аппарат), предназначенная для ведения химических, тепло-вых и других технологических процессов, а также для хранения и транспортирования газообразных, жидких и других веществ. Границей сосуда являются входные и выходные штуцеры.

 

Распространёнными сосудами под давлением являются баллоны, цистерны, бочки.

 

Баллон – сосуд, имеющий одну или две горловины для установки вентилей, фланцев и штуцеров, предназначенных для транспортирова-ния, хранения и использования сжатых, сжиженных или растворённых под давлением газов.

 

Бочка – сосуд цилиндрической или другой формы, который мож-но перекатывать с одного места на другое и ставить на торцы без до-полнительных опор, предназначенный для транспортирования и хра-нения жидких и других веществ.

 

Цистерна – передвижной сосуд, постоянно установленный на раме железнодорожного вагона, на шасси автомобиля (прицепа) или на других средствах передвижения, предназначенный для транспортиро-вания и хранения газообразных, жидких и других веществ.

 

Потенциальная опасность сосудов заключается в возможности, при определённых условиях, физического или химического взрыва, тепловых и химических ожогов, механических травм, разрушений оборудования и помещений, а в случае применения токсичных ве-ществ – отравления работающих.

 

Физическим взрывом называется освобождение работы адиаба-тического сжатия паров или газов при разгерметизации или наруше-нии механической прочности корпуса ёмкости, в которой находится вещество под большим давлением.

 

Химический взрыв может произойти при разгерметизации сис-тем, содержащих сжатые, сжиженные или растворённые горючие газы и жидкости, которые при соединении с кислородом воздуха образуют взрывоопасные смеси.

Причины взрывов сосудов и баллонов:

 

-  нагрев баллонов солнцем, открытым огнём;

 

19

 

• быстрое наполнение баллонов при зарядке;

 

• падение баллонов и удары о твёрдые предметы (поверхности);

 

• попадание масел на арматуру или горловину кислородных баллонов;

 

• низкое качество или осадка пористой массы в ацетиленовых баллонах;

 

• быстрый выпуск газа из баллонов, вызывающий искры в струе газа;

 

• заполнение баллонов газами или жидкостями, для которых они не предназначены;

 

• появление дефектов (например, литейных раковин, газовых пор, трещин, прожогов и др.), снижающих прочностные характеристи-ки баллонов и сосудов;
• нарушение режимов эксплуатации.

 

Проектирование, устройство, изготовление, монтаж, испытания, ремонт и эксплуатация систем, работающих под избыточным внутрен-ним давлением, регламентируется «Правилами устройства и безопас-ной эксплуатации сосудов, работающих под давлением» ПБ 03-576–03.

 

Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, рабо-тающих под давлением, распространяются на следующее оборудо-вание:

 

1. Сосуды, работающие под давлением воды с температурой выше 115 ° С или другой жидкости с температурой, превышающей температуру кипения при давлении 0,07 МПа, без учёта гидростатиче-ского давления.

 

2. Сосуды,  работающие под давлением пара или газа свыше

0,07 МПа.

 

3. Баллоны, предназначенные для транспортирования и хранения сжатых, сжиженных и растворённых газов под давлением свыше

0,07 Мпа.

4. Цистерны и бочки для транспортирования и хранения сжатых

• сжиженных газов, давление паров которых при температуре до 50 ° С превышает давление 0,07 МПа.

 

5. Цистерны и сосуды для транспортирования или хранения сжа-тых, сжиженных газов, жидкостей и сыпучих тел, в которых давление выше 0,07 МПа создаётся периодически для их опорожнения.
6. Барокамеры.

Правила не распространяются на перечисленные ниже сосуды:

 

• сосуды, изготавливаемые в соответствии с «Правилами уст-ройства и безопасной эксплуатации оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок», утверждаемыми Ростехнадзором,
• также сосуды, работающие с радиоактивной средой;
• сосуды вместимостью не более 0,025 м3 (25 л) независимо от давления, используемые для научно-экспериментальных целей. При определении вместимости из общей ёмкости сосуда исключается объ-

 

20

 

ём, занимаемый футеровкой, трубами и другими внутренними устрой-ствами. Группа сосудов, а также сосуды, состоящие из отдельных кор-пусов, соединённые между собой трубами с внутренним диаметром более 100 мм, рассматриваются как один сосуд;

 

• сосуды и баллоны вместимостью не более 0,025 м3 (25 л), у которых произведение давления в МПа на вместимость в м3 не превы-

шает 0,02;

 

• сосуды, работающие под давлением, создающимся при взрыве внутри них в соответствии с технологическим процессом;

 

• сосуды, работающие под вакуумом;

 

• сосуды, устанавливаемые на морских, речных судах и других плавучих средствах (кроме драг);

 

• сосуды, устанавливаемые на самолётах и других летательных аппаратах;

 

• воздушные резервуары тормозного оборудования подвижного состава железнодорожного транспорта, автомобилей и других средств передвижения;

 

• сосуды специального назначения военного ведомства;

 

• приборы парового и водяного отопления;

 

• трубчатые печи;

 

• 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.

 

Проекты сосудов и их элементов (в том числе запасных частей к ним), а также проекты их монтажа или реконструкции должны выпол-няться организациями, имеющими разрешение (лицензию) органов Ростехнадзора на проведение соответствующих работ, полученное в соответствии с «Положением о порядке выдачи специальных разреше-ний (лицензий) на виды деятельности, связанные с повышенной опас-ностью промышленных производств (объектов) и работ, а также с обеспечением безопасности при пользовании недрами».

Проекты и технические условия на изготовление сосудов должны согласовываться и утверждаться в установленном порядке. Отступле-ние от настоящего порядка может быть допущено лишь в исключи-тельном случае по разрешению Ростехнадзора. Для получения разре-шения необходимо представить Ростехнадзору соответствующее обос-нование, а в случае необходимости − заключение специализированной научно-исследовательской или экспертной организации.

 

Соответствие сосуда требованиям должно быть подтверждено из-готовителем (поставщиком) оборудования сертификатом соответствия, выданным сертификационным центром. Копия сертификата соответст-вия прилагается к паспорту сосуда.

 

Конструкция сосудов должна обеспечивать надёжность и безо-пасность эксплуатации в течение расчётного срока службы и преду-

 

21

 

сматривать возможность проведения технического освидетельствова-ния, очистки, промывки, полного опорожнения, продувки, ремонта, эксплуатационного контроля металла и соединений. Для каждого со-суда в паспорте указывается расчётный срок службы с учётом условий эксплуатации.

 

Устройства, препятствующие наружному и внутреннему осмот-рам сосудов (мешалки, змеевики, рубашки, тарелки, перегородки и другие приспособления), должны быть съёмными. При применении приварных устройств должна быть предусмотрена возможность их удаления для проведения осмотров и последующей установки на ме-сто. Порядок съёма и установки приварных устройств должен быть указан в инструкции по монтажу и эксплуатации сосуда.

 

На каждом сосуде должен быть предусмотрен вентиль, кран или другое устройство, позволяющее осуществлять контроль за отсутстви-ем давления в сосуде перед его открыванием; при этом отвод среды должен быть направлен в безопасное место.

 

Все сосуды должны быть снабжены необходимым количеством люков и смотровых лючков, обеспечивающих осмотр, очистку и ре-монт сосудов, а также монтаж и демонтаж разборных внутренних уст-ройств, а сосуды, которые в процессе эксплуатации изменяют своё положение в пространстве, должны иметь приспособления, предот-вращающие их самоопрокидывание.

 

Конструкция сосудов, обогреваемых горячими газами, должна обеспечивать надёжное охлаждение стенок, находящихся под давлени-ем, до расчётной температуры. Установки воздухосборников, холо-дильников воздуха и других сосудов, рабочей средой которых является сжатый воздух, должны удовлетворять требованиям ПБ 03-581–03 «Правила устройства и безопасной эксплуатации стационарных ком-прессорных установок, воздухопроводов и газопроводов». Заземление и электрическое оборудование сосудов должны соответствовать «Пра-вилам технической эксплуатации электроустановок потребителей» и «Правилам техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей».

 

При сварочных работах должны выполняться стыковые швы с полным проплавлением. Допускаются сварные соединения в тавр и угловые с полным проплавлением для приварки плоских днищ, пло-ских фланцев, трубных решёток, штуцеров, люков, рубашек. Приме-нение нахлёсточных сварных швов допускается для приварки к корпу-су укрепляющих колец, опорных элементов, подкладных листов, пла-стин под площадки, лестницы, кронштейны и т.п.

 

Все сварные швы должны быть доступны для контроля при изго-товлении, монтаже и эксплуатации сосудов. Сварочные материалы, применяемые для сварки сосудов, должны соответствовать требовани-

 

22

 

ям стандартов и технических условий, что должно подтверждаться сертификатом организации-изготовителя.

 

Организация-изготовитель, монтажная или ремонтная организа-ция обязаны применять такие виды и объёмы контроля своей продук-ции, которые гарантировали бы выявление недопустимых дефектов, ее высокое качество и надёжность в эксплуатации.

В процессе изготовления сосудов должны проверяться:

 

• соответствие металла свариваемых деталей и сварочных мате-риалов требованиям нормативной документации (НД);

 

• соответствие качества подготовки кромок и сборки под сварку требованиям действующих стандартов и чертежей;

 

• соблюдение технологического процесса сварки и термической обработки, разработанных в соответствии с требованиями НД.

 

Гидравлическому испытанию подлежат все сосуды после их изго-товления. Сосуды, изготовление которых заканчивается на месте уста-новки, транспортируемые на место монтажа частями, подвергаются гидравлическому испытанию на месте монтажа.

 

Для гидравлического испытания сосудов должна применяться во-да с температурой не ниже 5 ° С и не выше 40 ° С, если в технических условиях не указано конкретное значение температуры, допускаемой по условию предотвращения хрупкого разрушения. Разность темпера-тур стенки сосуда и окружающего воздуха во время испытаний не должна вызывать конденсации влаги на поверхности стенок сосуда. По согласованию с разработчиком проекта сосуда вместо воды может быть использована другая жидкость.

 

Давление в испытываемом сосуде следует повышать плавно. Ско-рость подъёма давления должна быть указана: для испытания сосуда в организации-изготовителе – в технической документации, для испыта-ния сосуда в процессе работы – в инструкции по монтажу и эксплуата-ции. Использование сжатого воздуха или другого газа для подъема давления не допускается.

 

Давление при испытании должно контролироваться двумя мано-метрами. Оба манометра выбираются одного типа, предела измерения, одинаковых классов точности, цены деления. Время выдержки сосуда под пробным давлением устанавливается разработчиком проекта. По-сле выдержки под пробным давлением давление снижается до расчёт-ного, при котором производят осмотр наружной поверхности сосуда, всех его разъёмных и сварных соединений.