Человек и среда обитания

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. 5.1). Предохранительные затворы применяют в генераторах ацетилена для исключения обратного проскока пламени от газовой горелки сварочного агрегата в генератор (рис. 5.2).

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:

 

Газ

 

Окраска баллонов

 

Надпись

 

Цвет надписи

 

Цвет полосы

 

Азот

 

Черная

 

Азот

 

Желтый

 

Коричневый

 

Аммиак

 

Желтая

 

Аммиак

 

Черная

 

Тоже

 

Аргон, чистый

 

Серая

 

Аргон, чистый

 

Зеленый

 

Зеленый

 

Ацетилен

 

Белая

 

Ацетилен

 

Красный

 

Красный

 

Водород

 

Темно-зеленая

 

Водород

 

.Красный

 

Красный

 

Воздух

 

Черная

 

Сжатый воздух

 

Белый

 

Белый

 

Гелий

 

Коричневая

 

Гелий

 

Белый

 

Белый

 

Кислород

 

Голубая

 

Кислород

 

Черный

 

Черный

 

Диоксид углерода

 

Черная

 

Диоксид углерода

 

Желтый

 

Желтый

 

 

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

 

Газы

 

Окраска баллонов

Надпись

 

Цвет надписи

 

Цвет полосы

 

Все другие горючие газы

 

Красная

 

Наименование газа

 

Белый

 

Белый

 

Все другие негорючие газы

 

Черная

 

Наименование газа

 

Желтый

 

Желтый

 

 

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);

– аппараты воздухоразделительных  установок и разделения газов, расположенные  внутри теплоизоляционного кожуха;

– резервуары воздушных электрических  переключателей;

– бочки для перевозки сжиженных  газов, баллоны вместимостью до 100 л включительно, установленные стационарно, а также предназначенные для транспортировки и (или) хранения сжатых, сжиженных и растворенных газов;

– генераторы (реакторы) для получения  водорода, используемые гидрометеорологической службой;

– сосуды, включенные в закрытую систему  добычи нефти и газа (от скважин  до магистрального трубопровода);

– сосуды для хранения или транспортировки  сжиженных газов, жидкостей и  сыпучих тел, находящиеся под  давлением периодически при их опорожнении;

– сосуды со сжатым и сжиженными газами, предназначенные для обеспечения  топливом двигателей транспортных средств, на которых они установлены;

сосуды, установленные в подземных  горных выработках.

Для обеспечения безопасной и безаварийной эксплуатации сосуды и аппараты, работающие под давлением, должны подвергаться техническому освидетельствованию  после монтажа и пуска в  эксплуатацию, периодически в процессе эксплуатации, а в необходимых  случаях и внеочередному освидетельствованию.

Объемы, методы и периодичность  технического освидетельствования  оговариваются изготовителем и  указываются в инструкциях по монтажу и эксплуатации. В случае отсутствия таких указаний техническое  освидетельствование проводится по указанию «Правил» ПБ10– 115–96. Так, для сосудов, не подлежащих регистрации в органах Госгортехнадзора России, установлена следующая периодичность: гидравлические испытания пробным давлением один раз в восемь лет, наружный и внутренний осмотр один раз в два года при работе со средой, вызывающей разрушение и физико-химическое превращение материала (коррозия и т. п.) со скоростью не более 0,1 мм в год и 12 месяцев при скорости более 0,1 мм в год.

Сроки и объемы освидетельствований  других типов сосудов и баллонов, зарегистрированных и не зарегистрированных в органах Госгортехнадзора России, также устанавливаются в зависимости  от условий эксплуатации (скорость физико-химических превращений) и типа сосуда.

При гидравлических испытаниях испытываемую емкость заполняют водой, после  чего давление воды плавно повышают до значений пробного давления, указанного в табл. 5.1.

 

Таблица 51 Давление при гидравлических испытаниях

Тип сосуда

 

Пробное давление, МПа

 

Примечание

 

Кроме литых

Литые

Из не металлических материалов

Из не металлических материалов

Криогенные сосуды

Металлопластиковые

 

Рпр = 1,25 К*Ррас

Рпр = 1,50К Ррас

Рпр = 1,30 К Ррас

 

Рпр = 1,60 К Ррас

 

Рпр = 1,25 Ррас – 0,1 МПа

Рпр = (1,25Км + α(1- Км)Ррас К

Ударная вязкость материала более 20 Дж / см Ударная вязкость материала  менее 20 Дж /см

Наличие вакуума в изо< ляционном пространстве

 

 

 

 

К= δго,δt –допустимое напряжение для материала сосуда или его элемента соответственно при 20 °С и расчетной температуре, МПа, Км – отношение массы металлоконструкции к общей массе сосуда; а = 1,3 –для неметаллических материалов с ударной вязкостью более 20 Дж/см2. а = 1,6 –для неметаллических материалов с ударной вязкостью 20 Дж/см2 и менее

 

Применяемая вода должна иметь температуру  не ниже 5 и не выше 40 °С, если иное не оговорено в паспорте на сосуд. Разность температур стенки сосуда и окружающего воздуха во время испытаний не должна вызывать конденсации влаги на поверхности стенок сосуда. Использование сжатого воздуха или другого газа для подъема давления не допускается.

Давление в испытываемом сосуде контролируется двумя манометрами  одного типа, предела измерения, одинаковых классов точности, цены деления. Время  выдержки пробного давления устанавливается  разработчиком и обычно определяется толщиной стенки сосуда. Так, при толщине  стенки до 50 мм оно составляет 10 мин, при 50–100 мм – 20 мин, свыше 100 мм – 30 мин. Для литых неметаллических и  многослойных сосудов независимо от толщины стенки время выдержки составляет 60 мин.

После выдержки под пробным давлением  давление снижается до расчетного, при котором производят осмотр наружной поверхности сосуда, всех его разъемных  и сварных соединений. Сосуд считается  выдержавшим гидравлическое испытание, если не обнаружено:

– течи, трещин, слезок, потения в  сварных соединениях и на основном металле;

–течи в разъемных соединениях;

– видимых остаточных деформаций, падения давления по манометру.

Гидравлическое испытание допускается  заменять пневматическим при условии  контроля этого испытания методом  акустической эмиссии или другим, согласованным с Госгортехнадзором  России.

Техническое освидетельствование  установок, работающих под давлением, зарегистрированных в органах Госгортехнадзора, производит технический инспектор, а установки, не зарегистрированные в этих органах,–лицо, на которое приказом по предприятию возложен надзор за безопасностью эксплуатации установок, работающих под давлением.

Сжиженные газы хранят и перевозят  в стационарных и транспортных сосудах  –цистернах (сосуды для сжиженных газов), которые в случае хранения криогенных жидкостей снабжены высокоэффективной тепловой изоляцией.

Криогенные сосуды номинальным  объемом 6,3...40 л изготовляют в  соответствии с ТУ 26-04-622–87.

Стационарные резервуары изготовляют  объемом до 500 тыс. л и более. В  зависимости от конструкции они  бывают цилиндрической (горизонтальные и вертикальные) и шарообразной формы. Основные параметры и размеры внутренних резервуаров для сжиженных газов регламентированы ТУ 26-04-622–87.

Транспортные сосуды (цистерны) обычно имеют объем до 35 тыс. л. Принципиальная схема такого резервуара представлена на рис. 5.3. Низкие температуры, при которых  эксплуатируются внутренние сосуды криогенных резервуаров и цистерн, накладывают ограничения на материалы, используемые при их изготовлении.