Вимоги безпеки до посудин, що працюють під тиском

До обладнання, що працює під тиском відносяться парові і водяні котли, компресори і балони зі стиснутим або зрідженими газами. До посудин, що працюють під тиском, відносяться ємності, у яких (0,07мПа) або , де V –внутрішній об’єм посудини, л.

Порушення правил експлуатації обладнання, що працює під тиском більше атмосферного призводить до вибуху, а відтак до руйнування будівель і травмування людей.

Основними причинами більшості аварій є:

• недостатня кваліфікація персоналу;
• порушення правил експлуатації, безпеки праці;
• низька трудова і технологічна дисципліна;
• відсутність нагляду і контролю;
• низька якість випробувальних і ремонтних робіт.

Причиною аварій є переповнення або нестача води у паровому котлі. При значному переповненні вода разом з паром потрапляє у паропровід, що стає причиною виникнення гідравлічних ударів такої сили, що призводить до його розриву.

Тривалість вибуху обладнання становить долі секунди, тому потужність вибуху досягає величезної сили.

Вибух посудини під тиском – це таке руйнування її стінок, при якому внутрішній тиск миттєво знижується до атмосферного. Перегріта понад 100 С вода має величезний запас енергії. При миттєвому падінні тиску вода раптово перетворюється на пару, збільшується в об’ємі приблизно у 1700 разів. Це явище носить назву адіабатичного розширення (вибуху).

Енергію при адіабатичному розширенні обчислюють за формулою:

, (28)

де - енергія вибуху, Дж;

, - початковий і кінцевий тиск у посудині, Н/м ;

- об’єм посудини, м ;

- показник адіабати (для повітря n=1,41).

Потужність, що розвивається під час вибуху, кВт визначається за формулою:

, (29)

де - тривалість вибуху, с.

Основні причини вибуху:

• підвищення тиску вище за допустиме значення;
• механічна або хімічна дія, корозія металу;
• дефекти виготовлення або монтажу;
• порушення технологічного режиму і правил експлуатації;
• несправність приладів і арматури і ін.

Причиною вибухів є перенапруження металу через дію високих температур і тиску, що призводить до пластичних деформацій, які знижують міцність металу в якому розвивається явище повзучості.

Механічний розрив стінок котла виникає і через недостатню кількість води в посудині. У цьому випадку тепло, що розраховане на нагрівання і випаровування води не відводиться, а перегріває стінки котла. Внаслідок повзучості металу стінки котла випинаються, потоншуються до утворення тріщин, з появою яких котел розривається. Поява тріщин також виникає тоді коли у перегрітий котел подають воду. При появі випучин, потрібно негайно перекрити подачу тепла і випустити пару, а не подавати воду.

Незадовільна якість води призводить до утворення на внутрішніх стінках накипу, що є небезпечним з фізичної та хімічної точки зору. Статистика свідчить про те, що на кожні 100 аварій, які пов’язані з порушенням водного режиму, 83 виникають через відкладування накипу і шлаку, 17 – внаслідок корозії металу, яка може бути двох типів: загальною і місцевою в місцях клепки внаслідок порушення структури металу.

Причиною пошкодження котельних установок є вибух і спалах пиловидного, рідкого або газоподібного палива.

Для спостереження за правильною роботою та безпечною експлуатацією котли обладнують контрольними, контрольно-вимірювальними приладами та приладами безпеки. Для зручного спостереження їх встановлюють на видному місці.

За допомогою приладів здійснюють контроль за такими параметрами:

• температура і тиск нагрітої пари на виході;
• тиск пари в котлі і температура води, що живить котел;
• рівень води у котлі;
• кількість води, що надходить у котел і кількість пари, що виробляється;
• вміст СО і Н в димових газах і ін.

Для вимірювання тиску встановлюються манометри, що можуть вимірювати тиск у дуже широких межах – від десятих долей до тисяч кг/см .

Для регулювання теплових процесів вводиться автоматичне управління котельним агрегатом. Автоматикою безпеки передбачається автоматичне відключення подачі газу до пальників у випадку несправної роботи окремих пристроїв котла.

Основними деталями автоматики є запобіжні клапани, які автоматично спрацьовують, якщо тиск у котлі підвищується до відповідного значення.

До котельної арматури належать водовказівні прилади, за допомогою яких контролюється рівень води в котлі.

Парові котли характеризується трьома основними параметрами: паропродуктивністю, тиском і температурою перегрітої пари, а водогрійні котли – теплопродуктивністю і температурою гарячої води.

Парові або водогрійні котли встановлюються в окремих будівлях або приміщеннях і експлуатуються відповідно до вимог “Правила улаштування і безпечної експлуатації парових і водогрійних котлів”. Ці правила розповсюджуються на парові котли, що працюють під тиском 0,07 мПа, водогрійні котли з температурою води більше 115 С.

Посудини під тиском можуть бути допущені до роботи на підставі письмового розпорядження адміністрації підприємства, після прийомки їх комісією від монтажної організації і наявності дозволу Держгірпромнагляду.

Власник на балансі якого є посудини під тиском, має зареєструвати їх в органах Держгірпромнагляду, якщо вони відповідають таким вимогам:

(t - 100) V 5,

де t – температура насиченої пари при робочому тиску;

V – об’єм котла, м .

Реєструють котли на підставі письмової заяви власника котла до якою додають такі документи:

• паспорт встановленої форми;
• посвідчення про якість монтажу;
• план приміщення котельні;
• довідка про якість води.

Дозвіл на експлуатацію котельних установок видається після їх реєстрації та технічного огляду, який проводять перед пуском (первинний), періодично в процесі експлуатації (плановий) і в необхідних випадках (позачерговий).

Технічний огляд посудин під тиском полягає у зовнішньому і внутрішньому огляді та гідравлічному випробуванні котла під тиском (в 1,25 – 1,5 рази вище робочого).

Котел вважається таким, що витримав гідравлічне випробування, якщо не виявлено:

• ознак розриву;
• течі, сльозин і потіння у зварних з’єднаннях і на металі;
• залишкової деформації.

Внутрішній огляд котлів здійснюють не рідше одного разу на 4 роки; гідравлічне випробування – не рідше одного разу на 8 років.

Достроковий огляд здійснюють у випадках коли котел:

• не експлуатувався більше одного року;
• був демонтований і знову встановлений;
• ремонтувався;
• за вимогою адміністрації чи органів нагляду.

У аварійних випадках обслуговуючий персонал має негайно зупинити котел. Можливі причини аварійної зупинки мають бути вказані у виробничій інструкції і записані у змінному журналі.

Обслуговуючий персонал несе відповідальність за порушення інструкцій щодо експлуатації посудин під тиском.