Общие требования безопасности к сосудам, работающим под давлением

Сосудами, работающими под давлением, называются герме­тически закрытые емкости, предназначенные для ведения в них химических и тепловых процессов, а также для хранения и перевозки сжатых, сжиженных и растворенных газов и жид­костей под давлением. Основная опасность при эксплуатации таких сосудов заключается в возможном их разрушении и про­явлении действия силы внезапного адиабатического расшире­ния газов и паров, так называемом физическом взрыве. Мощ­ность таких взрывов может быть очень большой. Например, мощность взрыва (разрыва) сосуда вместимостью 1 м³ содер­жащего воздух под давлением 1 МПа (10 кгс/см²), составляет 13.2 МВт. Если же в сосуде при тех же условиях находится во­дяной пар, то мощность уже будет около 200 МВт.

Наиболее частыми причинами разрушения таких сосудов являются: недостатки конструкции; превышение допустимого давления; потеря механической прочности материала сосуда вследствие коррозии, внутренних дефектов, местных перегревов и других причин; неисправность защитных устройств, непра­вильная эксплуатация.

Для предотвращения аварий таких сосудов они должны из­готовляться и эксплуатироваться в соответствии с действую­щими «Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосу­дов, работающих под давлением».

Действие этих правил распространяется на:

- сосуды, работающие под Давлением свыше 0,07 МПа (0,7 кгс/см²);

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

- баллоны, предназначенные для перевозки и хранения сжатых, сжиженных и растворенных газов с рабочим давле­нием свыше 0,07 МПа;

- сосуды и цистерны для хранения и перевозки сжиженных га­зов, жидкостей и сыпучих тел без давления, но опорожняемые под давлением газа свыше 0,07 МПа.

Правила не распространяются на приборы парового и водя­ного отопления; сосуды вместимостью не свыше 25 л, для ко­торых произведение вместимости в литрах на рабочее давление не превышает 20 МПа; части машин, не представляющие само­стоятельные сосуды (цилиндры двигателей паровых и воз­душных машин и компрессоров, неотключаемые промежу­точные холодильники и масловлагоотделители компрессорных установок и др.); сосуды из неметаллических материалов и не­которые другие виды сосудов.

Указанные правила устанавливают специальные требования к конструкции и материалам сосудов, их изготовлению, монтажу, установке, регистрации, техническому освидетельствованию, содержанию и обслуживанию.

Конструкция сосудов и аппаратов должна быть надежной, обеспечивать безопасность при эксплуатации и удобство при осмотре, очистке, промывке и ремонте. В частности, норми­руется устройство лазов и люков для доступа в аппарат и т. п. Специальные требования предъявляются к качеству материала в зависимости от условий работы сосуда (в частности, от да­вления, температуры, агрессивности среды); к методам механи­ческой и термической обработки металла и сварки, дефектоско­пии, механических и металлографических исследований; к нормам оценки качества изготовления и способам устранения дефектов, выявленных при испытаниях. Например, сварные со­единения сосудов со стенкой толщиной 6 мм и более подлежат обязательному клеймению, позволяющему установить фами­лию сварщика, выполнявшего сварку.

Изготовление таких сосудов и аппаратов разрешается на предприятиях, располагающих техническими средствами, обес­печивающими их качественное изготовление. На каждый сосуд составляется и передается заказчику технический паспорт с чер­тежами и расчетами. Кроме того, на корпусе сосуда на видном месте тем или иным способом (но не краской) наносят данные, по которым можно получить все сведения о сосуде (наименова­ние завода-изготовителя, заводской номер сосуда, год изгото­вления, рабочее и пробное давление, допустимая температура стенок).

Разрешение на пуск и работу сосудов, подлежащих реги­страции, выдается инженером-инспектором Госгортехнадзора после регистрации и технического освидетельствования, о чем делается отметка в паспорте сосуда. Техническое освиде­тельствование заключается во внутреннем осмотре (не реже одного раза в четыре года) и гидравлическом испытании с предварительным внутренним осмотром (не реже одного раза в восемь лет). Главное освидетельствование проводится до пуска в работу, во время эксплуатации — периодически, а б некоторых случаях досрочно. Освидетельствованию подлежат все сосуды, работающие под давлением, а не только подлежа­щие регистрации в Госгортехнадзоре. Для всех таких со­судов на предприятии имеется книга учета, которая хранится у лица, осуществляющего надзор за сосудами на предприятии.

Гидравлическое испытание проводится пробным давлением, превышающем рабочее в 1,25...2 раза и зависит от рабочего давления и температуры, а также способа изготовления сосуда. Если невозможно выполнить гидравлическое испытание, прави­ла допускают замену его пневматическим испытанием, но только после тщательного внутреннего осмотра и при условии соблюдения целого ряда предохранительных мер.

При эксплуатации сосудов, работающих под давлением, основное требование безопасности заключается в точном соблюдении норм технологического режима. Для этого необходим правильный выбор и поддержание в исправном состоянии контрольно-измерительных приборов, запорной арматуры и пред охранительных устройств.

Предохранительные устройства выполняются в виде пред охранительных клапанов и разрывных пластин (мембран). Предохранительный клапан представляет собой устройство, автоматически открывающееся при повышении рабочего давления и закрывающееся при снижении давления до рабочего. Количество предохранительных клапанов, их размеры и пропускная способность должны обеспечивать пропуск рабочей среды в таком количестве, чтобы в сосуде не могло образоваться давление, превышающее рабочее более чем на 0,05*МПа для со судов с давлением до 0,3 МПа включительно, на 15% — для со судов с давлением от 0,3 до 6 МПа и на 10% —для сосудов с давлением свыше 6 МПа.

Если имеются сомнения в надежности работы предохрани тельного клапана, то сосуд снабжается предохранительной (разрывной) пластиной, разрывающейся при повышении давления в сосуде не более чем на 25% рабочего давления

Для предотвращения загрязнения окружающей среды при срабатывании предохранительного клапана или разрыве мембраны содержащимся в сосуде веществом устраиваются специальные отводящие трубы с приспособлениями для слива конденсата, отводящие вещество в специальное место или УСТРОЙСТВО.