K čemu slouží tlaková nádoba?

Nádoby a zařízení pod tlakem se používají téměř v každém průmyslovém podniku, při provádění základních, opravárenských a jiných výrobních operací. Tlakové nádoby zahrnují hermeticky uzavřené nádoby, jako jsou: 1) Lahve pro skladování a přepravu stlačených, zkapalněných a rozpuštěných plynů.

Práce obsahuje 1 soubor

Test.doc

I. Místo a podmínky projevu nebezpečného a škodlivého činitele

Nádoby a zařízení pod tlakem se používají téměř v každém průmyslovém podniku, při provádění základních, opravárenských a jiných výrobních operací. Tlakové nádoby zahrnují hermeticky uzavřené nádoby, jako jsou: 1) Lahve pro skladování a přepravu stlačených, zkapalněných a rozpuštěných plynů (obr. 1.1.)

Válec je nádoba, která pracuje pod tlakem a má jedno nebo dvě hrdla pro zašroubování ventilů nebo armatur (zátků).

Plynové lahve. a) pro kyslík (stlačený); b) pro acetylen (rozpuštěný); c) pro propan – butan (zkapalněný); 1 – dno; 2 – opěrná bota; 3 – tělo; 4 – krk; 5 – ventil; 6 – uzávěr; 7 – porézní hmota; 8 – jmenovka; 9 – opěrné kroužky.

2) Cisterny a sudy pro skladování a přepravu zkapalněných plynů. Cisterna je plavidlo pevně zabudované na rámu železničního vozu, podvozku automobilu (přívěsu) nebo jiného dopravního prostředku;

Nádrž na kapalný čpavek: 1 – vlnolam; 2 – kotel; 3 – manometr;

4 – pojistný ventil; 5 – ventil pro kapalný čpavek;

6 – ochranný uzávěr; 7 – kohout pro odběr vzorků; 8 – ventil pro plynný čpavek; 9 – kryt; 10 – poklop; 11 – sifonová trubice.

Sud je válcová nádoba, kterou lze převalovat z místa na místo a pokládat na její konce bez dalších podpěr.

Sud na zkapalněné plyny: 1 – ventily s uzavíracími trubkami; 2 – ochranný uzávěr.

3) Kompresory a k nim připojené sběrače plynu. Kompresor je jednotka určená ke stlačování plynů.

Sběrač plynu – nádoba, která přijímá stlačený plyn z kompresoru a udržuje daný tlak plynu pro výběr nástrojem poháněným stlačeným plynem.

4) Parní a horkovodní kotle (obr. 1.4 a 1.5) – teplárenská zařízení vyrábějící páru o vysokém tlaku, která se využívá jak k vytápění, tak jako vedlejší produkt v paroenergetických pohonných systémech, turbínových elektrárnách a mobilních tepelných energetických komplexech.

Rýže. 1.4. Obr. 1.5.

Obr. 1.4. Schéma parního kotle a armatur: 1 – kotel; 2 – ukazatel vody;

3 – parní a vodní kohoutky; 4 – manometr; 5 – parní uzavírací ventil;

6 – přívodní ventil; 7 – zpětný ventil; 8 – pojistný ventil; 9 – ventil pro vypouštění vody.

Obr. 1.5. Schéma teplovodního kotle a armatur: 1 – kotel; 2 – teploměr; 3 – ventil přívodu vody; 4 – obtokové vedení; 5 – zpětný ventil; 6 – pojistný ventil; 7 – ventil přívodu vody; 8 – ventil pro vypouštění vody.

Výše uvedené nádoby a zařízení pracující pod tlakem se řídí „Pravidly pro konstrukci a bezpečný provoz nádob pracujících pod tlakem“, schválenými Gostekhnadzorem dne 11.06.2003. června 091. č. 0,07. Všechny nádoby pracující pod tlakem nad 0,7 MPa (2 kg/cm XNUMX ) podléhají těmto pravidlům.

Princip těsnosti, tzn. Nepropustnost se v té či oné míře používá téměř ve všech zařízeních a instalacích, ve kterých se jako pracovní tekutina používá kapalina nebo plyn. Tato zásada je také závazná pro vakuová zařízení.

Vnitřní objem utěsněných zařízení a instalací omezuje prostředí, které může být buď pracovní tekutinou, nebo působit jako prostředí, ve kterém probíhají hlavní pracovní procesy. Proto jsou parametry jeho stavu (ale i prostředí samotného) různé. Prostředí tedy může být velmi horké nebo velmi chladné; tlak uvnitř zařízení může být velmi vysoký nebo naopak mít hodnoty charakteristické pro hluboké vakuum.

Tlakové nádoby tak mohou sloužit ke skladování a přepravě nebezpečných látek nebo k jejich plnění látkami použitelnými pouze v případě úniku přes kalibrované otvory. Takové nádoby také zahrnují zařízení produkující energii, ve kterých lze pracovní tekutinu získat ve formě páry nebo vzduchu pod vysokým tlakem.

Porušení těsnosti je nejen nežádoucí z technického hlediska, ale také nebezpečné pro obsluhující personál a výrobu jako celek.

Za prvé, netěsnost těsnění může být spojena s explozí. Zde jsou dva důvody, které je třeba zdůraznit. Na jedné straně může být výbuch důsledkem netěsnosti těsnění (vznícení výbušné směsi uvnitř instalace). Na druhou stranu porušení těsnosti může způsobit výbuch (porušení těsnosti acetylenových lahví vede ke vzniku acetylenu – směsi vzduchu, která se může slabým impulsem vznítit).

Za druhé, při odtlakování vznikají nebezpečné a škodlivé výrobní faktory, které závisí na fyzikálně-chemických vlastnostech pracovního prostředí a vedou k:

− k popálení vlivem vysokých nebo nízkých teplot (tepelné popáleniny) a agresivního prostředí (chemické popáleniny);

− na zranění spojená s vysokým tlakem plynu v systému. Například porušení těsnění plynové láhve při tlaku 20 MPa s vytvořením otvoru o průměru 15 mm povede ke vzniku počátečního tahu paprsku asi 3,5 kN s hmotností válce 70 kg; , může získat zrychlení 5g a posunout se o určitou vzdálenost;

− na otravy spojené s použitím inertních a toxických plynů. Princip těsnosti, používaný při organizaci pracovního procesu řady zařízení a instalací, je tedy důležitý z hlediska bezpečnosti jejich provozu a představuje potenciální nebezpečí pro obsluhující personál.

Nádoby a zařízení pracující pod tlakem jsou široce používány v průmyslu: lahve, nádrže a sudy, kompresory a sběrače vzduchu, parní a horkovodní kotle.

Analýza ukazuje, že k odtlakování výše uvedených zařízení pracujících pod vysokým tlakem dochází v důsledku řady faktorů, které lze rozdělit do dvou skupin – provozní a technologické.

1.1. Provozní faktory ovlivňující tlaková zařízení

Provozní faktory jsou určeny chemickými a fyzikálními vlastnostmi pracovní tekutiny, parametry jejího stavu, provozními podmínkami atd. Patří sem:

1) vedlejší procesy vyskytující se v zařízeních a instalacích, které vedou k oslabení konstrukce:

Koroze – destrukce kovu, počínaje povrchem pod tlakem prostředí mytí kovu. Koroze závisí na aktivitě média a korodujícího materiálu, teplotě a tlaku a přítomnosti inhibitorů a stimulantů v médiu.

Rozlišují se tyto hlavní typy koroze: spojitá (obecná); místní (lokální), což vede k vytvoření průchozího otvoru; interkrystalické, ničící hranice kovových krystalů a selektivní, při kterých jsou korodovány pouze jednotlivé složky kovu.

Lokální koroze vede přímo k poškození těsnění. Největší nebezpečí však představuje souvislá koroze, zejména v případech, kdy probíhá rovnoměrně, tzn. Dochází k postupnému ztenčování stěn, které není snadné odhalit. To může způsobit náhlou explozi.

Metody boje proti korozi:

— změna korozního prostředí ve směru snížení jeho agresivity. Například deoxygenace vody, pokud byla použita jako pracovní médium;

— zvýšení odolnosti konstrukčního kovu proti korozi, kterého se dosáhne izolací kovových povrchů od okolního prostředí nanesením vhodných povlaků nebo použitím konstrukčního materiálu odolného proti korozi.

Tvorba vodního kamene. Mnoho instalací používá jako chladicí kapalinu vodu. Při zahřívání vody se tvoří vodní kámen, který vede ke zhoršení přenosu tepla a v konečném důsledku může způsobit nehodu.

Mezi nejběžnější sloučeniny tvořící vodní kámen patří: hydrogenuhličitan vápenatý a hořečnatý, síran vápenatý (sádra) a chlorid hořečnatý. Hydrogenuhličitany vápenaté a hořečnaté mají kladný koeficient tepelné rozpustnosti, a proto se ukládají jako kal na chladnějších plochách. Naproti tomu sádra má záporný koeficient tepelné rozpustnosti, a proto se ukládá v nejteplejších oblastech instalace.

Metody boje s vodním kamenem:

Omezení tvrdosti používané vody. Voda chladicího systému kompresorových jednotek by neměla mít celkovou tvrdost vyšší než 7 mg – ekv/l. (Tvrdost vody je obsah rozpuštěných Ca a Mg solí v ní, vyjádřený v miligramekvivalentech na litr vody. 1 mg-eq/l tvrdosti obsahuje 20,04 mg/l Ca 2+ nebo 12,16 mg/l Mg 2+) Pokud Pokud voda této kvality není, musí být chladicí systém kompresorových jednotek vybaven čističkami vody, které ji změkčují.

2) Tvorba výbušných směsí.

Při provozu zařízení pracujících pod vysokým tlakem (lahve a nádrže pro skladování hořlavých kapalin a plynů, potrubí pro jejich přepravu, zařízení pro oddělování plynných směsí chlazením, kompresory atd.) může vzniknout systém „palivo – oxidant“ vést k výbuchu. Existují samozápalné a nesamozápalné systémy. Ty vyžadují zdroj vznícení – iniciátor. Existují tři zásady prevence výbuchů: eliminace tvorby hořlavých systémů, zabránění iniciaci hoření a lokalizace zdroje hoření v konkrétním zařízení, které odolá následkům hoření.

Způsoby neutralizace systému palivo-oxidátor:

) vyloučení tvorby hořlavých systémů, nehořlavé (nevýbušné) směsi obsahující palivo a okysličovadlo lze rozdělit do tří skupin: chudé směsi, u kterých π < π min (π je koncentrace paliva v okysličovadle); bohaté směsi s π>π max a směsi flegmatizované s inertní složkou.

Metoda udržování koncentrace paliva pod spodní hranicí koncentrace je široce používána při práci s homogenními plynnými směsmi hořlavých látek s okysličovadly, kdy je π min dostatečně velké (9-15 % a více).

Metodou flegmatizace výbušných směsí je zavádění inertní složky do pevného obsahu směsi okysličovadla a paliva. Tím se snižuje teplota spalování (energie se vynakládá na ohřev dalších složek směsi zplodin hoření Spolu s teplotou spalování klesá i rychlost šíření plamene). Zvýšením množství flegmatizéru lze snížit rychlost hoření na nulu a směs lze učinit nehořlavou.

Používají se tyto flegmatizéry: tepelné flegmatizéry (CO 2, N 2, H 2O), které se nepodílejí na interakci paliva s okysličovadlem, a inhibitory (chemicky aktivní) schopné brzdit spalovací reakci. Přebytečnou složku směsi lze považovat za tepelný flegmatizátor. Tyto metody jsou široce používány k zajištění bezpečnosti výbuchu při vyprazdňování zařízení na plnění hořlavých plynů, při vyprazdňování (proplachování) plynovodů, při skladování hořlavých kapalin ve velkých nádobách, při jejich rozlévání mačkáním atd.

Olejovo-kyslíkový (vzduchový) systém představuje velké nebezpečí. Mazací oleje při zahřívání podléhají tepelnému rozkladu. Produkty krakování ropy jsou vysoce hořlavé uhlovodíkové frakce s bodem varu 330-420 K a bodem tuhnutí 150 K. Takové frakce vznikají např. v posledním stupni kompresoru, kde tlak přesahuje 7 MPa a kompresní teplota dosahuje 450 K i více. Když jsou tyto frakce smíchány s kapalným kyslíkem, explodují pod vlivem různých impulsů (jiskry, rázové vlny atd.)

Pro odstranění oleje a produktů jeho rozkladu se nádoby na kapalný a plynný kyslík odmašťují při jejich výrobě, po opravě a za provozu.

Tlaková nádoba je hermeticky uzavřená nádoba určená k provádění chemických, tepelných a jiných technologických procesů, jakož i ke skladování a přepravě plynných, kapalných a jiných látek. Hranicí nádoby jsou vstupní a výstupní armatury. Tlakové nádoby zahrnují kotle, lahve, nádrže a sudy. Nádoby pracující pod tlakem jsou vyráběny svařované nebo odlévané v podnicích, které mají povolení Státního dozoru pro dozor nad prací. V továrně jsou pasová data aplikována na povrch nádob. Po výrobě jsou všechny nádoby podrobeny zkušební tlakové zkoušce.

Za provozu jsou nejčastějšími příčinami havárií a výbuchů nádob: překročení nejvyššího přípustného tlaku, porušení teplotního režimu, ztráta mechanické pevnosti.

Nádoby pracující pod tlakem z důvodu možnosti výbuchu jsou zařízení se zvýšeným nebezpečím, proto musí být provozovány v souladu s „Pravidly pro konstrukci a bezpečný provoz nádob pracujících pod tlakem“. Tato pravidla platí pro: nádoby pracující pod tlakem vody o teplotě nad 115 °C nebo jiné kapaliny s teplotou přesahující bod varu při tlaku 0,07 MPa (bez hydrostatického tlaku); nádoby pracující pod tlakem páry nebo plynu vyšším než 0,07 MPa; lahve určené pro přepravu a skladování stlačených, zkapalněných a rozpuštěných plynů pod tlakem nad 0,07 MPa; nádrže a sudy pro přepravu a skladování zkapalněných plynů, jejichž tlak par při teplotách do 50 °C přesahuje 0,07 MPa; nádrže a nádoby pro přepravu nebo skladování stlačených, zkapalněných plynů, kapalin a zrnitých těles, ve kterých se periodicky vytváří tlak nad 0,07 MPa pro jejich vyprazdňování; hyperbarické komory.

Tato pravidla se nevztahují na: nádoby a lahve o objemu nejvýše 0,025 m 3 (25 l), u nichž součin tlaku (p) v MPa a objemu (V) v m 3 nepřesahuje 0,02; nádoby pracující ve vakuu; zařízení pro ohřev páry a vody; trubkové pece; části strojů, které nepředstavují nezávislá plavidla, a některé další.

Nádoby, na které se vztahují „Pravidla pro konstrukci a bezpečný provoz tlakových nádob“ podléhají registraci a technické certifikaci – kontrole a zkušební tlakové zkoušce. Je stanovena registrace některých plavidel u Státního úřadu pro dozor nad prací. Registraci u těchto orgánů nepodléhají: nádoby chladicích jednotek a chladicí jednotky jako součást technologických zařízení; sudy pro přepravu zkapalněných plynů, lahve o objemu do 100 litrů včetně, trvale instalované, jakož i určené pro přepravu a (nebo) skladování stlačených, zkapalněných a rozpuštěných plynů; nádoby pro skladování nebo přepravu zkapalněných plynů, kapalin a granulovaných pevných látek, které jsou při vyprazdňování periodicky pod tlakem; nádoby se stlačenými a zkapalněnými plyny určené k dodávání paliva do motorů vozidel, na kterých jsou instalovány, a některé další.

Živnostenská zařízení a zařízení veřejného stravování nevyužívají plavidla, která podléhají registraci u Státního úřadu pro dozor nad prací. Tyto podniky však mají nebo provozují nádoby (zařízení), které podléhají požadavkům „Pravidel pro konstrukci a bezpečný provoz tlakových nádob“. Takové nádoby zahrnují stacionární chladicí jednotky, autosaturátory a lahve s různými plyny.

Povolení k uvedení nádoby, která nepodléhá registraci u Státního úřadu pro dozor nad prací, do provozu vydává osoba pověřená nařízením podniku dozorem nad technickým stavem a provozem nádob na základě dokumentace výrobce po ověření zástupce servisní organizace a v případě potřeby technické přezkoušení. Povolení k uvedení plavidla do provozu je zaznamenáno v jeho pasu. Na povrchu nádoby musí být tyto údaje: evidenční číslo, povolený provozní tlak, datum (den, měsíc a rok) příští prohlídky a zkoušky.

Nádoba nebo skupina nádob zařazená do zařízení je uvedena do provozu na základě písemné objednávky podnikové správy. Plavidla, která podléhají požadavkům výše uvedených pravidel, jsou pravidelně podrobována technické kontrole za provozu a v případě potřeby i v předstihu. Rozsah, způsob a četnost technických prohlídek nádob (s výjimkou tlakových lahví) určují výrobci a jsou uvedeny v pasportech a návodech k montáži a bezpečnému provozu. Technickou kontrolu nádob, nádrží, lahví a sudů lze provádět na speciálních opravárenských a zkušebních místech, ve výrobních závodech, na čerpacích stanicích i v podnicích majitelů.

Podniky musí zajistit, aby plavidla byla udržována v dobrém stavu a jejich provozní podmínky byly bezpečné. Zakázka pro podnik nebo sdružení podniků jmenuje z řad inženýrů a technických pracovníků osobu odpovědnou za dobrý stav a bezpečný provoz plavidel a osobu dohlížející na jejich technický stav a provoz. Obsluhovat tlakové nádoby mohou osoby, které dosáhly věku 18 let, prošly speciálním školením (na učilišti, učilišti), certifikací kvalifikační komisí a pokyny k bezpečné údržbě nádob. Testování znalostí personálu obsluhujícího plavidla se provádí minimálně jednou ročně.

Pokyny k provoznímu režimu a bezpečnému provozu nádob musí být vyvěšeny na pracovištích a vydány proti podpisu obsluze.

Při porušení provozních podmínek nebo poruchách musí být provoz nádob zastaven.

Pro kontrolu provozu a zajištění bezpečného provozu jsou nádoby vybaveny přístroji pro měření tlaku a teploty, bezpečnostními zařízeními, uzavíracími ventily a v případě potřeby indikátory hladiny kapaliny.

Tlakoměry se instalují na nádoby pro měření tlaku, které jsou minimálně jednou ročně kontrolovány a zaplombovány nebo opatřeny značkou. Nejméně jednou za 6 měsíců podnik porovnává údaje provozních tlakoměrů s kontrolními; výsledky testu jsou zaznamenány do protokolu. Tlakoměr musí mít v dílku červenou rysku odpovídající povolenému provoznímu tlaku v nádobě.

Bezpečnostní ventily se dodávají v provedení s pružinou a pákou. Pojistné ventily musí splňovat požadavky GOST 12.2.085-82.“SSBT. Tlakové nádoby. Bezpečnostní ventily. Bezpečnostní požadavky.“ Nastavovací tlak pojistných ventilů se musí rovnat provoznímu tlaku v nádobě nebo jej překročit, nejvýše však o 25 %. Pracovní médium opouštějící pojistný ventil musí být odvedeno na bezpečné místo. Pojistné ventily se kontrolují minimálně jednou za 6 měsíců nebo jednou za rok v závislosti na typu nádoby, na kterou jsou instalovány. Při periodických kontrolách musí být pojistný ventil po testování a kalibraci utěsněn.

Místo pojistných ventilů lze použít pojistné plechy, které prasknou, když tlak v nádobě překročí provozní tlak maximálně o 25 %.

Nádoba pracující pod tlakem nižším, než je tlak zdroje, který ji dodává, musí být vybavena automatickým redukčním zařízením pro snížení tlaku plynu. Nízkotlaká komora reduktoru musí mít manometr a pružinový pojistný ventil seřízený na příslušný povolený tlak v nádobě, do které je plyn převáděn. Taková zařízení převodovky jsou k dispozici například v autosaturátorech.

Uzavírací ventily jsou instalovány na potrubí, kterými jsou kapaliny, páry nebo plyny přiváděny do nádoby nebo z ní odváděny. Instalace uzavíracích ventilů mezi nádobu a pojistný ventil není povolena. Uzavírací zařízení nesmí být instalováno na potrubí, které vede plyn nebo páru mimo bezpečnostní zařízení.

Zpětný ventil je instalován mezi nádobou s extrémně nebezpečnou nebo vysoce nebezpečnou látkou, stejně jako požárem nebo výbušnou atmosférou, a čerpadlem (kompresorem), které se automaticky uzavírá pod vlivem tlaku z nádoby.

Pokud je nutné kontrolovat hladinu kapaliny v nádobách, které mají rozhraní mezi médii, používají se indikátory hladiny. Kromě indikátorů hladiny mohou být plavidla vybavena zvukovými, světelnými a jinými alarmy a hladinovými uzávěry.

Provoz parních a horkovodních kotlů se řídí „Pravidly pro projektování a bezpečný provoz parních a horkovodních kotlů“.

Parní kotle s provozním tlakem do 0,07 MPa musí splňovat požadavky GOST 12.2.096-83. „SSBT. Parní kotle s provozním tlakem do 0,07 MPa. Bezpečnostní požadavky.“

§ 2. Další požadavky na tlakové láhve,