Методическое пособие 346

ва, течки, разрывов и потения, видимых остаточных деформаций, то считается, что сосуд прошел гидравлическое испытание.

Изготовитель прикрепляет металлическую пластину к корпусу сосуда, на которой проставлены следующие паспортные данные: название изготовителя, серийный номер сосуда, год изготовления, рабочее давление, испытательное давление, допустимая температура стенок сосуда.

Арматура, контрольно-измерительные приборы и предохранительные устройства. Для обеспечения безопасных условий эксплуатации сосуды, работающие под давлением, снабжены приборами для измерения давления и температуры среды, предохранительными устройствами, клапанами, индикаторами уровня жидкости.

Приборы для измерения давления и температуры. Каждый сосуд осна-

щен манометром и термометром. Манометр выбирается с такой шкалой, чтобы предел измерения рабочего давления находился во второй третьей шкале [9].

В случае, когда сосуд работает под давлением, меньшим, чем давление источника, его питающего, автоматическое редукционное устройство с манометром и предохранительным клапаном на стороне более низкого давления после того, как редукционное устройство установлено на подающей трубе.

Запорная арматура. Каждому сосуду должна быть обеспечена возможность его наполнения, а также удаления содержащейся в нем среды. Запорные клапаны устанавливаются на трубопроводах, подающих и отводящих пар, газ или жидкость из сосуда.

Сосуды для опасных веществ или взрывоопасных сред оснащены обратным клапаном, который автоматически закрывается под давлением из сосуда. Обратный клапан находится на линии подачи между насосом (компрессором) и запорным клапаном сосуда.

Индикаторы уровня жидкости должны находиться на сосудах, которые могут иметь более низкий уровень жидкости ниже линии огня; на сосудах, наполненных сжиженными газами, а также в других случаях.

Установка, регистрация и техническое освидетельствование сосудов

Установка сосудов. Сосуды устанавливаются на открытых площадках или в отдельных зданиях. Сосуды под давлением устанавливают в помещениях, прилегающих к промышленным зданиям, если эти помещения разделены главной стеной. Установка сосудов должна обеспечивать возможность осмотра, ремонта и очистки их как изнутри, так и снаружи. После каждой установки и регистрации каждое судно окрашивается краской в заметном месте (или на специальной табличке), регистрационный номер, допустимое давление, дата (месяц, год) следующего технического осмотра.

Сосуды, находящиеся в эксплуатации и зарегистрированные в органах Госгортехнадзора, подлежат технической сертификации в следующие сроки:

- внутреннее и внешнее обследование с целью выявления состояния внутренних и внешних поверхностей и влияния окружающей среды на стенки кровеносных сосудов - не реже одного раза в четыре года;

41

- гидравлические испытания с предварительным внутренним осмотром - не реже одного раза в восемь лет.

Сосуд должен быть остановлен, охлажден (подогрет), выпущен из рабочей среды, отсоединен от всех труб с помощью заглушек, очищен до металла перед техническим осмотром. Привод сосуда и электрическое отопление необходимо отключить. Перед внутренним осмотром тщательной обработке (нейтрализация, дегазация) подвергаются сосуды с вредными веществами.

Особое внимание следует уделить выявлению следующих дефектов при проведении внутренних осмотров:

а) на внутренней и внешней поверхности сосуда – отверстий, трещин, выпуклостей, разрывов, коррозии стенок, раковин (в литых сосудах);

б) в сварных швах – разрывов, трещин, травления, дефектов сварки; в клепаных швах - трещин между заклепками, разрывов головок, следам отверстий, разрывов на краях клепаных листов, коррозионным повреждениям клепаных соединений, особенно для сосудов, работающих в кислородной и щелочной средах;

г) в сосудах с защищенными поверхностями – разрушений футеровки, в том числе неплотностям слоев футеровочных плиток, трещинам в гуммированном, свинцовом или ином покрытии, скалывании эмали, трещин в металлических вкладышах, дефектам в металле стенок сосуда в местах поврежденного защитного покрытия.

Гидравлические испытания проводятся с водой или другими нетоксичными, неагрессивными, невзрывоопасными и невязкими жидкостями.

Но, когда гидравлические испытания невозможны, вода заменяется пневматическим испытанием (воздух или инертный газ) при том же испытательном давлении. Этот вид испытаний допускается только при условии положительных результатов тщательного внутреннего осмотра и проверки прочности судна расчетным путем.

При пневматическом тестировании необходимо принять дополнительные меры предосторожности, и люди обязательно должны быть вывезены в безопасные места. Сосуд должен находиться под испытательным давлением в течение 5 минут, после чего давление снижается до рабочего давления, и сосуд проверяется, а плотность его швов и разъемных соединений проверяется мыльной водой или другими средствами [9].

Сосуды подлежат раннему техническому осмотру в следующих случаях:

после ремонта и реконструкции с использованием пайки или сварки отдельных частей сосуда, работающих под давлением;

если сосуд не использовался более одного года до ввода в эксплуатацию, за исключением случаев хранения, при которых проверка сосудов является обязательной перед вводом в эксплуатацию для хранения более трех лет; если судно было разобрано и установлено на новом месте; перед нанесением защитного покрытия на стенки сосуда, если таковое произведено компанией;

если такая сертификация необходима по усмотрению руководителя.

42

Сосуды, работающие под давлением чрезвычайно опасных или особо опасных жидкостей или газов, подвергаются проверке на герметичность владельцем сосуда в соответствии с производственной инструкцией, утвержденной главным инженером предприятия. Испытание проводится с инертным газом или воздухом под давлением, равным рабочему давлению сосуда, или эквивалентным безопасным методом контроля.

Перед внутренним осмотром и гидравлическими испытаниями сосуд необходимо остановить, освободить от работы, охладить (прогреть), освободить от заполняющей его рабочей среды, отключить заглушками от всех трубопроводов, соединяющих сосуд с источником давления или с другими сосудами, очистить до металла.

Облицовка, изоляция и другие виды антикоррозионной защиты должны быть частично или полностью удалены, если имеются признаки, указывающие на возможность появления дефектов в металле сосуда под защитным покрытием. Электрическое отопление и привод сосуда необходимо отключить.

Техническое обслуживание. Администрация предприятия должна обеспечить безопасность обслуживания, исправность и надежность работы сосудов под давлением. Главный инженер разрабатывает и утверждает инструкции по режиму эксплуатации судов и их безопасному обслуживанию. Персонал должен соблюдать требования инструкции, своевременно проверять исправность работы арматуры, контрольно-измерительных приборов и защитных устройств.

В соответствии с требованиями инструкций сосуд, работающий под давлением, обязан быть ликвидирован при возникновении таких признаков аварийной ситуации, как:

повышение давления в сосуде выше допустимого, несмотря на соблюдение всех требований, указанных в инструкции;

неисправность предохранительных клапанов;

обнаружение трещин, выпуклостей в основных элементах сосуда, значительного утончения стенок, разрывов или потения в сварных швах, утечек в клепаных и болтовых соединениях, разрывов прокладок;

возникновение пожара, который непосредственно угрожает сосуду под давлением;

неисправность манометра и невозможность определения давления на другие приборы;

понижение уровня жидкости ниже допустимого в пожарных сосудах;

неисправность индикатора уровня жидкости;

неисправность предохранительных устройств блокировки.

Операции с емкостями и их влияние на отказоустойчивость емкостей.

Изготовление и последующая эксплуатация емкостей под давление в химической и нефтеперерабатывающей промышленности пересекаются с различными видами производственной деятельности: механикой, машиностроением, химической технологией. Частично сюда включается металлургия, а также и другие области деятельности.

43

2.3.Опасности объектов, содержащих горючие и взрывчатые вещества

Классификация взрывов по плотности вещества. Имеются два основных типа взрыва: взрыв с конденсированным взрывом и объемный взрыв.

Взрывы конденсированных взрывчатых веществ вызваны всеми твердыми взрывчатыми веществами и относительно небольшим количеством жидких взрывчатых веществ, включая нитроглицерин. Такие взрывчатые вещества обычно имеют плотность в диапазоне 1,5-1,80 г / см3 (то есть 1500-1800 кг / м). Однако первичные взрывчатые вещества, содержащие свинец или ртуть, имеют гораздо более высокую плотность.

Объемный взрыв в разреженной среде происходит из-за смеси воздуха и некоторых окислителей в виде пыли, аэрозолей или пара. Эти смеси имеют плотность, которая едва отличима от плотности воздуха. Объемные взрывы в разреженной среде делят на два класса: ограниченные и неограниченные.

Конденсированные взрывчатые вещества классифицируют по их чувствительности к удару следующим образом [9]:

1.Бросательная взрывчатка. Они очень нечувствительны к удару и горят относительно медленно, например нитроцеллюлоза.

2.Вторичные взрывчатые вещества или взрывчатые вещества. Тринитротолуол является типичным представителем этого класса. Это вещество часто используется при анализе взрывных явлений.

3.Первичные взрывчатые вещества. Они не так мощны, как вторичные взрывчатые вещества, но они легко детонируют во время механических ударов, таких как азид свинца и фульминат ртути (фульминат ртути).

Классификация взрывов по типам химических реакций

1. Реакции разложения. Самый простой случай взрыва – это процесс разложения, который дает газообразные продукты. Например, пероксид водорода разлагается со значительной теплотой реакции, давая водяной пар и кислород:

2H2O2 → H2O + O2 - 23,44 ккал/моль.

На основе законов термохимии можно выявить, будет или нет данное соединение способным к взрыву. Если в реакции разложения сумма теплот образования продуктов имеет более низкое значение, чем теплота образования исходного соединения, то тогда это вещество потенциально взрывоопасно.

Применение термохимии может лишь указать на возможность взрывного процесса, тогда как скорость реакции определяет мощность, то есть силу эффекта. Реакция между воском свечи и кислородом – это реакция высокоэкзотермическая, но она обычно не приводит к взрыву.

2. Окислительно-восстановительные реакции. Реакции, в которых воз-

дух или кислород реагирует с восстановителем, весьма обычны и составляют основу всех реакций горения. В тех случаях, когда восстановитель является недиспергированным твердым веществом или жидкостью, реакции горения протекают недостаточно быстро, чтобы стать взрывными. Если, однако, твер-

44

дое вещество мелко раздроблено или жидкость находится в виде капелек, то возможен быстрый рост давления.

3.Реакции полимеризации, изомеризации и конденсации. Некоторые ве-

щества могут полимеризоваться более или менее самопроизвольно, и обычные реакции полимеризации будут экзотермическими. Иногда полимеризация может протекать только при повышенных температурах, но для некоторых веществ, таких как этиленоксид, полимеризация может начаться при комнатной температуре, особенно когда исходные соединения загрязняются веществами, ускоряющими полимеризацию.

Известно много примеров неконтролируемых реакций, обусловленных тем, что скорость переноса тепла в таких сосудах является линейной функцией разности температур между реакционной массой и охладителем. Тогда как скорость реакции - это экспоненциальная функция температуры реагента. Благодаря тому, что скорость выделения тепла, будучи функцией концентрации реагентов, во время протекания реакции уменьшается, нежелательный эффект до некоторой степени компенсируется.

4.Реакции смесей. Наиболее наглядный пример смеси, которая реагирует с взрывом - это смесь, известная первоначально под названием "черный порох”, а позднее - "дымный порох".

Аналогичные эффекты характерны для детонации смесей органических соединений с другими окислителями, такими как перхлораты или хлораты. Некоторые органические вещества, если намочить их в жидком кислороде и подходящим образом инициировать, взрываются.

Окислительно-восстановительные реакции являются важной составляю-

щей основных химических опасностей. Они проявляются в виде взрывов пыли или газа, как ограниченных, так и неограниченных. Указанные случаи связаны с взрывами в воздухе, на поверхности или вблизи поверхности земли.

Существует критический диаметр заряда, меньше которого детонация затухает. Этот диаметр составляет 2-7 мм, в зависимости от взрывчатого вещества и его плотности. Если диаметр больше, скорость детонации может быть 5-9 км/с. Первоначально образовавшиеся газы сжимаются очень сильно, так что законы идеального газа становятся к ним неприменимыми. Взрывы происходят так быстро, что химическое равновесие между продуктами реакции не успевает установиться.

2.4.Защита от отравляющих веществ

Защита от ядовитых веществ является фильтром в промышленных и гражданских противогазах, аварийных укрытиях, промышленных респираторах, изолирующих масках, гражданской обороне (ГО).

Промышленные противогазы защищают органы дыхания, глаза и лицо от повреждения. Недопустимо использование промышленных противогазов для защиты от низкокипящих, плохо сорбированных органических веществ (метана, ацетилена, этилена и др.).

45

Если состав газов и паров неизвестен или их концентрация выше максимально допустимой, применяются только изолирующие противогазы.

Защищает от аммиака противогаз марки КД (серого цвета) и промышленные респираторы. Но гражданские противогазы от аммиака не защищают. В этом случае надо воспользоваться ватно-марлевой повязкой, смоченной водой или 5%-м раствором лимонной кислоты.

Для защиты от АХОВ в очаге аварии применяются в основном средства индивидуальной защиты кожи изолирующего типа. Они включают химический изолирующий костюм. Он предназначен для защиты бойцов газоспасательных групп и аварийно-спасательных формирований при выполнении работ в условиях воздействия высоких концентраций АКС.

Для населения предлагаются подручные средства защиты кожи в сочетании с противогазами. Это обычные непромокаемые накидки и плащи, а также пальто из плотного толстого материала, ватные куртки. Для ногрезиновые сапоги, сапоги, галоши. Для рук - всевозможные резиновые и кожаные перчатки и рукавицы [9].

При распространении газов, которые тяжелее воздуха и ползают по земле, как хлор и сероводород, можно вырваться на верхние этажи зданий, плотно закрыв все щели в дверях, окнах, задраив вентиляционные отверстия. Необходимо покинуть зону заражения в одну из сторон, перпендикулярную направлению ветра, ориентируясь на показания флюгера, размахивая флага или любого другого куска материи, наклон деревьев на открытой местности.

Контрольные задания и вопросы

Задание 2

Определить категории опасности промышленного предприятия, выбрасывающего в атмосферу загрязняющие вещества

Для оценки степени воздействия крупных и мелких предприятий на атмосферу города используют категорию опасности предприятия (КОП), которая оценивает объем воздуха, необходимый для разбавления выбросов [8].

Категория опасности предприятия (КОП) используется для характеристики изменений качества атмосферы через выбросы, осуществляемые стационарными источниками, с учетом их токсичности.

Важное место при оценке экологичности предприятий занимает определение степени опасности производства для воздушного бассейна по методике Комитета по гидрометеорологии и мониторингу. Категория опасности производства (КОП ) определяется по формуле

	n	n	/
	КОП КОВ (		Мi	) i ,	(2.1)
			ПДК
	i 1	i 1
			ссi
		46

где Мi – масса выброса I-ого вещества, т/год ;

ПДКссi – предельно допустимая концентрация i-го вещества, мг/м3, табл. 2.3; n– количество загрязняющих веществ в выбросах ;

КОВ – коэффициент опасности вещества;

αi – безразмерный коэффициент, позволяющий соотнести степень вредности вещества с таковой по сернистому газу ( табл. 2.4).

Результаты ранжирования загрязняющих веществ по массе выбросов заносят табл. 2.5.

Результаты ранжирования загрязняющих веществ по категории опасности заносятся в табл. 2.6.

														Таблица 2.3
	Предельно-допустимая концентрация загрязняющих веществ
Загрязняющее вещество							ПДКссi , мг/м3						Класс опасности
Пыль (сод. Si2O3>70 %)						0,05							3
Пыль(сод. Si2O3 20-70 %)						0,15							3
Оксид углерода						3							4
Диоксид серы						0,05							3
Диоксид азота						0,04							2
Оксид марганца						0,001							2
Формальдегид						0,003							2
Сажа						0,05							3
Сероводород						0,008							2
														Таблица 2.4
			Значение αi для веществ различных классов опасности
								Класс опасности
Константа
		1				2				3				4
αi		1,7				1,3				1,0				0,9
														Таблица 2.5
					Результаты ранжирования по массе
Вещество				Масса выброса вещества										Ранг
				т/год			%
														Таблица 2.6
				Результаты ранжирования по категории опасности
Вещество				КОВ						%				Ранг

По величине КОП предприятия делят на четыре категории опасности. Граничные условия для деления предприятий приведены в табл. 2.7.

47

Таблица 2.7 Граничные условия для деления предприятий на категории опасности

по значению КОП

Категория опасности предприятия	Значения КОП
I	КОП≥106
II	106>КОП≥104
III	104>КОП≥103
IV	103>КОП

На предприятия I категории приходится 60-70 % необходимого снижения выбросов с целью достижения ПДВ от общего снижения по городу, II категории

– 30 % от общего снижения по городу, I и II категории нуждаются в постоянном контроле за всей природоохранной деятельностью.

К III категории опасности относятся предприятия со значениями 104-103. На их долю приходится всего 10-15 % общих городских выбросов. На эти предприятия приходится 5-10 % необходимого снижения выбросов с целью достижения ПДВ от общего снижения по городу.

Для предприятий IV категории практически можно устанавливать нормативы ПДВ на уровне фактических выбросов.

Сделать вывод о приоритетности загрязняющих веществ по массе выбросов на предприятиях и по категории опасности вещества. Например: приоритетным загрязняющим веществом на предприятии 1 по массе выбросов является (наименование вещества), а по категории опасности вещества - (наименование вещества).

Задачи для самостоятельного решения

1. Определить категорию опасности промышленного предприятия, которым выбрасываются в атмосферу следующие вещества:

диоксид азота – 186,4 т/год; диоксид серы – 3, 2 т/год; оксид углерода – 551, 01 т/год; углеводороды – 1238,3 т/год;

пыль (сод. Si2O3>70 %) – 0,3 т/год; сероводород – 0,02 т/год.

2. Определить категорию опасности промышленного предприятия. Масса выбросов загрязняющих веществ в атмосферу составляет:

оксид азота – 494,0 т/год; оксид марганца – 0,005 т/год; диоксид серы – 405,01 т/год; оксид углерода – 1501,2 т/год; диоксид азота – 566,2 т/год.

48

3. Определить категорию опасности промышленного предприятия, которым выбрасываются в атмосферу следующие вещества:

диоксид азота – 10,1 т/год; диоксид серы – 259,5 т/год; оксид углерода – 74,9 т/год; сероводород – 0,3 т/год; углеводороды – 5,8 т/год; сажа – 1,7 т/год.

4. Определить категорию опасности промышленного предприятия, которым выбрасываются в атмосферу следующие вещества:

диоксид азота –31,1 т/год; диоксид – серы – 0,5 т/год; оксид углерода – 97,9 т/год;

пыль (сод. Si2O3>70 %) – 44,1 т/год;

формальдегид – 0,21 т/год; оксид марганца – 0,02 т/год.

5. Определить категорию опасности промышленного предприятия. Масса выбросов загрязняющих веществ в атмосферу составляет:

диоксид азота – 128,1 т/год; диоксид серы – 16,51 т/год; оксид углерода – 627,1 т/год; пыль (сод. Si2O3 от 20 до70 %), углеводороды – 2,0 т/год.

Вопросы с выбором ответа

1.Что относится к реакции разложения?

А. Процесс, который даёт газообразные продукты.

Б. Реакции, в которых воздух или кислород реагирует с восстановителем. В. Нет правильного ответа.

2.Назовите методы предотвращения взрывов пыли:

А. Избежание накопления облака пыли.

Б. Использование средств взрывоподавления. В. Вентиляция.

Г. Все ответы верны.

3.Каковы источники опасных химических веществ?

А. Химически опасные объекты. Б. Объекты экономики.

В. Объекты хранения, уничтожения, транспортировки БХОВ. Г. Объекты строительства.

49

4.Каковы сферы заражения опасными химическими веществами?

А. Атмосферный воздух. Б. Вода.

В. Литосфера.

Г. Продукты питания.

5.Сколько степеней опасности химически опасных объектов существует?

А. 1. Б. 2. В. 3. Г. 4.

6.Что не относится к классам опасности АХОВ?

А. Умеренно опасные. Б. Средне опасные.

В. Высокоопасные.

Г. Чрезвычайно опасные. Д. Малоопасные.

7.Дайте классификацию аварийно химически опасных веществ (АХОВ. может быть проведена по следующим признакам:

А. По степени взрывоопасности. Б. По классу опасности.

В. По характеру воздействия на организм человека. Г. По основным физико-химическим свойствам.

Д. Все ответы верны.

8.Где не происходит контроль химической обстановки?

А. Атмосферный воздух. Б. Почва.

В. Гидросфера. Г. Стратосфера.

9.Кем осуществляется контроль химической обстановки?

А. Силами и средствами Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды

Б. Территориальные органы МЧС России В. нет правильных вариантов

Г. Сети наблюдения и лабораторного контроля ГО МЧС

10.Как или чем осуществляется защита от АХОВ?

А. Фильтрующие противогазы. Б. Промышленные респираторы

В. Убежища гражданской обороны Г. Нет правильного варианта

50