Человечество имеет в своем арсенале много изобретений, которые позволяют людям производить огромное количество товаров, используемых в жизнедеятельности и для создания комфорта. Многие технологии являют потенциальную опасность для производителя, а иногда и потребителя. Неправильное обращение с сосудами, работающими под давлением, — фактор риска. Используя такое оборудование, нужно быть во всеоружии.
Что это такое
Сосуды под давлением встречаются даже в быту. Это и баллоны для газовых плит, до сих пор встречающиеся на дачах и в деревне, и баллоны для дайвинга, и широко распространенные отопительные котлы. Если у промышленности изъять такие резервуары, то мы сразу приблизимся к уровню жизни первобытного человека. Итак, сосуд под давлением— это герметически закупоренный резервуар, использующийся при протекании химических реакций и для консервации и перемещения газов, жидкостей, порошкообразных масс. На его отверстия навариваются штуцеры, через которые подсоединяются другие элементы системы.
В лабораториях используются автоклавы, компрессоры, вакуумные камеры, баллоны со сжиженным газом. Контейнеры, выдерживающие давление, работают в пищевой промышленности и в энергетике. Они исправно несут службу при горных разработках, на подводных лодках в форме ядерных реакторов, в космонавтике. Предельные нагрузки сосуды под давлением испытывают в нефтеперерабатывающей отрасли. Такой режим дает наибольший КПД выхода качественного топлива.
В чем опасность
Каждый сосуд рассчитан на определенные нормы нагрузок, превышение которых может привести к катастрофическим последствиям. Перепад давления между внутренней и внешней частью сосуда, независимо от того, возник ли он в результате химической реакции, нагрева, охлаждения или вакуума, таит в себе потенциальную опасность. Аварии такого оборудования приносят много жертв. Ведь оно работает под огромным давлением, и разрыв сосуда может причинить высвобождение ядовитого газа, пожар или взрыв. Условия к разработке, производству, тестированию и сертификации предъявляются в Федеральных нормах и правилах (ФНП) к сосудам, работающим под давлением.
Легко ли уберечься?
Научные исследования, опыт успешного промышленного использования такого оборудования свидетельствуют о том, что сохранить безопасность трудно, но можно. Требуется достаточная доля ответственности. С целью недопущения аварий, производственных травм, для создания безопасной обстановки во время функционирования подготовлены ФНП для сосудов, работающих под давлением > 0,07 МПа. Наполнителем являются:
- вода при t >115 0С;
- остальные жидкости при t > точки кипения;
- пар, газ.
Форма
Конструкция сосудов — важная характеристика, влияющая на долговечность и надежность работы на протяжении гарантийного срока. Управление Ростехнадзора требует, чтобы в ней учитывалась возможность внешнего и внутреннего осмотров, ремонта, очистки, промывки, проверок металла и стыков, полного высвобождения. Чаще всего для производства сосудов используется сферическая, цилиндрическая либо коническая форма, хотя встречаются любые другие. Цилиндр с заглушками круглого или овального вида – дешевле всего в исполнении и проще других для анализа происходящих внутри процессов. Сфера выдерживает в два раза большие нагрузки, чем цилиндр, но ее трудно изготовить.
Дни особого внимания
Управление Ростехнадзора разработало порядок обращения с сосудами под давлением. Емкости нуждаются в техосмотре:
• после сборки, прежде чем влиться в производственный цикл;
• регулярно в ходе употребления;
• вне очереди по чрезвычайным причинам;
• в момент окончания заводской гарантии.
Сроки обследований наиболее интенсивно используемых резервуаров представлены в таблице ниже.
| Наименование | Скорость | Внутренний и наружный осмотры, годы | Гидравлическое испытание, годы |
| Не учитываемые в Ростехнадзоре | |||
| Сосуды, заполняемые средой, разрушающей и физико-химически превращающей металл со скоростью | ≤ 0,1 мм/год | 2 | 8 |
| > 0,1 мм/год | 12 месяцев | 8 | |
| Регистрируемые | |||
| Сосуды (нефтехимии), содержащие среду, разрушающую и физико-химически превращающую металл со скоростью | ≤ 0,1 мм/год | 4 (6) | 8 (12) |
| > 0,1 мм/год | 4 | 8 | |
| Котлы с сульфитной кислотой и аппараты для гидролиза с кислотозащитным покрытием | 5 | 10 | |
В инструкции по эксплуатации перечисляются способы осуществления обследований. День технического освидетельствования сосуда, работающего под давлением, назначает администрация до даты, обозначенной в паспорте. Осматривает ответственный за удовлетворительное состояние такого оснащения специалист. С определенной цикличностью предпринимаются проверки Ростехнадзором. Если емкость содержала чрезвычайно- и высокоопасные вещества, ее обрабатывают согласно предписанию по работе с таким материалом.
Забота о том, чтобы нужные процедуры были проведены до того как кто-либо начнет производить внутренние работы, ложится на плечи соответствующего инженера. Выводы всякого технического освидетельствования сосуда, работающего под давлением, включаются в его паспорт. Починка возможна при отсоединении ремонтируемого сосуда от давления. Заносить внутрь резервуара светильники с питанием выше 12 В недопустимо. При малейшей возможности взрыва используются только специальные безопасные источники света. Может потребоваться анализ воздуха на концентрацию в нем опасных компонентов.
Официальная информация
Федеральные правила промышленной безопасности Ростехнадзора требуют в десятидневный срок после выпуска приказа о подключении к производственным операциям сосуда под давлением зарегистрировать его с передачей информации, необходимой для контроля безопасности. Местный орган технадзора должен располагать следующими данными:
- информация о владельце, предоставленная в заявлении о постановке на учет;
- место размещения аппарата на производственной площади или условия эксплуатации емкостей, предполагаемые сроки нахождения их в указанном месте;
- расположение площадки для ремонта и техосмотра;
- копии акта готовности оборудования к работе и приказа о начале функционирования;
- данные паспорта сосуда: обозначение, производитель, дата производства, заводской номер, рабочие и предельные показатели, разрешаемое содержимое, гарантийный срок, дата тестирования, периоды необходимых освидетельствований.
Кому можно доверить
Персонал должен:
• пройти медосмотр, инструктаж по технике безопасности;
• сдать зачет по результатам усвоения теории и стажировки;
• получить документ на право обслуживания сосудов с конкретными параметрами эксплуатации.
Перепроверка знаний проводится каждый календарный год.
Условия неуязвимости
Работа с опасной аппаратурой требует обеспечения максимально быстрых действий в критических ситуациях. Правила эксплуатации сосудов, работающих под давлением, предусматривают монтаж приборов слежения, нанесение маркировок, подсказок. Облегчают координацию процессов:
• краны, клапаны, заслонки;
• манометры и термометры;
• предохранители;
• уровнемеры.
Запорно-регулирующая арматура герметизирует систему и выставляет нужные характеристики. На ее маховике изображается направление поворота при закрытии или открытии. Предохранители не позволяют включить сосуд под давление при негерметично закрытой крышке и препятствуют разгерметизации, когда в нем присутствует давление. Клапаны выравнивают давление в моменты его скачков. Количество клапанов рассчитывается исходя из задачи, чтобы давление в емкости не превысило заданный процент сверх рабочего. Приборы наблюдения монтируются не выше 3 м от поверхности смотровой площадки. Ими оборудуется каждый сосуд.
Резервуары с перепадами температуры стенок (например, котлы, трубопроводы), снабжаются реперами для контроля термических передвижений участков конструкции. Сверка показаний реперов с данными расчетных перемещений, определенных проектирующей организацией, позволяет оценить правильность расширения сосуда. Аппараты с разграниченными средами обеспечиваются указателями уровня с сигнализацией и предохранителями. Резервуары, которые могут переворачиваться во время опорожнения, ремонта или осмотра, фиксируются надежно, исключая малейшую возможность самоопрокидывания. Несмотря на эти предосторожности, техническое освидетельствование сосудов, работающих под давлением, реализуется в названные в паспорте производителем сроки.
Досмотр
Осмотр внутри и снаружи охватывает:
• исследование, оценку толщины металла;
• анализ напряжений;
• оглядывание клапанов сброса давления в резервуаре;
• обследование наружности;
• ревизию изоляции и любых структурных стыков;
• изучение сварных швов.
Реже, но тоже с определенной периодичностью проводится испытание на гидростатическое давление. Металл сосуда и сварочные швы исследуются методами неразрушающего контроля. ГОСТ Р 56542-2015 указывает их виды. Специалист, проводящий осмотр, выбирает минимум два способа диагностики соединения: один — для внешнего контроля качества, второй — для внутреннего. Особенно тщательно проверяются места пересечений сварочных швов. С этой целью применяются методы:
• визуально-измерительный;
• капиллярный;
• магнитопорошковый;
• ультразвуковой;
• токовихревой;
• радиографический.
Зоны участков с явными деформациями зачищают, измеряют толщину металла. При его повреждениях, нарушающих нормы безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением, емкость либо извлекается из производственного процесса, либо на нее уменьшаются нагрузки после пересчета ее рабочих характеристик. Пересматривается дата следующего техосмотра. Это вписывается в паспорт сосуда лицами, проведшими переосвидетельствование. Такая процедура возможна в отношении резервуара с вышедшим гарантийным сроком от завода-изготовителя. Трещины, вмятины, прочие признаки износа подробно анализируются на предмет причин возникновения с целью выявления неправильных условий использования или изъянов заводских технологий.
Сварные швы — зона риска
Оценить качество сварных соединений без разрушения можно не только по завершении сварки, но и во время нее. Для этого используются:
• тепловое расширение металла при его толщине > 1 мм;
• температура области сварки;
• интенсивность проникновения ультразвуковых колебаний сквозь область сварки.
Объем контрольных работ всякий раз определяется специалистами на основании предыдущих осмотров. Главная цель — достичь полной ясности о состоянии сосуда. При техническом освидетельствовании сосудов, работающих под давлением, в силу своей эффективности широко применяются ультразвуковые исследования. Они определяют толщину металла, выявляют участки коррозии. На фото ниже изображен инженер, проводящий ультразвуковую диагностику сварного шва.
Акустико-эмиссионный контроль
АЭК диагностирует весь сосуд, определяя дефекты опасного размера. Поэтому его сочетают с другими способами проверки. АЭК проводят в начале или в конце процедуры освидетельствования. Во втором случае определяется степень опасности найденных дефектов. АЭК незаменим, когда присутствуют сомнения в правильности показателей, полученных иными способами.
Водные процедуры
Соответственно расписанию техосмотров емкостей, подверженных физическому и химическому воздействию, после диагностических изысканий проделывается гидравлическое испытание сосудов, работающих под давлением, пробным давлением (≈1,25 расчетного). Оно призвано проверить прочность и плотность сосуда. Обычно вводят воду. Но если существует разрешение проектирующей организации, можно использовать другие неядовитые и невзрывоопасные среды. При противопоказаниях к гидравлическому испытанию его замещают пневматическим, обязательно применяя метод АЭК, чтобы быть уверенным, что емкость не разрушится. Все работы по уходу за герметическими емкостями и их освидетельствованию могут брать на себя специализированные организации, имеющие лицензию Ростехнадзора. Обучение персонала также возможно проводить во внешних образовательных учреждениях.
Государственный контроль
Кроме постановки на учет сосудов, работающих под давлением, плановые и внеочередные проверки Ростехнадзора помогают держать ответственных за безопасность производства лиц в тонусе. Ведь традиционно человечество ревизии боится больше, чем атомного взрыва. Поэтому эта "страшная" организация тоже заслуживает частицу благодарности вместе с работниками опасных производств, от рядовых до руководства. Если бы не их исполненный риска труд, жизнь остальных граждан была бы менее безопасной.
