Мероприятия по взрывозащите технологического оборудования

Введение.

Производственные процессы добычи полезных ископаемых, их транспортирование и переработка в различных

отраслях промышленности связаны с реальной опасностью образования взрывоопасной среды в зонах

технологических установок, складских помещениях и на открытых площадках. 

Кроме этого образование взрывоопасных сред возможно в случае нарушения технологических режимов, аварий,

нарушения взрывозащищенности оборудования, аппаратуры и трубопроводов.

В то же время невозможно проведение производственных процессов без применения разнообразного

электрооборудования, в том числе и светотехнического. Безопасность его применения связана с определенными

свойствами окружающей взрывоопасной среды. Поэтому для безопасной эксплуатации необходимо знать

требования, предъявляемые к оборудованию.

Взрывоопасная газовая смесь - смесь горючих газов или паров с воздухом при нормальных атмосферных

условиях, у которой при воспламенении горение распространяется на весь объем несгоревшей смеси.

Примечание - несмотря на то, что смесь, концентрация которой превышает верхний концентрационный предел

воспламенения (ВКПР), не является взрывоопасной газовой смесью, она может стать таковой. В ряде случаев

рекомендуется рассматривать ее как взрывоопасную, в частности, при классификации зон.

По ГОСТ Р 51330.9-99 от 01.01.2001 

Взрывоопасная зона - зона, в которой имеется или может образоваться взрывоопасная газовая смесь в объеме,

требующем специальных мер защиты при конструировании, изготовлении и эксплуатации электроустановок.

По ГОСТ Р 51330.9-99 от 01.01.2001

Классификация взрывоопасных зон в соответствии с ГОСТ Р 51330.9-99 и ПУЭ

Классификация взрывоопасных зон для отдельных производств и установок (по ГОСТ Р 51330.9-99 от 01.01.2001) 

Взрывозащищенное электрооборудование - электрооборудование, в котором предусмотрены конструктивные

меры по устранению или затруднению возможности воспламенения окружающей его взрывоопасной среды

вследствие эксплуатации этого электрооборудования.

По ПУЭ 7, гл.3.23 

Взрывозащищенное электротехническое изделие (электротехническое устройство, электрооборудование) -

электротехническое изделие (электротехническое устройство, электрооборудование) специального назначения,

которое выполнено таким образом, что устранена или затруднена возможность воспламенения окружающей его

взрывоопасной среды вследствие эксплуатации этого изделия.

По ГОСТ 18311 от 01.01.1982

Средство взрывозащиты электрооборудования - конструктивное и (или) схемное решение для обеспечения

взрывозащиты электрооборудования.

По ГОСТ 51330.0-99 от 01.01.2001

Уровень взрывозащиты электрооборудования - степень взрывозащиты электрооборудования при установленных

нормативными документами условиях.

По ГОСТ 51330.0-99 от 01.01.2001  

Электрооборудование повышенной надежности против взрыва - взрывозащищенное электрооборудование, в

котором взрывозащита обеспечивается только в признанном нормальном режиме его работы.

Примечание - Признанный нормальный режим работы электрооборудования приведен, где это необходимо, в

стандартах на виды взрывозащиты электрооборудования.

По ГОСТ 51330.0-99 от 01.01.2001 

Взрывобезопасное электрооборудование - взрывозащищенное электрооборудование, в котором взрывозащита

обеспечивается как при нормальном режиме работы, так и при признанных вероятных повреждениях, определяемых

условиями эксплуатации, кроме повреждений средств взрывозащиты.

Примечание - Признанные вероятные повреждения электрооборудования приведены, где это необходимо, в

стандартах на виды взрывозащиты электрооборудования.Effert

ТМ

По ГОСТ 51330.0-99 от 01.01.2001 

Особовзрывобезопасное электрооборудование - взрывозащищенное электрооборудование, в котором по

отношению к взрывобезопасному электрооборудованию приняты дополнительные средства взрывозащиты,

предусмотренные стандартами на виды взрывозащиты.

По ГОСТ 51330.0-99 от 01.01.2001

Допустимый уровень взрывозащиты или степень защиты оболочки в зависимости от класса взрывоопасной зоны 

По ПУЭ гл. 7.3.54-65

1. Взрывозащита технологического оборудования.

Ни одно производство не обходится без использования систем повышенного давления (трубопроводов, баллонов и емкостей для хранения или перевозки сжатых, сжиженных и растворенных газов, газгольдеров и т. д.). Любые системы повышенного давления всегда представляют потенциальную опасность.

Причинами разрушения или разгерметизации систем повышенного давления могут быть: внешние механические воздействия, старение систем (снижение механической прочности); нарушение технологического режима; конструкторские ошибки; изменение состояния герметизируемой среды; неисправности в контрольно-измерительных, регулирующих и предохранительных устройствах; ошибки обслуживающего персонала и т. д.

Взрывозащита систем повышенного давления достигается: организационно-техническими мероприятиями; разработкой инструктивных материалов, регламентов, норм и правил ведения технологических процессов; организацией обучения и инструктажа обслуживающего персонала; осуществлением контроля и надзора за соблюдением норм технологического режима, правил и норм техники безопасности, пожарной безопасности и т. п. Кроме того, оборудование повышенного давления должно быть оснащено системами взрывозащиты, которые предполагают:

- применение гидрозатворов, огнепреградителей, инертных газов или паровых завес;

- защиту аппаратов от разрушения при взрыве с помощью устройств аварийного сброса давления (предохранительные мембраны и клапаны, быстродействующие задвижки, обратные клапаны и т. д.).

Рассмотрим средства обеспечения безопасности основных элементов систем повышенного давления.

Чтобы внешний вид трубопровода указывал на свойства транспортируемого вещества, введена их опознавательная окраска (ГОСТ 14202-69):

 

Для выделения вида опасностей на трубопроводы наносят предупреждающие (сигнальные) цветные кольца, количество которых определяет степень опасности. Так, на трубопроводы взрывоопасных, огнеопасных, легковоспламеняющихся веществ наносят красные кольца, безопасных или нейтральных веществ - зеленые, токсичных веществ - желтые. Для обозначения глубокого вакуума, высокого давления, наличия радиации используют также желтый цвет.

Все трубопроводы подвергают гидравлическим испытаниям при пробном давлении на 25 % выше рабочего, но не менее 0,2 МПа.

Кроме испытаний водой на прочность газопроводы, а также трубопроводы для токсичных газов испытывают на герметичность воздухом при пробном давлении, равном рабочему. Отсутствие утечки воздуха из соединений проверяют мыльным раствором или погружением узлов в ванну с водой.

Газопроводы прокладывают с небольшим уклоном в сторону движения газа, а буферную емкость снабжают в нижней части спускной трубой с краном для систематического удаления водяного конденсата и масла. Паропроводы снабжают конденсатоотводчиками, которые позволяют предотвратить возникновение гидравлических ударов и пробок. Во избежание возникновения напряжений от тепловых деформаций, особенно в наземных газопроводах, устраивают специальные компенсаторы в виде П-образного участка.

Трубопроводы со сжиженными газами прокладывают на расстоянии не менее 0,5 м от трубопроводов с горячим рабочим телом, при этом последние изолируют, а трубопроводы с легко замерзающими газами монтируют рядом с паропроводами и трубопроводами горячей воды. Для предотвращения ожогов кислотами и щелочами фланцевые соединения трубопроводов закрывают защитными кожухами. Трубопроводы для транспортирования жидкого и газообразного кислорода периодически, а также после каждого ремонта обезжиривают. Для обезжиривания используют тетрахлорид углерода, трихлорэтилен или тетрахлорэтилен.

Трубопроводы, по которым в зону реакции к аппарату или устройству подается горючее и окислитель, оборудуют специальными устройствами: автоматическими задвижками, обратными клапанами, гидравлическими затворами, огне- и взрывопреградителями. Обратные клапаны препятствуют обратному ходу потока рабочего тела в случае начала процесса горения и появления противодавления (рис. 1.1). 


Предохранительные затворы применяют в генераторах ацетилена для исключения обратного проскока пламени от газовой горелки сварочного агрегата в генератор.

Стационарные сосуды, баллоны для хранения и перевозки сжатых, сжиженных и растворенных газов: баллоны (ГОСТ 949-73) изготовляют малой (0,4...12 л), средней (20...50 л) и большой (80....500 л) вместимости. Баллоны малой и средней вместимости изготовляют из углеродистой стали на рабочее давление 10, 15 и 20 МПа, из легированной стали - на 15 и 20 МПа. У горловины каждого баллона на сферической части выбивают следующие данные: товарный знак предприятия-изготовителя, дату (месяц и год) изготовления (последнего испытания) и год следующего испытания; вид термообработки (нормализация, закалка с отпуском); рабочее и пробное гидравлическое давление (мПа); вместимость баллона, л; массу баллона, кг; клеймо ОТК; обозначение действующего стандарта.

Наружная поверхность баллонов окрашивается в определенный цвет, на нее наносится соответствующая надпись и сигнальная полоса. Окраска баллонов для наиболее часто используемых промышленных газов приведена ниже:

 

Для горючих и негорючих газов, не обозначенных в ПБ10-115-96 (Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением), предусмотрена следующая гамма цветов:

 

Сигнальная окраска баллонов и цистерн позволяет исключить образование смеси «горючее - окислитель» вследствие заполнения емкостей рабочим телом, для которого они не предназначены.

Для предотвращения проникновения в опорожненный баллон посторонних газов, а также для определения (в необходимых случаях), какой газ находится в баллоне, или герметичности баллона и его арматуры заводы-наполнители принимают опорожненные баллоны с остаточным давлением не менее 0,05 МПа, а баллоны для растворенного ацетилена - не менее 0,05 и не более 0,1 МПа.

Взрыв ацетиленовых баллонов может быть вызван старением пористой массы (активированного угля в ацетоне), в которой растворяется ацетилен. Образование смеси горючее - окислитель в кислородных баллонах чаще всего связано с попаданием в его вентиль масел; в водородных - с загрязнением их кислородом, а также с появлением в них окалины.

Действующие в настоящее время Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением (ПБ-115-96), распространяются на:

- сосуды, работающие под давлением воды с температурой выше 115 °С или другой жидкости с температурой, превышающей температуру кипения при давлении 0,07 МПа, без учета гидростатического давления;

- сосуды, работающие под давлением пара или газа свыше 0,07 МПа;

- баллоны, предназначенные для транспортирования и хранения сжатых, сжиженных и растворенных газов под давлением свыше 0,07 МПа;

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

- цистерны и сосуды для транспортирования или хранения сжатых, сжиженных газов, жидкостей и сыпучих тел, в которых давление выше 0,07 МПа создается периодически для их опорожнения;

- барокамеры.

Правила не распространяют своего действия на:

- сосуды, изготавливаемые в соответствии с «Правилами устройства и безопасной эксплуатации оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок», утвержденными Госатомэнергонадзором России, а также сосуды, работающие с радиоактивной средой;

- сосуды вместимостью не более 0,025 м3 независимо от давления, используемые для научно-экспериментальных целей;

- сосуды и баллоны вместимостью не более 0,025 м3, у которых произведение давления в МПа на вместимость в м3 не превышает 0,02;

- сосуды, работающие под давлением, создающимся при взрыве внутри их в соответствии с технологическим процессом;

- сосуды, работающие под вакуумом;

- сосуды, состоящие из труб с внутренним диаметром не более 150 мм без коллекторов, а также с коллекторами; выполненными из труб с внутренним диаметром не более 150 мм, а также ряд других типов сосудов (сосуды, устанавливаемые на морских и речных судах, самолетах и других летательных аппаратах; воздушные резервуары тормозного оборудования подвижного состава железнодорожного транспорта, автомобилей и других средств передвижения; сосуды специального назначения военного ведомства и т. д.);

- сосуды, на которые распространяется действие «Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением», до пуска их в эксплуатацию должны быть зарегистрированы в органах Госгортехнадзора России. Исключение составляют:

- сосуды 1-й группы, работающие при температуре стенки не выше 200° С, у которых произведение давления в МПа на вместимость в м3 не превышает 0,05, а также сосуды 2-й, 3-й, 4-й групп, работающие при указанной выше температуре, у которых произведение давления в МПа на вместимость в м3 не превышает 0,1 (к первой группе относятся сосуды, содержащие взрывоопасные и пожароопасные среды, или вещества 1-го и 2-го классов опасности по ГОСТ 12.1.007 независимо от температуры стенки и расчетного давления (выше 0,07 МПа). 2-я, 3-я, 4-я группы сосудов определяются расчетным давлением и температурой стенки, при условии, что сосуд не содержит среду, указанную для группы 1);

- аппараты воздухоразделительных установок и разделения газов, расположенные внутри теплоизоляционного кожуха;

- резервуары воздушных электрических переключателей;

- бочки для перевозки сжиженных газов, баллоны вместимостью до 100 л включительно, установленные стационарно, а также предназначенные для транспортировки и (или) хранения сжатых, сжиженных и растворенных газов;

- генераторы (реакторы) для получения водорода, используемые гидрометеорологической службой;

- сосуды, включенные в закрытую систему добычи нефти и газа (от скважин до магистрального трубопровода);

- сосуды для хранения или транспортировки сжиженных газов, жидкостей и сыпучих тел, находящиеся под давлением периодически при их опорожнении;

- сосуды со сжатым и сжиженными газами, предназначенные для обеспечения топливом двигателей транспортных средств, на которых они установлены;

-  сосуды, установленные в подземных горных выработках. 

Для обеспечения безопасной и безаварийной эксплуатации сосуды и аппараты, работающие под давлением, должны подвергаться техническому освидетельствованию после монтажа и пуска в эксплуатацию, периодически в процессе эксплуатации, а в необходимых случаях и внеочередному освидетельствованию.

Объемы, методы и периодичность технического освидетельствования оговариваются изготовителем и указываются в инструкциях по монтажу и эксплуатации. В случае отсутствия таких указаний техническое освидетельствование проводится по указанию «Правил» ПБ10-115-96. Так, для сосудов, не подлежащих регистрации в органах Госгортехнадзора России, установлена следующая периодичность: гидравлические испытания пробным давлением один раз в восемь лет, наружный и внутренний осмотр один раз в два года при работе со средой, вызывающей разрушение и физико-химическое превращение материала (коррозия и т. п.) со скоростью не более 0,1 мм в год и 12 месяцев при скорости более 0,1 мм в год.

Сроки и объемы освидетельствований других типов сосудов и баллонов, зарегистрированных и не зарегистрированных в органах Госгортехнадзора России, также устанавливаются в зависимости от условий эксплуатации (скорость физико-химических превращений) и типа сосуда.

При гидравлических испытаниях испытываемую емкость заполняют водой, после чего давление воды плавно повышают до значений пробного давления, указанного в табл. 1.1.
Таблица 1.1 Давление при гидравлических испытаниях.