Методика испытаний сосудов работающих под давлением. Гидроиспытание сосудов. Порядок проведения. Требования к оборудованию и оснастке

Сосуды, работающие под давлением, должны подвергаться техническому освидетельствованию после монтажа, до пуска в работу, периодически в процессе эксплуатации и в необходимых случаях - внеочередному освидетельствованию. Порядок и сроки проведения технического освидетельствования определены в «Правилах устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением» (ПБ-03-576-03).
Перед проведением технического освидетельствования необходимо раз в 2 года проводить толщинометрию стенок сосудов.

К проведению наружного и внутреннего осмотров, гидравлическому испытанию и дефектоскопии предъявляются следующиетребования:

1. Перед внутренним осмотром и гидравлическим испытанием сосуд должен быть:

Остановлен;

Охлажден (отогрет);

Освобожден от заполняющей его рабочей среды;

Пропарен;

Отключен заглушками от всех трубопроводов, соединяющих сосуд с источником давления;

Покрытие сосуда от коррозии в местах, где имеются признаки, указывающие на возможность возникновения дефектов металла, должно быть частично удалено.

20.2. При гидравлическом испытании необходимо:

Применять воду с температурой не ниже 5 о С и не выше 40 о С , если в технических условиях не указано конкретное значение температуры, допускаемой по условию предотвращения хрупкого разрушения. Разность температур стенки сосуда и окружающего воздуха во время испытаний не должна вызывать конденсации влаги на поверхности стенок сосуда. По согласованию с разработчиком проекта сосуда вместо воды может быть использована другая жидкость;

Опрессовку сосуда производить водой пробным давлением, указанным в паспорте, установив на время опрессовки заглушки под предохранительные клапана, и подводящие трубопроводы;

Полностью удалить воздух при заполнении сосуда водой;

Производить плавное повышение давления в сосуде;

Контролировать давление в сосуде двумя манометрами; оба манометра должны быть одного типа, предела измерения, одинаковых классов точности, цены деления;

Выдержать сосуд под пробным давлением в течение определенного времени. Время выдержки устанавливается разработчиком проекта. При отсутствии указаний в проекте время выдержки должно быть не менее значений, указанных в табл.19.3.

Таблица 19.3.

После выдержки под пробным давлением снизить давление в сосуде до расчетного, при котором произвести осмотр наружной поверхности сосуда, всех его разъемных и сварных соединений.

3. Сосуд считается выдержавшим гидравлическое испытание, если не обнаружено:

Течи, трещин, слезок, потения в сварных соединениях и на основном металле;

Течи в разъемных соединениях;

Видимых остаточных деформаций, падения давления по манометру.

4. При наружном, внутреннем осмотрах и гидравлическом испытании должны быть выявлены и устранены все дефекты, снижающие прочность сосуда, особое внимание обратить на состояние защитного слоя от коррозии;

5. Обязательными местами для замера толщины стенок методом толщинометрии являются точки вокруг штуцеров (не менее 40 для каждого штуцера на расстоянии 50 мм .)

Не допускайте работу сосуда, если скорость коррозии приводит к уменьшению толщины стенок меньше расчетной, т.е. уменьшенной на 2 мм (припуска на коррозию). Скорость коррозии определяется исходя из сравнений результатов предыдущего и очередного замера. Результаты замера и координаты точек прилагаются к паспорту.
Результаты технического освидетельствования должны записываться в паспорте сосуда лицом, производившим освидетельствование, с указанием разрешенных параметров эксплуатации сосуда и сроков следующих освидетельствований.

Примечание:
Внеочередное освидетельствование сосудов, отработавших нормативный срок службы, должно быть произведено организацией, имеющей лицензию на проведение полного обследования сосуда, с выдачей заключения о дальнейшей его эксплуатации.

Сосуды подлежат внеочередному освидетельствованию в случаях:

Если сосуд не эксплуатировался более 12 месяцев;

Если сосуд был демонстрирован и установлен на новом месте;

Если произведен ремонт с применением сварки;

Перед наложением защитного покрытия на стенки сосуда;

После отработки расчетного срока службы, установленного изготовителем, проектом или другой НД;

После аварии сосуда или элементов, работающих под давлением, если по объему восстановительных работ требуется такое освидетельствование;

По требованию инспектора Ростехнадзора или ответственного по надзору за техническим состоянием и эксплуатацией сосуда.

При проведении внеочередного освидетельствования должна быть указана причина, вызвавшая необходимость в таком освидетельствовании.

Примечание:

Внеочередное освидетельствование сосудов, отработавших нормативный срок службы, должно быть произведено организацией, имеющей лицензию на проведение полного обследования сосуда, с выдачей заключения о дальнейшей его эксплуатации

Лицо, ответственное за исправное состояние сосуда, несет ответственность за:

Своевременную подготовку сосуда к техническому освидетельствованию, качество его проведения;

Хранение паспортов и инструкций. Правильность оформления паспорта, т.е. заполнения соответствующих его глав (на основании приказа, указать ФИО ответственных лиц, место и дату установки сосуда, предохранительных устройств, сведения об установленной запорной арматуре, о замене и ремонте основных элементов сосуда, работающих под давлением);

Своевременность поставки сосуда на учет, приложив к оформленному паспорту схему включения сосуда с указанием источника питания, запорных и предохранительных устройств, средств автоматизации и контрольно-измерительных приборов, утвержденную главным инженером управления, и акт качества монтажа, полученный от строительной организации, а также снятие сосуда с учета с отметкой в паспорте причины демонтажа;

Проведение инструктажа с персоналом, участвующим в подготовке и проведении технического освидетельствования;

Своевременность проведения дефектоскопии (толщинометрии) сосуда;

Своевременность выполнения пунктов предписания, выданных контролирующими органами, и предоставление отчета в ОТ и ТБ, ОГМ об устранении неисправностей и нарушений.

Лицо, ответственное за безопасное действие сосуда, несет ответственность за:

Своевременность проведения повторного инструктажа по безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением, с обслуживающим персоналом;

Своевременность проведения поверки и ревизии предохранительных устройств, оформление журналов газоопасных работ, снятия и установки заглушек, оформление наряда-допуска к работе для персонала, обслуживающего сосуды, с указанием мероприятий по технике безопасности;

Своевременность технического обслуживания запорной арматуры, средств КИП и А;

Установку табличек после проведения технического освидетельствования.

Вместе с техническим освидетельствованием сосудов должна проводиться тарировка предохранительных клапанов (не реже 1 раза в 2 года). Количество предохранительных клапанов, их размеры и пропускная способность должны быть выбраны по расчету так, чтобы в сосуде не создавалось давление, превышающее избыточное давление более, чем на 0,05 МПа ( 0,5 кгс/см 2) для сосудов с давлением до 0,3 МПа ( 3 кгс/см 2), на 15% - для сосудов с давлением от 0,3 до 6,0 МПа (от 3 до60 кгс/см 2) и на 10% - для сосудов с давлением свыше 6,0 МПа (60 кгс/см 2). Давление тарировки предохранительных клапанов определяется исходя из разрешенного давления в сосуде.

Представляют повышенную опасность, так как среда в них находится под избыточным давлением, превышающим 0.7 атм. Чаще всего они взрываются при превышении допустимого давления. Все аппараты, работающие под повышенным давлением после изготовления и монтажа проходят соответствующую проверку и гидравлические испытания. При визуальном осмотре обращают внимание на герметичность швов, целостность сварных, клепаных, болтовых соединений, отсутствие коррозии. Осмотр аппаратов проводят не реже 1 раза в 4 года. Гидравлическое испытание проводят заполнением аппарата водой под давлением в 1.25-1.5 раза превышающим рабочее давление и выдержкой в течении 10 - 30 минут. При этом обращают внимание на появление деформаций, подтеков и капель воды на внешней части аппарата. Желательно обратить внимание на потерю давления в аппарате по манометру. Гидравлические испытания проводятся не реже 1 раза в 8 лет. После монтажа и испытания аппарата, которые проводят в присутствии гостехнадзора, на аппарат краской наносят его регистрационный номер, допустимое давление, дату последующего испытания. Аппарат обязательно снабжают манометром, запорной арматурой. Размещают такие аппараты на улице или в отдельных зданиях.

Чтобы обеспечить устойчивую и безопасную эксплуатацию сосудов, работающих под давлением, их подвергают техническому освидетельствованию: внутренний осмотр и гидравлическое испытание до ввода в работу, периодически в процессе эксплуатации и досрочно. Сосуды, зарегистрированные в органах надзора, проверяются инспектором по котлонадзору. Если конструктивные особенности сосуда не позволяют провести внутренний осмотр, он заменяется гидравлическим испытанием, пробным давлением и осмотром в доступных местах. Если же и гидравлическое испытание окажется.невозможным (скажем, из-за больших напряжений от веса воды в фундаменте, междуэтажных перекрытиях или самом сосуде, наличии внутри сосуда футеровки, препятствующей заполнению водой, трудности удаления воды и т. п.), разрешается производить пневматическое испытание (воздухом или инертным газом) при таком же пробном давлении. При этом пневматическое испытание (сжатым воздухом) разрешается только при условии удовлетворительных результатов caмoro тщательного внутреннего осмотра, проверки прочности сосуда расчетом и осуществления под строгим контролем некоторых мер безопасности (вывод за пределы помещения, где испытывается сосуд, вентиля на наполнительном трубопроводе от источника давления и манометра, удаления людей в безопасные места на время испытания сосуда пробным давлением и др.). Под пробным давлением сосуд находится 5 мин, после чего давление постепенно снижают до рабочего, осматривают сосуд, проверяют плотность его швов и разъемных соединений мыльным раствором или другим эффективным способом. Остукиванне сосуда под давлением при пневматическом испытании опасно и запрещено.

Разрешается не производить гидравлическое испытание при техническом освидетельствовании новых сосудов, если с момента такого испытания, проведенного на заводе-изготовителе, не прошло 12 месяцев, если они не были повреждены при транспортировке и установке, а монтаж их проводился без сварки или пайки элементов, работающих под давлением.

Правилами установлено, что сосуды, находящиеся в эксплуатации и зарегистрированные в органах Госгортехнадзора, инспектор подвергает периодическому техническому освидетельствованию, в том числе: внутреннему осмотру с целью выявления состояния внутренних и наружных поверхностей и влияния среды на стенки сосудов - не реже одного раза в 4 года; гидравлическому испытанию с предварительным внутренним осмотром - не реже одного раза в 8 лет, при этом допускается использовать воду или другие некоррозионные, неядовитые, невзрывоопасные, невязкие жидкости.

Досрочное техническое освидетельствование сосудов необходимо после реконструкции и ремонта с применением сварки или пайки отдельных частей, работающих под давлением; если сосуд перед пуском в работу находился в бездействии более 1 года (за исключением случаев складской консервации, при которой освидетельствование сосудов обязательно перед пуском в эксплуатацию при хранении свыше 3 лет); если сосуд был демонтирован и установлен на новом месте; перед наложением на стенки сосуда защитного покрытия (если оно производится его владельцем); если досрочное освидетельствование необходимо по усмотрению инспектора, лица, осуществляющего надзор, или лица, ответственного за исправное состояние и безопасное действие сосуда. Периодическое и внеочередное техническое освидетельствование сосудов производит инспектор Котлонадзора обязательно в присутствии работника бюро (отдела) по надзору или другого аттестованного инженерно-технического работника, назначенного администрацией, а также лица, ответственного за безопасную эксплуатацию этих объектов. При этом администрация предприятия должна заблаговременно не менее чем за 10 дней уведомить инспектора о готовности сосуда к освидетельствованию. В случае, если инспектор по какой-либо причине не явится в назначенный срок, администрация имеет право назначить приказом по предприятию комиссию из опытных, аттестованных специалистов для проведения технического освидетельствования. Его результаты, а также срок следующего освидетельствования заносятся в паспорт. Копия записи не позднее чем через 5 дней направляется в местный орган Госгортехнадзора. Допущенный к работе сосуд подлежит освидетельствованию не позже чем через 12 месяцев. Администрация предприятия, кроме освидетельствований инспектора, проводит:

внутренний осмотр и гидравлическое испытание перед пуском в работу всех вновь устанавливаемых сосудов, кроме тех, которые освидетельствует инспектор;

внутренний осмотр всех регистрируемых. и нерегистрируемых сосудов не реже чем через каждые 2 года, за исключением сосудов, которые работают в среде, вызывающей коррозию металла, и должны подвергаться внутреннему осмотру не реже чем через 12 месяцев.

Внутренний осмотр сосудов, включенных в системы с непрерывно действующим технологическим процессом, с некоррозиоиной рабочей средой, остановка которых по условиям производства невозможна, допускается совмещать с капитальным ремонтом или заменой катализатора, но не реже одного раза в 4 года. При внутренних осмотрах сосудов должны быть выявлены и устранены все дефекты, снижающие нх прочность;

периодический осмотр сосудов в рабочем состоянии;

гидравлическое испытание с предварительным внутренним осмотром сосудов, не регистрируемых в органах надзора,- не реже одного раза в 8 лет; досрочное техническое освидетельствование нерегистрируемых сосудов. При подготовке к осмотрам и гидравлическим испытаниям сосуд следует охладить (отогреть), освободить от заполняющей рабочей среды, отключить заглушками от всех трубопроводов, соединяющих его с источниками давления или другими сосудами, очистить от металла. Футеровка, изоляция и другая защита поверхностей сосуда частично или полностью удаляются в тех случаях, когда есть признаки дефектов в металле сосуда под защитным покрытием, например: неплотность футеровки, отдулин в гуммированном слое, следы пропуска изоляции и др. Вся арматура перед гидравлическим испытанием тщательно очищается и притирается, а крышки, люки и т. п. устанавливаются прочно и плотно, исключая возможность течи.

Опасные зоны оборудования.

Опасная зона - это пространство, в котором возможно действие на работающего опасного и (или) вредного производственного фактора. Опасность локализована в пространстве вокруг движущихся элементов: режущего инструмента, обрабатываемых деталей, планшайб, зубчатых, ременных и цепных передач, рабочих столов станков, конвейеров, перемещаемых подъемно-транспортных машин, грузов и т. д. Особая опасность создается в слу­чаях, когда возможен захват одежды или волос работающего движущимися частями оборудования.

Наличие опасной зоны может быть обусловлено опас­ностью поражения электрическим током, воздействия тепловых, электромагнитных и ионизирующих излучений шума, вибрации, ультразвука, вредных паров и газов пыли, возможностью травмирования отлетающими частицами материала заготовки и инструмента при обработке, вылетом обрабатываемой детали из-за плохого ее закрепления или поломки.

Размеры опасной зоны в пространстве могут быть постоянными (зона между ремнем и шкивом, зона между вальцами и т. д.) и переменными (поле прокатных станов, зона резания при изменении режима и характе­ра обработки, смена режущего инструмента и т. д.).

При проектировании и эксплуатации технологического оборудования необходимо предусматривать применение устройств либо исключающих возможность контакта человека с опасной зоной, либо снижающих опасность контакта (средств защиты работающих). Средства защиты работающих по характеру их применения делятся на две категории: коллективные и индивидуальные.

Средства коллективной защиты в зависимости от на­значения подразделяются на следующие классы: нормализации воздушной среды производственных помещений и рабочих мест, нормализации освещения производственных помещений и рабочих мест, средства защиты от ионизирующих излучений, инфракрасных излучений, ультрафиолетовых излучений, электромагнитных излучений, магнитных и электрических полей, излучения оптических квантовых генераторов, шума, вибрации, ультразвука, поражения электрическим током, электростатических зарядов, от повышенных и пониженных температур поверхностей оборудования, материалов, изделий, заготовок, от повышенных и пониженных температур воздуха рабочей зоны, от воздействия механических, химических, биологических факторов.

Средства индивидуальной защиты в зависимости от назначения подразделяются на следующие классы: изолирующие костюмы, средства защиты органов дыхания, специальная одежда, специальная обувь, средства защиты рук, головы, лица, глаз, органов слуха, средства защиты от падения и другие аналогичные средства, за­щитные дерматологические средства.

Все применяющиеся в машиностроении средства кол­лективной защиты работающих по принципу действия можно разделить на оградительные, предохранительные, блокирующие, сигнализирующие, а также системы дистанционного управления машинами и специальные. Каждый из перечисленных подклассов, как будет показано ниже, имеет несколько видов и подвидов. Общими требованиями к средствам защиты являются: создание наиболее благоприятных для организма человека соотношений с окружающей внешней средой и обеспечение оптимальных условий для трудовой деятельности; высокая степень защитной эффективности; учет индивидуальных особенностей оборудования, инструмента, приспособлений или технологических процессов; надежность, прочность, удобство обслуживания машин и механизмов, учет рекомендаций технической эстетики.

44. Виды горения, механизмы процессов горения.

Горение - это химическая реакция окисления, сопро­вождающаяся выделением теплоты и света. Для возникновения горения требуется наличие трех факторов: горючего вещества, окислителя (обычно кислород воздуха) и источника загорания (импульса). Окислителем может быть не только кислород, но и хлор, фтор, бром, иод, окислы азота и т. д.

В зависимости от свойств горючей смеси горение бывает гомогенным и гетерогенным. При гомогенном горении исходные вещества имеют одинаковое агрегатное состояние (например, горение газов). Горение твердых и жидких горючих веществ является гетерогенным. -

Горение дифференцируется также по скорости распространения пламени и в зависимости от этого параметра может быть дефлаграционным (порядка десятка метров в секунду), взрывным (порядка сотни метров в секунду) и детонационным (порядка тысячи метров в секунду). Пожарам свойственно дефлаграционное горение.

В зависимости от соотношения горючего и окислителя различают процессы горения бедных и богатых горючих смесей. Бедными называются смеси, содержащие в избытке окислитель. Их горение лимитируется содержанием горючего компонента. К богатым относятся смеси с содержанием горючего выше стехиометрического соотношения компонентов. Горение таких смесей лимитируется содержанием окислителя. Возникновение горения связано с обязательным самоускорением реакции в системе. Существуют три основных вида самоускорения химической реакции при горении: тепловой, цепной и комбинированной - цепочно-тепловой. Тепловой механизм ускорения связан с экзотермичностью процесса окисления и возрастанием скорости химической реакции с повышением температуры при условии аккумуляции теплоты в реагирующей системе.

Цепное ускорение реакции связано с катализом химических превращений, осуществляемым промежуточными продуктами превращений, обладающими особой химической активностью и называемыми активными центрами. В соответствии с цепной теорией химический, процесс происходит не путем непосредственного взаимодействия исходных молекул, а с помощью осколков, об­разующихся при распаде этих молекул (радикалы, атомарные частицы).

Реальные процессы горения осуществляются, как правило, по комбинированному цепочно-тепловому меха­низму. Процесс возникновения горения подразделяется на несколько видов.

Вспышка - быстрое сгорание горючей смеси, не сопровождающееся образованием сжатых газов.

Возгорание - возникновение горения иод воздействием источника зажигания.

Воспламенение - возгорание, сопровождающееся появлением пламени.

Самовозгорание - явление резкого увеличения скорости экзотермических реакций, приводящее к возник­новению горения вещества (материала, смеси) при отсутствии источника зажигания. Сущность и различия процессов возгорания и самовозгорания пояснены ниже.

Самовоспламенение - самовозгорание, сопровождающееся появлением пламени.

Взрыв - чрезвычайно быстрое химическое (взрывчатое) превращение, сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных производить механическую работу. Возникновение горения вещества или материала может произойти при температуре окружающей среды ниже температуры самовоспламенения. Эта возможность обусловливается склонностью веществ или материалов к окислению и условиями аккумуляции в них теплоты, выделяющейся при окислении, что может вызвать самовозгорание. Таким образом, возникновение горения веществ и материалов при воздействии тепловых импульсов с температурой выше температуры воспламенения (или самовозгорания) характеризуется как возгорание, а возникновение. горения при температурах ниже температуры самовоспламенения относится к процессу самовозгорания. В зависимости от импульса процессы самовозгорания подразделяют на тепловые, микробиологические и химиче­ские.

При оценке пожарной опасности веществ и материалов необходимо учитывать их агрегатное состояние. Поскольку горение, как правило, происходит в газовой среде, то в качестве показателей пожарной опасности необходимо учитывать условия, при которых образуется достаточное для горения количество газообразных горючих продуктов. Основными показателями пожарной опасности, определяющими критические условия возникновения и развития процесса горения, являются температура самовоспламенения и концентрационные пределы воспламенения.

Температура самовоспламенения характеризует минимальную температуру вещества или материала, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций, заканчивающееся возникновением пламенного горения. Минимальная концентрация горючих газов и паров в воздухе, при которой они способны загораться и распространять пламя, называется нижним концентрационным пределом воспламенения; максимальная концентрация горючих газов и паров, при которой еще возможно распространение пламени, называется верхним концентрационным пределом воспламенения. Область составов и смесей горючих газов и паров с воздухом, лежащих между нижним и верхним преде­лами воспламенения, называется областью воспламенения.

Концентрационные пределы воспламенения не постоянны и зависят от ряда факторов. Наибольшее влияние на пределы воспламенения оказывают мощность источника воспламенения, примесь инертных газов и паров, температура и давление горючей смеси.

Температурой вспышки называется самая низкая (в условиях специальных испытаний) температура горючего вещества, при которой над поверхностью образуются пары и газы, способные вспыхивать в воздухе от источника зажигания, но скорость их образования еще недостаточна для последующего горения. Пользуясь этой характеристикой, все горючие жидкости по пожарной опасности можно разделить на два класса: к первому относятся жидкости с температурой вспышки до 61° С (бензин, этиловый спирт, ацетон, серный эфир, нитроэмали и т. д.), они называются легковоспламеняю­щимися жидкостями (ЛВЖ); ко второму - жидкости с температурой вспышки выше 61° С (масло, мазут, формалин и др.), они называются горючими жидкостями.

Температура воспламенения - температура горючего вещества, при которой оно выделяет горючие пары.и газы с такой скоростью, что после воспламенения их от источника зажигания возникает устойчивое горение.

Температурные пределы воспламенения - температуры, при которых насыщенные пары вещества образуют в данной окислительной среде концентрации, равные соответственно нижнему и верхнему концентрационным пределам воспламенения жидкостей.

Емкости, способные работать и сохранять находящиеся в них вещества под давлением, используются очень широко: газовые баллоны для промышленности, автозаправочные емкости, автомобильные и железнодорожные цистерны. Учитывая высокую опасность, которую представляют собой заполненные сосуды, к ним предъявляются особые требования.

При изготовлении настолько ответственных изделий небрежность, халатность или невыполнение правил изготовления непозволительны. Поэтому существует конкретный перечень материалов для сварки и основного металла, используемых при изготовлении сосуда, а также способы сварки. Они прописываются в конструкторской и технологической документации на изделие. Кроме этого, существуют жесткие требования к персоналу, задействованному в изготовлении и непосредственно контроле качества сосуда. Окончательную приемку готового изделия и его первичное освидетельствование проводят работники организации, имеющие допуск на проведение такого вида работ.

Непосредственное испытание сосудов, работающих под давлением , состоит из двух частей. Сначала производится оценка выполненных сварных швов изделия неразрушающим методом. Как правило, используется ультразвуковой контроль. Это достаточно удобный способ. Оборудование для проверки легкое и компактное, позволяет проверить любой по форме и длине сварочный шов. Для подтверждения стабильности качества выполнения сварки с определенной периодичностью выполняется разрушающий контроль соединений. Для этого изготавливаются образцы из того же материала и с такими же швами, что и в изделии. Затем исследуется срез шва и проверяются его механические свойства.

На втором этапе производится гидравлическое испытание сосудов, работающих под давлением, которое иногда может заменяться пневматическим. Для проверки изделия оно полностью заполняется водой под давлением. Данный этап испытания также разбит на две половины. Сначала в сосуде создается пробное давление. Оно превосходит расчетное в 1,25-1,6 раза. Изделие выдерживается определенное время при таком давлении. Затем оно опускается до расчетного и производится осмотр сварных соединений. Емкость считается выдержавшей проверку, если отсутствуют течи, трещины, потения по швам и падение давления, контролируемое по манометрам. Если гидроиспытание заменено пневмоиспытанием, то используется воздух. Реже инертный газ. Швы контролируются мыльным раствором воды. При этом пузыри появляться не должны.

В итоге, если испытание сосудов, работающих под давлением, проведено полностью без замечаний , они считаются годными и могут эксплуатироваться. Для контроля состояния емкости и подтверждения ее работоспособности периодически проводится повторный визуальный осмотр и гидроиспытание. При обязательном выполнении этих правил эксплуатация сосудов будет совершенно безопасной.

Сосуды, работающие под давлением, паровые и водогрейные котлы, трубопроводы пара горячей воды относятся в соответствии с Федеральным законом « О промышленной безопасности опасных производственных объектов» к опасным производственным объектам. Изготовление сосудов и эксплуатации регламентируется: «правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением» Эксплуатация - повышенная опасность. (особенно опасны взрывы: котлов, сосудов, трубопроводов пара и горячей воды - большие разрушения, травмы, несчастные случаи, материальный ущерб).

Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением, котлов, трубопроводов пара и горячей воды принято называть Правилами котлонадзора, а объекты, на которые они распространяются, - объектами котлонадзора. (контроль - Ростехнадзор РФ; на предприятии и в организациях контроль за соблюдением Правил котлонадзора осуществляется инспекторами котлонадзора, которые проводят технические освидетельствование и обследование объектов котлонадз.- не соблюдение правил карается наложением штрафов. (ответственность за соблюдение правил, состоянием и эксплуатации сосудов отвечают руководители и специалистов, осуществляющих надзор за техническим сос-ем и эксплуат сосудов.))

Сосуд - герметически закрытая емкость, предназначена для ведения химических, тепловых и других технологических процессов, а так же хранения, транспортировку газообразных, жидких и других веществ. Границей сосуда являются входные и выходные штуцера.

Пробное давление - давление, при котором проводится испытание сосудов.

Давление рабочее - максимальное внутреннее избыточное или наружное давление, возникающее при нормальном протекании рабочего процесса.

Давление расчетное - давление, используемое при расчете на прочность.

Давление условное - расчетное давление при температуре 20 С, используемое при расчете на прочность стандартных сосудов.

Основные причины аварий сосудов, работ под давлением.

Основные причины аварий:

• а) значительное превышение давления из-за неисправности предохранительных клапанов, нарушение технологического процесса или воспламенение паров масла в воздухосборниках, отсутствие(неисправность) редуцирующих устройств;
• б)неисправность или отсутствие предохранительных устройств сосудов с быстросъемными крышками;
• в) дефекты при изготовлении, монтаже и ремонте сосудов;
• г) переполнение сосудов сжиженными газами;
• д) износ стенок сосудов;
• е) обслуживание сосудов необученным персоналом, нарушение технологической и трудовой дисциплины;
• ж) нарушение требований Правил из-за их незнания;
• з) выдача должностными лицами указаний или распоряжений, принуждающих подчиненных им лиц нарушать Правила.

Опасность: - возможность их разрушения при внезапном адиабатическом расширении газов и паров. т.е потеря механической прочности стенок обечайки(коррозия, локальный перегрев, трещины. (взрывы при потере механической прочности сосудов, местный перегрев, удары, превышение рабочего давления(потенциальная энергия - в кинетическую энергию осколков, разрушенного оборудования и ударную волну (травмы людей.))) (k-1)/k

Потенциальная энергия сжатой среды: W= *(1-(p1/p2)) К - показатель адиабаты. P1 и P2- начальное и конечное давление соответственно.V-начальный объем газа.

Потенциальная энергия сжатой среды пропорциональна произведению начального давления на объем сосуда: W~PV

• - взрывная волна (поражение оборудования и гибель людей.)
• - опасны сосуды, содержащие токсическую среду(опасность отравления) и горючую среду (опасность пожара и взрыва)

Область применения «правил устройства и безопасной эксплуатации»:

Правила, распространяются на:

• - сосуды, работающие под давлением воды с температурой выше 115 С или другой жидкости с температурой, превышающей темпер кипения при давлении 0.07 МПа бег учета гидравлического 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 0.07МПа
• - цистерны и бочки для транспортирования и хранения сжиженных газов, давление паров которых при температуре до 50С превышает 0.07МПа.
• - цистерны и сосуды для транспортирования, хранения сжиженных газов, жидкостей и сыпучих тел, в которых давление свыше 0.07МПа создается периодически для опорожнения;

Правила не распространяются на:

• - сосуды, изготовляемые в соответствии с «правилами устройства и безопасной эксплуатации оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок», (Ростехнадзор), а так же сосуды, работающие с радиоактивной средой;
• - сосуды, вместимостью не более 25 литров не зависимо от давления, используемые для научно-экспериментальных целей.
• - сосуды и баллоны вместимостью не более 25 литров, у которых произведение давления МПа на вместимость в литрах не превышает 200.
• - сосуды, работающие под давлением, создающие при взрыве внутри них в соответствии с технологическим процессом;
• - сосуды, работающие под вакуумом;
• - сосуды, устанавливаемые на морских, речных судах и других плавучих средствах;
• - сосуды, устанавливаемые на самолетах и других летательных аппаратах;
• - воздушные резервуары тормозного оборудования подвижного состава железнодорожного транспорта, автомобилей и других средств передвижения;
• - сосуды специального назначения военного ведомства;
• -приборы парового и водяного отопления;
• - трубчатые печи;

ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ И ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ ИСПЫТАНИЕ.

Гидравлическое испытание:

Этому испытанию подлежат все сосуды, после изготовления(с покрытием и изоляцией, сосуды испытываются до наложения изоляции и покрытия);

Не литые сосуды: Pпр=1,25р (у20/уf)

Pпр- пробное давление; МПа

р- расчетное давление сосуда, МПа

у20 - допускаемое напряжение материала сосуда при 20 С, МПа;

уf - допускаемое напряжение материала осуда при расчетной температуре, МПа

Гидравлическое испытание литых сосудов и деталей проводится пробным давлением, определяется по формуле: Pпр=1,5р (у20/уf).

Гидравлическое испытание сосудов и деталей не из Ме, с вязкостью более 20 Дж/см2;

Pпр=1,3р (у20/уf). Если менее 20 то по Pпр=1,6р (у20/уf).

Гидравлическое испытание криогенных сосудов при наличии вакуума в изолированном пространстве корпуса производится

Порядок проведения испытаний должен быть оговорен в техническом проекте и указан в инструкции предприятия - производителя по монтажу и эксплуатации сосудов, работающих под давлением.

Для гидравлического испытания сосудов должна применяться вода с температурой не меньше +5С и не выше +40С. По согласованию с разработчиком проекта вместо воды может быть использована другая жидкость. При заполнении сосуда водой воздух должен быть удален полностью. Гидравлическое испытание проводиться только после внутреннего осмотра сосуда. Давление в испытуемом сосуде следует повышать плавно. Использование сжатого воздуха или газа для подъема давления не допускается. Давление при гидравлическом испытании контролируется двумя манометрами одного типа, имеющие одинаковые пределы измерения, класса точности и цену деления.

Время выдержки сосуда под пробным давлением устанавливается разработчиком проекта. При отсутствии специальных указаний в проекте время выдержки(мин) должно быть не меньше:

Толщина стенки -50 - 10 мин; свыше 50 - 100мм -- 20 ; свыше 100мм - 30 ; для детых, многослойных - 60 мин.

После выдержки под пробным давлением его снижают до расчетного и проводят осмотр наружной поверхности обстругивание стенок во время испытания не допускается.

Сосуд считается выдержавшим испытание(гидравлическое) если нет: трещин, слезок, потения в сварных соединениях, остаточных деформаций, течи в разъемных соединениях, падения давления по манометру. Сосуд и его элементы - в которых были выявлены дефекты, после устранения подвергается повторному гидр. Испытанию пробным давлением. В случае когда гидравл испытание не возможно - поводят пневматическое (воздух или инертный газ.) (при условии контроля методом акустической эмиссии).

ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ ИСПЫТАНИЕ:

(давление такое же как и при гидравлическом, тщательный осмотр внутреннего состояния сосуда, до испытания;)

При пневматическом испытании применяется меры предосторожности:

• 1) вентиль на трубопроводе и манометры выносятся за пределы помещения;
• 2)люди на время испытания удаляются на безопасное расстояние;3) обратный клапан - не зависимо от колебания давления перед ним поддерживает за собой постоянное давление.

Под пробным давлением при пневматическом испытании сосуд должен находиться в течение 5 минут, после чего давление постепенно снижается до рабочего, при котором происходит осмотр сосуда с проверкой плотности его швов и разъемных соединений мыльным раствором или другим способом. Отстукивание сосуда под давлением при пневматическом испытании запрещается. Сосуды, подлежащие регистрации в органах Госгортехнадзора, должны подвергаться периодическим техническим освидетельствованиям инженером-контролером Котлонадзора. За правильность конструкции сосуда, за расчет его прочности и выбор материала, за качество изготовления и монтажа, а также за соответствие сосуда настоящим Правилам отвечает организация, выполнявшая соответствующие работы.

Все изменения проекта в процессе изготовления или монтажа сосуда должны быть письменно согласованы между проектной организацией, потребовавшей изменения проекта, и Госгортехнадзором. Если аппарат выдержал испытание на прочность - то проводят на герметичность.

ИСПЫТАНИЕ НА ГЕРМЕТИЧНОСТЬ:

Сосуды, работающие под давлением вредных веществ(жидкостей и газов) 1-го и 2-го класса опасности по ГОСТу 12.1.007-76 испытываются владельцами сосудов на герметичность воздухом или инертным газом(азотом) под давлением,

Равным рабочему давлению. при нарушение герметичности происходит разрыв аппаратуры - опасность(осколки, взрывная волна, проводится расчет на прочность аппарата;)

По достижению испытательного давления подача сжатого воздуха или азота прекращается, между подводящим и трубопроводом и запорным вентилем ставится металл заглушка и проводится наблюдение за падением давления.(проводятся испытания - 24 часа -новые; 4 часа повторные испытания). Замер начального давления и исчисления указанного времени производится после выравнивания температур внутри и вне сосуда. Замер температуры газа в сосуде должен производиться либо путем установки ртутных термометров в имеющиеся в сосуде гильзы, либо термометры на поверхность. Степень герметичности хар-ся количеством выходящим из аппарата газам в единицу времени: m = (Pн-Pk)/ Pн ф; m- коэффициент герметичности(используется при определении количества вредных веществ попавших в воздух произ-ых помещений из оборудования, исходя из этого определяется производительность вентиляционной установки.); ф-время;

падение давления: Др= 100/ф (1- (Pk Tk/PнTн))

Др - падение давления;

Pk ;Pн - конечное и начальное давление в аппарате.

Tk, Tн - конечная и начальная температура в аппарате.

Герметичность удовл если Др не более 0.1% в час для токсичных сред и 0.2% в час для пожароопасных сред(для новых аппаратов). И 0.5% для повторных испытаний. У аппаратов при Р раб меньшем 0.7 атм, Риспыт = Рраб+30кПа. Аппараты работ - ие под вакуумом испыт на прочность и герметичность:

На прочность - 0.2МПа

На герметичность - 0.1МПа