ЛЕКЦІЯ №2
Основи безпечної експлуатації посудин, що працюють під тиском і кріогенної техніки
План
1. Загальні вимоги безпеки при експлуатації до посудин, що працюють під тиском.
2. Організаційні заходи із безпечної експлуатації посудин.
3. Запобіжні засоби захисту.
4. Вимоги безпеки при експлуатації установок кріогенної техніки.
Загальні вимоги безпеки при експлуатації до посудин, що працюють під тиском
Посудинами, що працюють під тиском називаються герметично закриті ємкості, які призначені для здійснення в них хімічних і теплових процесів, а також для зберігання та перевезення стиснених, зріджених і розчинених газів та рідин.
Посудини, що працюють під тиском належать до об'єктів з підвищеною небезпекою, тому при їх виготовленні та експлуатації необхідно дотримуватись вимог ДНАОП 0.00-1.07-94 «Правила будови і безпечної експлуатації посудин, що працюють під тиском», та ДНАОП 0.00-1.08-94 „ Правила будови і безпечної експлуатації парових і водогрійних котлів”.
Дія цих Правил поширюється на:
— посудини, які працюють під тиском води з температурою вище 115 °С або іншої рідини з температурою, що перевищує температуру кипіння при тиску 0,07 МПа (0,7 кгс/см3), без врахування гідростатичного тиску;
— посудини, що працюють під тиском пари або газу, вищим 0,07 МПа;
— балони, призначені для транспортування і зберігання зріджених, стиснених і розчинених газів під тиском, вищим 0,07 МПа;
— цистерни та бочки для транспортування і зберігання зріджених газів, тиск пари яких при температурі до 50 °С перевищує тиск понад 0,07 МПа;
— цистерни і посудини для транспортування і зберігання зріджених, стиснених газів, рідин і сипких тіл, в яких тиск вище 0,07 МПа утворюється періодично для їх випорожнення; барокамери.
При розгерметизації посудин, що працюють під тиском, можуть виникнути такі небезпечні чинники:
1. вибухи посудин, що супроводжуються аваріями технологічного обладнання, руйнуванням конструкцій та загибеллю людей;
Вибухи парових котлів являють собою миттєве вивільнення значної енергії перегрітої води у замкнутому об’ємі у результаті такого порушення цілісності стінок котла, при якому можливе миттєве зниження внутрішнього тиску до атмосферного.
При вибуху посудини відбувається адіабатичне розширення стиснутого у ній газу, робота якого визначається згідно залежності
, Дж,
де Р1 – початковий тиск газу у посудині, Па; Р2 – кінцевий (атмосферний) тиск, Па; V –об’єм посудини, м3; п – показник адіабати (безрозмірний). п=Ср/СV – відношення теплоємкостей газу при постійному тиску і об’ємі, Дж/(кг´°С) (для повітря п=1,41).
Адіабатичний процес (грец. αδιαβατος — неперехідний) — в термодинаміці зміна стану тіла без обміну теплом з навколишнім середовищем. Його можна здійснити, проводячи стискання чи розширення тіла (наприклад, газу) дуже швидко.
Під час адіабатичного стискування тіла внутрішня енергія його збільшується, а при адіабатичному розширенні — зменшується. Виконана робота при цьому дорівнює за величиною і протилежна за знаком зміні внутрішньої енергії системи.
Потужність вибуху (в кВт) залежить від величини роботи вибуху і часу його дії і визначається згідно формули
, кВт,
де t – час дії вибуху, с; 102 – перевідний коефіцієнт кг´м/с в кВт (1 кВт=102 кг´м/с).
2. опіки під дією високих або низьких температур (термічні опіки) та внаслідок агресивного середовища (хімічні опіки);
3. гострі отруєння, пов'язані з використанням інертних та токсичних газів.
Основні причини аварій посудин, що працюють під тиском
1. перевищення допустимого тиску;
2. невідповідність конструкції вимогам, що ставляться;
3. втрата міцності внаслідок дефектів метала, корозії, місцевих перегрівів, невідповідності режимів експлуатації;
4. недостатня кваліфікація персоналу;
5. відсутність необхідного технічного нагляду (несправність запобіжних пристроїв, контрольно-вимірювальних приладів, арматури та інші)
