Сосуды, работающие под давлением

Сосуд, работающий под давлением, представляет собой герметически закрытую емкость, предназначенную для ведения химических или тепловых процессов, а также для хранения, перевозки сжатых, сжиженных и растворенных газов и жидкостей под давлением.

Госнадзорохрантруда утвердил «Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением», в которых определяются требования к устройству, изготовлению, монтажу, ремонту и эксплуатации сосудов, работающих под давлением.

Эти правила распространяют свои действия на:

1) сосуды, работающие под давлением выше 0,07 МПа;

2) цистерны и бочки для перевозки сжиженных газов, давление паров которых при температуре до +50 °С выше 0,07 МПа;

3) сосуды, цистерны для хранения, перевозки сжиженных газов, жидкостей и сыпучих тел без давления, но опорожняемые под давлением газа выше 0,07 МПа;

4) баллоны, предназначенные для перевозки и хранения сжатых, сжиженных и растворенных газов под давлением выше 0,07 МПа.

Правила не распространяются на сосуды и баллоны емкостью не более 25 л, у которых произведение емкости на рабочее давление в атмосферах не более 200, а также части машин, не представляющих собой самостоятельных сосудов (цилиндры двигателей паровых и воздушных машин и компрессоров, конструктивно встроенных в компрессор).

При нарушении требований к конструкции, монтажу и эксплуатации сосудов, работающих под давлением, возможен взрыв. Последствиями взрыва могут быть:

– разрушение оборудования, зданий, сооружений;

– травмирование людей отлетающими частями разорвавшегося сосуда;

– отравление вредными веществами;

– поражение пламенем, горючими газами, паром, жидкостью.

Работа взрыва (Дж) при адиабатическом расширении газа может быть определена по формуле:

,                                               (8.1)

где     Р1 – начальное давление в сосуде, МПа;

          Р2 – конечное давление в сосуде, МПа;

          V – начальный объем газа, м3.

Показатель адиабаты:

,                                                                (8.2)

где     Ср – удельная теплоемкость газа при постоянном давлении, Дж/(кг град);

          Сv – удельная теплоемкость газа при постоянном объеме, Дж/(кг град).

Мощность взрыва (кВт):

,                                                     (8.3)

где     t – время действия взрыва, с.

Так как время взрыва очень малая величина (с), то мощность взрыва при разрыве сосуда достигает огромной величины. Так, например, мощность взрыва сосуда со сжатым воздухом V = 1 м3, Р = 12 атм (1,2 МПа) и t = 0,1 с составляет
N = 28100 кВт.

Для обеспечения нормальных условий эксплуатации все сосуды должны быть снабжены:

– приборами для измерения давления и температуры среды;

– предохранительными устройствами;

– запорной арматурой;

– указателем уровня жидкости.

Кроме предохранительного клапана сосуд может быть снабжен предохранительной мембраной, которая должна иметь заводское клеймо с указанием давления, разрываемого пластину (ВНИИТБХП).

На каждый сосуд после установки и регистрации наносится следующая запись:

– регистрационный номер;

– разрешенное давление;

– дата предстоящего внутреннего осмотра и гидравлических испытаний.

К обслуживанию допускаются лица не моложе 18-летнего возраста, прошедшие:

– производственное обучение;

– аттестацию в квалификационной комиссии;

– инструктаж по безопасности обслуживания сосудов.