Охарактеризуйте виды сосудов, работающих под повышенным давлением. 
Опишите причины аварий и несчастных случаев при их эксплуатации

При осуществлении различных технологических процессов, проведении ремонтных работ, в быту и т. д. широко распространены различные системы повышенного давления, к которым относится следующее оборудование: трубопроводы, баллоны и емкости для хранения или перевозки сжатых, сжиженных и растворенных газов, паровые и водяные котлы, газгольдеры и др. Основной характеристикой этого оборудования является то, что давление газа или жидкости в нем превышает атмосферное. Это оборудование принято называть сосудами, работающими под давлением.

Рассмотрим основные виды сосудов и аппаратов, работающих под давлением.

Трубопроводы — это устройства для транспортировки жидкостей и газов. По существующему ГОСТу 14 202−69 все жидкости и газы; транспортируемые по ним, разбиты на десять групп. Для определения вида вещества, транспортируемого по трубопроводам, их окрашивают в соответствующие цвета (опознавательная окраска): вода — зеленый, пар — красный, воздух — синий, газы горючие и негорючие — желтый, кислоты — оранжевый, щелочи — фиолетовый, жидкости горючие и негорючие — коричневый, прочие вещества — серый.

Кроме опознавательной окраски на трубопроводы наносят краской предупредительные (сигнальные) цветные кольца:

• — красный — взрывоопасные, огнеопасные, легковоспламеняющиеся;
• — зеленый — безопасные или нейтральные;
• — желтый — токсичные или иной вид опасности, например глубокий вакуум, высокое давление, наличие радиации.

Количество сигнальных колец определяет степень опасности. Баллоны — это сосуды для транспортировки и хранения сжатых и растворенных газов. Различают (согласно ГОСТу 949−73) баллоны малой (0,4−12 л), средней (20−50 л) и большой (80- 500 л) вместимости. В зависимости от содержащихся газов баллоны окрашивают в соответствующие сигнальные цвета, а также на их поверхность наносят надпись, указывающую вид газа, а в ряде случаев — отличительные полосы .

В верхней части каждого стального баллона выбиты следующие данные: товарный знак предприятия-изготовителя; дата (месяц и год) изготовления (последнего испытания) и год следующего испытания; вид термообработки материала баллона; рабочее и пробное гидравлическое давление, МПа; емкость баллона, л; масса баллона, кг; клеймо ОТК; обозначение действующего стандарта.

Криогенные сосуды предназначены для хранения и транспортировки различных сжиженных газов: воздуха, кислорода, аргона и др. В соответствии с ГОСТом 16 024−79 Е их выпускают шести типоразмеров; 6; 3; 10; 16; 25 и 40 л. Эти сосуды маркируются следующим образом: например СК-40 — сосуд криогенный емкостью 40 л. Снаружи их окрашивают серебристой или белой эмалью и посередине наносят отличительную полосу с названием сжиженного газа, находящегося в сосуде. Кроме рассмотренных сосудов для хранения больших количеств сжиженных газов используют стационарные резервуары (объемом до 500 тыс. л и более), а для их перевозки — транспортные сосуды (цистерны), имеющие объем до 35 тыс. л.

Газгольдеры предназначены для хранения и выдачи больших количеств сжатых газов, отделения от них механических примесей и других целей. Различают газгольдеры высокого и низкого давления. В первых из них сжатый газ находится по одним из следующих давлений: менее 25; 32 и 40 МПа. Газгольдеры низкого давления рассчитаны на большой объем хранимых газов: 105−3?107 л.

Кроме рассмотренных герметичных устройств и установок применяют также автоклавы, компрессоры, котлы.

Автоклавы — герметичные установки, предназначенные для проведения различных тепловых и химических процессов под повышенным давлением. Компрессоры — устройства для получения сжатого воздуха давлением свыше 3?105 Па.

Основное требование к этим сосудам — соблюдение их герметичности на протяжении всего периода эксплуатации. Герметичность — это непроницаемость жидкостями и газами стенок и соединений, ограничивающих внутренние объемы сосудов, работающих под давлением. Кроме этих сосудов требования по герметичности обязательны и для вакуумных установок и оборудования.

Вакуумным называют оборудование, в котором различные технологические процессы протекают в среде разреженных газов. С физической точки зрения к разреженным относятся газы, находящиеся при столь малых давлениях, что средняя длина свободного пробега их молекул соизмерима с линейными размерами того оборудования, в котором эти газы находятся.

Любые сосуды, работающие под давлением, всегда представляют собой потенциальную опасность, которая при определенных условиях может трансформироваться в явную форму и повлечь тяжелые последствия. Разгерметизация (потеря герметичности) сосудов, работающих под давлением, достаточно часто сопровождается возникновением двух групп опасностей.

Первая из них связана с взрывом сосуда или установки, работающей под давлением. Взрывом называют быстропротекающий процесс физических и химических превращений веществ, сопровождающийся освобождением большого количества энергии в ограниченном объеме, в результате которого в окружающем пространстве образуется и распространяется ударная волна, способная создать угрозу жизни и здоровью людей. При взрыве может произойти разрушение здания, в котором расположены сосуды, работающие под давлением, или его частей, а также травмирование персонала разлетающимися осколками оборудования.

Ударной волной называется распространение в газообразной, жидкой или твердой среде поверхности, на которой происходит скачкообразное повышение давления, сопровождающееся изменением плотности, температуры и скорости движения среды. Эта поверхность называется поверхностью взрыва или скачком уплотнения.

Вторая группа опасностей зависит от свойств веществ, находящихся в оборудовании, работающем под давлением. Так, обслуживающий персонал может получить термические ожоги, если в разгерметизировавшейся установке находились вещества с высокой или низкой температурой. Если в сосуде находились агрессивные вещества, то работающие могут получить химические ожоги; кроме того, при этом возникает опасность отравления персонала. Радиационная опасность возникает при разгерметизации установок, содержащих различные радиоактивные вещества. Таким образом, для обеспечения безопасности персонала, обслуживающего сосуды под давлением, весьма важно, чтобы эксплуатируемое оборудование сохраняло герметичность.

Наиболее частыми причинами аварий и взрывов сосудов, работающих под давлением, являются несоответствие конструкции максимально допустимому давлению и температурному режиму, превышение давления сверх предельного, потеря механической прочности аппарата (коррозия, внутренние дефекты металла, местные перегревы), несоблюдение установленного режима, отсутствие необходимого технического надзора.

Безопасность устройства, изготовления и эксплуатации сосудов, работающих под давлением, определяется Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением. К сосудам, на которые распространяются эти правила, относятся:

• — сосуды, работающие под давлением свыше 0.07 МПа;
• — цистерны и бочки для перевозки сжиженных газов, давление паров которых при температуре до 50 °C превышает 0.07 МПа;
• — сосуды и цистерны для хранения и перевозки сжиженных газов, жидкостей и сыпучих тел без давления, но опорожняемые под давлением газа свыше 0.07 МПа;
• — баллоны, предназначенные для перевозки и хранения сжатых, сжиженных и растворенных газов с рабочим давлением свыше 0.07 МПа.

Правила не распространяются на приборы парового и водяного отопления; сосуды вместимостью не свыше 25 л, для которых произведение емкости в литрах на рабочее давление в МПа не превышает 20; части машин, не представляющие собой самостоятельных сосудов (цилиндры двигателей паровых и воздушных машин и компрессоров, неотключаемые промежуточные холодильники и масловодоотделители компрессорных установок, воздушные колпаки насосов и др.); трубчатые печи и некоторые другие виды сосудов.

Согласно правилам установлены специальные требования к конструкции и материалам сосудов, к их изготовлению, монтажу, установке, регистрации, техническому освидетельствованию, содержанию и обслуживанию.

Все сосуды, работающие под давлением, за исключением сосудов, особо оговоренных правилами, регистрируют в органах Госгортехнадзора.

Сосуд, работающий под давлением, до пуска его в работу, а также периодически во время эксплуатации и после каждого ремонта или реконструкции технически освидетельствуют (внутренний осмотр и гидравлическое испытание) для установления его исправности и правильности включения в схему.

Сосуды, находящиеся в эксплуатации и зарегистрированные в органах Госгортехнадзора, технически освидетельствуют в следующие сроки:

• — внутренний осмотр (для выявления состояния внутренних и наружных поверхностей и влияния среды на стенки сосудов) — не реже одного раза в четыре года. При осмотре устанавливают наличие трещин, отдулин, выпучин, раковин, коррозии стенок, особенно в местах отбортовок и соединений деталей, дефектов в сварных и заклепочных швах, разрушений и повреждений футеровки и других дефектов;
• — гидравлическое испытание (с предварительным внутренним осмотром) — не реже одного раза в восемь лет.

Перед внутренним осмотром и гидравлическим испытанием сосуд должен быть остановлен, охлажден, освобожден от заполняющей его рабочей среды и отключен заглушками от трубопроводов, соединяющих его с источником давления или с другими аппаратами. Если имеются признаки разрушения стенок сосуда под слоем футеровки или изоляции, то эти покрытия должны быть удалены.

Перед гидравлическими испытаниями необходимо тщательно очищать всю арматуру, притирать краны и клапаны и проверять плотность закрепления крышек и люков; сосуды, заглубленные в грунт, надо освобождать от земли для осмотра наружной поверхности и замеров в случае необходимости толщины стенок.

Сосуды испытывают водой или другими некоррозионными, неядовитыми, невзрывоопасными и невязкими жидкостями.

охрана труд сосуд авария.