2399

ВВЕДЕНИЕ

В наши дни мировой научно-технический прогресс в определяющей

безопасности в стране. Анализ причин аварий и несчастных случаев со смертельным сходом св детельствует, что подавляющее число обусловлено так называемым человеческим фактором, т.е. неправильными действиями персонала, ответственных и должностных лиц, нарушением технологических регламентов (около 80 85%), а также недостатками в правовом и нормативном регулировании езопасности (несовершенством нормативноправовой и нормативно-технической документации или ее отсутствием).

В связи с вышеизложеннымДизучение обучающимися учебнометодического пособия «Инженерные методы оценки техносферной безопасности» является актуальным в вопросах обеспечения безопасности производственной деятельности. И

3

Лабораторная работа № 1

РАСЧЁТ НА ПРОЧНОСТЬ СОСУДОВ И АППАРАТОВ

Цельработы:освоениеметодоврасчетанапрочностьсосудовиаппаратов.

Сосудами, работающими под давлением, называются герметически возможностизакрытые емкости, предназначенные для ведения химических и тепловых процессов, а также для хранения и перевозки сжатых, сжиженных и

1. Теоретическая часть

растворенных газов ж дкостей под давлением.

Основная опасность при эксплуатации таких сосудов заключается в х разрушения при внезапном адиабатическом расширении газов паров. При этом энергия сжатой среды в течение малого промежутка

Кроме осколковбА, при взрывах сосудов развиваются большие мощности, приводящие к значительным разрушениямД. В промышленности применяют сосуды и устройства, работающие под давлением: баллоны, цистерны и бочки, наполненные сжиженными газами; компрессоры и воздухосборники для них; паровые и водогрейные котлы.

времени реал зуется в кинетическую энергию осколков разрушенного сосуда и ударную волну.

Особенно опасны взрывы сосудов, содержащих горючую среду, так как

осколки резервуаров разлетаются на значительные расстояния и при падении на здания, технологическое о орудование, емкости вызывают разрушения, пожары, гибель людей.

Основные причины разрывов сосуда под давлением:

 К конструкторским причинам относятся неправильный выбор конструкции или отдельных ее элементов, отсутствие проверочного расчета на прочность.

 К технологическим причинам относятся появление дефектов

эксплуатации (превышение допустимых значений давлений, температур); побочные процессы в устройствах и установках (коррозия, образование накипи); неправильное использование баллонов (взрыв баллонов сжатых и

4

сжиженных газов может произойти при заполнении их рабочим телом, для которого они не предназначены).

В соответствии с Приказом от 25 марта 2014 года № 116 «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением» и Техническим регламентом Таможенного союза «О безопасности оборудован я, работающего под избыточным давлением»

5

арматура, контрольно-измерительные приборы, предохранительные и блокировочные устройства, средства сигнализации и защиты, а также если период эксплуатации превысил заявленный изготовителем срок службы (период безопасной эксплуатации), указанный в паспорте оборудования, без проведения технического диагностирования;

– контролировать состояние металла в процессе эксплуатации оборудован я под давлен ем в соответствии с требованиями руководства

б) оборудование было демонтировано и установлено на новом месте, за исключением транспортабельного оборудования, эксплуатируемого одной и той же организацией;

в) произведен ремонт оборудования с применением сварки, наплавки и термической обработки элементов, работающих под давлением, за исключением работ, после проведения которыхИтребуется экспертиза промышленной безопасности в соответствии с законодательством Российской Федерации в области промышленной безопасности.

Результаты технического освидетельствования с указанием максимальных разрешенных параметров эксплуатации (давление, температура), сроков следующего освидетельствования должны быть записаны в паспорт оборудования.

Минимальный объем первичного технического освидетельствования сосудов включает:

а) проведение визуального и измерительного контроля с внутренней (при доступности) и наружной поверхностей сосуда;

6

б) контроль толщины стенок элементов сосудов, работающих под давлением коррозионно-агрессивных сред, если это установлено в руководстве (инструкции) по эксплуатации и (или) предусмотрено в проектной документации ОПО с учетом специфики технологического процесса, в котором используются сосуды;

в) проверку соответствия монтажа, обвязки технологическими трубопроводами, оснащения контрольно-измерительными приборами и предохран тельными устройствами сосуда требованиям проектной и

эксплуатация до устранения дефектов (ремонт, замена оборудования) может быть разрешена на пониженных параметрах (давление, температура). При

диагност рован е с пр менением методов неразрушающего контроля. Если по результатам проведенного технического диагностирования выявлены дефекты, снижающие Апрочность оборудования под давлением, то его

этом возможность езопасной эксплуатации оборудования на пониженных

расчетом на прочность с учетом характера и размеров дефектов и определением при необходимости остаточного ресурса. При переводе оборудования в режим эксплуатации на пониженных параметрах должна

параметрах должна допускаться технологическим процессом, в составе которого оборудование используетсяД, а также должна быть подтверждена

быть проведена проверка пропускной способности предохранительных клапанов соответствующим расчетом, а также ихИперенастройка (с учетом

пониженных параметров) или замена (в случае отрицательных результатов расчета пропускной способности).

Если при техническом освидетельствовании будет установлено, что оборудование под давлением вследствие имеющихся дефектов или нарушений находится в состоянии, опасном для дальнейшей его эксплуатации, то работа такого оборудования должна быть запрещена.

Расчет на прочность сосудов и аппаратов и их отдельных элементов представлен в ГОСТ Р 54522 2011. Сосуды и аппараты высокого давления. Нормы и методы расчета на прочность, ГОСТ Р 52857.2 2007. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность.

7

Конструктивно любой сосуд представляет собой соединение обечайки (как правило, цилиндрической формы), днищ и других конструктивных элементов (рис. 1).

Рис. 2. Виды обечаек сосудов и аппаратов

8

Си

бАРис. 3. Виды крышек

Д И

Рис. 4. Виды выпуклых днищ (крышек) : а – эллиптическое днище; б – полусферическое днище; в – торосферическое днище

9

Вслучаеэллиптического днищарадиус кривизныв вершинеравен [1,2]

D2

R 4H .

где с1 – прибавка для компенсации коррозии; с2 – прибавка для компенсации минусового допуска; с3 – прибавка технологическая.

3. Определить допускаемое избыточное внутреннее давление для обечайки сосуда [1, 2]

10