18.6 Освидетельствование трубопроводов

Техническое освидетельствование трубопроводов заключается в наружном осмотре и гидравлическом испытании. Наружный осмотр заключается в проверке качества сварных швов и фланцевых соединений, состояния сальников, соблюдения величины и направления уклонов, прогиба трубопровода, прочности несущих конструкций, правильности расположения подвижных опор, надежности закрепления труб в «мертвых точках», доступности арматуры при ее эксплуатации и ремонте и т. д. Такой осмотр проводится до наложения изоляции.

Гидравлическому испытанию трубопровод подвергают после наружного осмотра. Трубопровод заполняют водой с температурой не ниже 5°С, затем к нему присоединяют насос, специально предназначенный для проведения гидравлических испытаний. На испытательной трубе, идущей от насоса к испытуемому трубопроводу, устанавливают манометр.

Испытательное давление должно составлять:

для стальных трубопроводов, работающих при давлении до 0,5 МПа, или с температурой стенки более 400 °С - 1,5 рабочего давления, но не менее 0,2 МПа;

для стальных трубопроводов при давлениях от 0,5 МПа и выше — 1,25 рабочего давления, но не менее рабочего плюс 0,3 МПа;

для прочих трубопроводов—1,25 рабочего давления, но не менее 0,2 МПа

Вакуум — трубопроводы испытывают гидравлическим давлением 0,2 МПа.

Трубопровод должен находиться под испытательным давлением в тече­ние 10 мин, после чего давление снижают до рабочего. При рабочем давлении наружный осмотр трубопровода повторяется.

Результаты гидравлического испытания считаются удовлетворительными, если не произошло падения давления по манометру, а в сварных швах, трубах, корпусах арматуры и т. п. не обнаружено признаков разрыва, течи и запотевания.

В отдельных случаях гидравлическое испытание заменяют пневматическим.

Глава 19 безопасность эксплуатации компрессоров, насосов, газгольдеров

19.1. Компрессоры

Компрессоры используются для сжатия и перемещения воздуха, различных газов и их смесей.

По принципу действия компрессоры подразделяются на центробежные и поршневые. Центробежные компрессоры применяются в основном для комприрования больших объемов газа до давления 3 МПа; поршневые компрессоры - для создания более высоких давлений.

Источники опасности при сжатии газов. Основные источники опасности при эксплуатации компрессорных установок:

- повышение давления и температуры сжимаемого газа сверх допустимых;

- утечка сжимаемых газов через неплотности в оборудовании; отложение смазочных масел и продуктов их разложения на стенках цилиндров компрессоров.

Опасность эксплуатации компрессорных установок в значительной степени определяется физико-химическими и пожаро-взрывоопасными свойствами сжимаемых и транспортируемых газов.

Требования безопасности, предъявляемые к конструкции компрессорного оборудования и правильной его эксплуатации определены ПБ 03-581-03 «Правила устройства и безопасной эксплуатации стационарных компрессорных установок, воздухопроводов и газопроводов», ПБ 03-582-03 «Правила устройства и безопасной эксплуатации установок с поршневыми компрессорами, работающими на взрывоопасных и вредных газах» и другими нормативными документами.

Воздушные компрессоры представляют большую опасность, чем газовые, так как в них возможно образование взрывоопасных смесей в результате смешения даже с небольшими количествами горючих газов, попавших в компрессорную установку с забираемым воздухом, или смешения продуктов разложения смазочных масел с кислородом сжимаемого воздуха. Поэтому воздух забирают из зоны, не содержащей примесей горючих газов и пыли, на высоте не менее 2 - 3 м от уровня земли и очищают в фильтрах различной конструкции.

При компримировании газа взрывоопасная смесь может образоваться только при значительном разбавлении газа воздухом, что происходит только в результате аварии компрессорной установки.

Повышение давления сжимаемого газа сверх допустимого может привести к разрыву отдельных элементов компрессорной установки. С возрастанием давления понижается также температура вспышки смазочного масла.

При сжатии воздуха, если его не охлаждать температура внутри цилиндра компрессора по мере повышения давления возрастает. Зависимость избыточного давления и температуры следующая:

Давление, МПа	0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	1,0	2,0	5,0
Температура, °С	20	86	131	166	195	221	300	418	563

При высокой температуре уменьшается вязкость смазочного масла, оно распыляется, усиливается его термическое разложение: выделяются водород, предельные и непредельные легкие углеводороды, в том числе и ацетилен, образующие с воздухом взрывоопасные смеси. При разложении смазочного масла на стенках цилиндра компрессора, клапанных устройствах и нагнетательных трубопроводах откладываются твердые продукты разложения (технический углерод, смолы, кокс, асфальтены и др.), образующие «нагар». Присутствие в сжимаемом газе пыли, окалины и продуктов коррозии резко усиливает образование нагара, увеличивает трение, местные перегревы, которые могут привести к взрыву.

Смазочные масла при высокой температуре частично испаряются, а при излишне обильной смазке распыляются в сжимаемом воздухе в виде мельчайших брызг - тумана, образуя с воздухом взрывоопасные смеси.

Применение качественной смазки и надежное охлаждение компрессоров - основные требования их безопасной эксплуатации.

Система смазки и смазочные масла. Правилами предусмотрена подача масла под давлением циркуляционными принудительными системами. Циркуляционная система смазки и промывки имеет фильтрующие устройства для очистки масла от примесей. Для контроля давления масла в системе предусматривается установка манометра и клапанов. Все линии подачи масла в системе смазки цилиндров и сальников снабжаются обратными клапанами.

Характеристика смазочных масел, применяемых в компрессорах (температура вспышки, вязкость, термическая устойчивость), должна удовлетворять требованиям Правил.

Для смазки цилиндров и сальников газовых компрессоров применяются масла с температурой вспышки не менее, чем на 20°С выше температуры нагнетаемого газа. Как правило температура вспышки компрессорных смазочных масел больше 200°С, а температура самовоспламенения не менее 400°С.

Система охлаждения компрессорных установок. Для предотвращения повышения температуры сжижаемого газа сверх допустимой, а следовательно для обеспечения безопасной работы компрессорные установки снабжаются надежной системой воздушного или водяного охлаждения (в зависимости от производительности и рабочего давления).

Температура сжимаемого газа, как уже отмечалось, не должна превышать температуру вспышки компрессорных масел. Поэтому температура сжатого газа в одноступенчатых компрессорах не должна превышать 160 °С, а в многоступенчатых - 140°С. При многоступенчатом сжатии устанавливают промежуточные выносные холодильники для газа после каждой ступени сжатия.

Для компрессорных установок применяется открытая циркуляционная система охлаждения, в которой отработанная вода сливается без давления в общую сливную воронку. Это необходимо для наблюдения за циркуляцией воды и ее температурой.

Система охлаждения компрессорных установок оборудуется водоочистителями.

Предохранительные устройства. К предохранительным устройствам, которыми оборудуются компрессорные установки, относятся предохранительные клапаны, предохранительные мембраны и обратные клапаны.

Для нормальной и безопасной работы компрессора на всех ступенях сжатия устанавливаются предохранительные клапаны.

В тех случаях, когда предохранительный клапан не может надежно работать, установка снабжается предохранительной мембраной. Предохранительная мембрана устанавливается перед предохранительным клапаном.

Предохранительные клапаны устанавливаются до запорной арматуры и до обратного клапана.

Контрольно-измерительные приборы и системы автоматизации.

Для обеспечения безаварийной работы компрессорные установки снабжаются термометрами, манометрами, расходомерами и др., которые должны обеспечивать постоянный контроль за температурой и давлением.

Температуру замеряют ртутными термометрами (в металлическом кожухе), логометрами, милливольтметрами, электронными автоматическими мостами и потенциометрами.

Для замера давлений применяют пружинные манометры. Манометры высокого давления на линиях подвода взрывоопасных и токсичных газов оборудуются автоматически действующими запорными клапанами, а также защитными приспособлениями, препятствующими поражению персонала осколками в случае разрушения манометров.

Автоматизированные компрессорные установки, работающие на взрывоопасных и токсичных газах, имеют приборы, сигнализирующие о появлении механических неисправностей, и отключающие устройства. Они должны обеспечивать в необходимых случаях остановку двигателя компрессора или не допускать его включения.

Предусматривается звуковая или световая сигнализация о нарушении эксплуатационных параметров.

Одним из важных аспектов обеспечения безопасности является защита компрессоров при перегрузке и поломках, поэтому в химических производствах помимо обычных блокировок используются также специальные системы защиты при механических неисправностях.

Специальные требования безопасности. В зависимости от ком-примируемых газов возникает необходимость соблюдения специальных требований безопасности.

Необходимым условием безопасной эксплуатации газовых компрессоров является контроль состояния их герметичности с помощью сигнализаторов горючего газа, связанных с аварийной вентиляцией в помещении компрессорной.

Обеспечению герметичности уделяется основное внимание при работе водородных компрессоров, так как нижний концентрационный предел распространения пламени очень низок (4% об.) и даже небольшие выделения водорода могут создать в помещении взрывоопасную среду.

При сжатии кислорода недопустимо исключить его контакт с любыми видами смазочных масел, так как они быстро окисляются и воспламеняются. Поэтому для смазки используют водоглицериновую эмульсию, фторопластовые органические и другие смазки, не окисляющиеся кислородом.

Особые требования безопасности предъявляются к ацетиленовым компрессорам, обладающего способностью к взрывному распаду с повышением температуры. Безопасность обеспечивается рядом специальных мер: используют преимущественно поршневые компрессоры с медленным ходом поршня (не более 0,7 м/с), создающим давление до 0,2 – 0,4 МПа, усиленным охлаждением - температура газа не должна превышать 100 – 110С. Арматура и контрольно-измерительные приборы ацетиленовых компрессоров не должны содержать детали, изготовленные из меди (и ее сплавов), серебра или с применением серебряных припоев, так как ацетилен при взаимодействии с этими веществами образует ацетилениды, обладающие взрывоопасными свойствами.

В компрессорах для сжатия хлора в качестве смазки используют концентрированную серную кислоту, так как обычные смазочные масла в атмосфере хлора подвергаются хлорированию.

Для сглаживания пульсаций давления сжатого воздуха или газа между поршневым компрессором и магистралью устанавливают буферные емкости (воздухо- или газосборники). Емкости устанавливают вне помещений на открытой ограждаемой площадке, они оснащены кранами для спуска воды и масла, манометрами и предохранительными клапанами, имеют лазы и люки для очистки. Между буферной емкостью и компрессором устанавливают обратный клапан.

К особенностям эксплуатации поршневых компрессоров относится то, что их защищают от атмосферных воздействий и обслуживающий персонал постоянно наблюдает за их работой. Степень защиты компрессоров и обслуживающего персонала от атмосферных воздействий определяется климатическими условиями района расположения предприятия.

Размещение компрессоров в закрытых производственных помещениях потенциально более опасно и необходим принимать специальные меры, предупреждающие образование взрывоопасных концентраций горючих паров и газов, а также для защиты персонала от тепловых поражений и осколков в случае аварии. Возможные решения этой проблемы: вынос максимально возможной части оборудования, арматуры, коммуникаций во вспомогательные помещения, на открытые площадки, рациональная планировка и вентиляция машинного зала.

Выбор способов вентиляции определяется планировочными решениями. Предпочтение отдается естественной вентиляции. Однако, эффективная естественная вентиляция возможна только при большой степени раскрытия зданий. При малых степенях раскрытия необходимо использование принудительной приточно-вытяжной вентиляции.

Для защиты персонала от возможных последствий предусматриваются специальные зоны обслуживания, или так называемые коридоры управления, куда выносят приборные щиты, пульты дистанционного управления и ручные органы управления отсекающей арматурой, расположенной снаружи здания компрессорной. Зона обслуживания проходит обычно вдоль машинного зала в стороне от оборудования и ограждается от машинного зала защитным экраном. При необходимости непосредственного обслуживания оборудования высокого давления практикуют использование специальных кабин. Персонал обеспечивается касками, защитными очками и теплостойкой одеждой.

Перечисленные меры дают все же ограниченные результаты, так как в основе своей направлены на уменьшение последствий опасных факторов, а не на их ликвидацию. Кардинально решить проблему безопасности компрессорных установок можно только заменой поршневых компрессоров центробежными. В этом случае будут обеспечены условия для выноса всего оборудования на наружные установки, а также ликвидируются источники колебаний давления в системе.