2015-07-14
2395
Агрессивные токсичные жидкости, используемые в качестве компонентов топлива для летательных аппаратов, обладают рядом специфических свойств, которые требуют применения специальных методов защиты обслуживающего персонала и окружающей среды при их хранении, транспортировке и эксплуатации. К числу опасных свойств этих агрессивных и токсичных жидкостей относятся:
1) взрывоопасность и пожароопасность;
2) токсичность паров этих жидкостей, а также их ядовитость при проникновении в организм через кожный покров;
3) ожоги и экземы при контакте с отдельными жидкостями, а также их способность разрушать биологические ткани;
4) коррозионная активность ряда таких жидкостей, приводящая к разрушению конструкции и травматизму, и их способность растворять органические материалы;
5) увеличение хрупкости органических материалов и металлов при контакте с отдельными такого рода жидкостями, что может приводить к авариям;
6) возможность накопления зарядов статического электричества при транспортировке горючих жидкостей по трубопроводам и при заполнении емкостей и хранении жидкостей в этих емкостях.
Рассмотрим опасные свойства наиболее характерных агрессивных и токсичных жидкостей, используемых в качестве компонентов топлива для двигателей летательных аппаратов.
Керосин - слаботоксичное вещество, однако предельно допустимая концентрация его паров в воздухе не должна превышать 300 мг/м3. Коррозионная активность некоторых сортов керосина обусловливается главным образом присутствием в керосине серы, сернистых соединений, воды, нефтяных кислот и т.д. Разные сорта керосина обладают поэтому различной коррозионной активностью.
Для устранения коррозии трубопроводов и агрегатов топливной системы необходимо строго следить за удалением отстоя воды. Опыты показали, что когда из керосина удаляется даже растворенная вода, то коррозионная активность авиационного керосина понижается в несколько раз. Обычно для хранения и эксплуатации керосина применяются все металлы, а в качестве материала для прокладок можно рекомендовать асбест, фибру и любые нерастворимые пластмассы.
Жидкий водородом - малая плотность жидкого водорода требует создания значительных по объему баков, а весьма низкая его температура ограничивает выбор конструктивных материалов, так как многие металлы теряют свою прочность при столь низких температурах. Поэтому баллоны для хранения жидкого водорода изготавливают из нержавеющей стали и из низкоуглеродистых и высоколегированных никелевых сталей. Токсичность его невелика, однако следует считать, что предельно допустимая концентрация паров водорода не должна превышать 300 мг/м3. Основное правило, которое необходимо соблюдать при хранении жидкого водорода - не допускать попадания воздуха в баллон с жидким водородом, так как попав в баллон, воздух замерзает и осаждается в виде кристаллов. Эти ломающиеся кристаллы могут служить источником искр, которые инициируют воспламенение воздуха с жидким водородом. Чтобы избежать попадания воздуха, выпуск испарившегося водорода производят через ртутную ловушку или же при помощи другого специального устройства. Пролившемуся водороду надо дать возможность испариться - взрыв не обязателен, он наступает только при действии открытого пламени.
Взрывоопасность водородо-воздушной смеси определяется тем, что концентрационные пределы ее составляют 4,1-75%. Для предотвращения взрывов следует тщательно проверить устойчивость линий высокого давления, организовать соответствующую принудительную вентиляцию и исключить возможность искрения или появления открытого пламени. Тщательно организованное извещение (сигнализация) о накоплении взрывоопасной концентрации в отдельных участках помещений позволяет заранее обнаружить место утечки газов и предупредить возможность возникновения взрывов.
Несимметричный диметилгидразин - пары несимметричного диметилгидразина при вдыхании нарушают деятельность центральной нервной системы, поражают печень и почки. Предельно допустимая концентрация паров диметилгидразина 0,3 мг/м. При больших концентрациях может наступить смерть в результате паралича нервной системы. Во избежание возникновения пожара рекомендуется хранить несимметричный диметилгидразин под избыточным давлением азота в 0,5 атм.
Не допускается хранение несимметричного диметилгидразина в цистернах, не защищенных от воздействия солнечных лучей. Несимметричный диметилгидразин легко впитывается пористыми материалами, вследствие чего стены и полы могут являться источником заражения. Поэтому стены ж потолки помещений должны быть обработаны специальными лаками, а поды выполнены из нержавеющей стали.
Жидкий кислород не ядовит и при попадании в небольших количествах на одежду быстро испаряется. Жидкий кислород обладает рядом опасных свойств: при соприкосновении с маслами, жирами и рядом других органических веществ происходит мгновенное окисление. Выделяющееся тепло способствует воспламенению масла или жира, а кислород поддерживает и усиливает горение, которое может при известных условиях привести к взрыву.
В атмосфере кислорода шерстяные и хлопчатобумажные материалы могут загораться, поэтому утечку кислорода из сосудов необходимо свести к минимуму. Нельзя работать с жидким кислородом в замасленной спецодежде, так как при попадании кислорода она немедленно воспламеняется. В случае прикосновения к сосуду с жидким кислородом работающий может получить сильные ожоги из-за низкой температуры жидкого кислорода.
Жидкий кислород не вызывает коррозии. Однако нужно, чтобы детали, с которыми соприкасается жидкий кислород, были бы выполнены из специальных нержавеющих сталей, меди и ее сплавов или же из аустенитной стали; для уплотнения можно использовать асбест, отоженную медь, алюминий, политетрафторэтилен и др. Подобный выбор материалов объеясняется тем, что многие металлы теряют свою прочность от действия низкой температуры кислорода. Так, например, обычные углеродистые стали становятся хрупкими и не выносят ударов. Из прочих опасных свойств жидкого кислорода следует отметить способность пористых органических материалов поглощать жидкий и газообразный кислород, а при поджигании весьма интенсивно сгорать и даже детонировать. Температура воспламенения всех материалов в кислородной среде значительно ниже, чем в воздухе, а пожар трудно потушить, так как в кислородном пламени горят не только обычные горючие материалы, но и большинство металлов.
Азотная кислота. Концентрированная азотная кислота представляет собой прозрачную, сильно дымящую и чрезвычайно едкую жидкость. Пары концентрированной азотной кислоты содержат окислы азота и азотную кислоту и имеют желтовато-красный цвет. Концентрированная азотная кислота - сильный окислитель, свободно разрушающий большинство органических веществ. Со многими органическими веществами концентрированная азотная кислота реагирует со взрывом.
Азотная кислота весьма токсична как в жидком, так и в газообразном состоянии. Токсичность азотной кислоты определяется токсичностью двуокиси и четырехокиси азота. Двуокись и четырехокись азота как наиболее токсичные окислы оказывают сильное отрицательное влияние на дыхательные пути. Предельно допустимая концентрация паров окислов азота в воздухе составляет 5 мг/м. Даже небольшое превышение этой концентрации в течение короткого периода может вызвать кашель, рвоту и общее недомогание.
Концентрированная азотная кислота при попадании на поверхность тела вызывает сильный ожог кожи.
Все виды азотной кислоты обладают сильными коррозирующими свойствами и действуют разрушающе на медь, свинец, дерево, а также на большинство сталей, а при 40%-ной концентрации она разъедает стенки алюминиевых баков. Только некоторые виды нержавеющей стали, чистый алюминий и его сплавы, не содержащие цинка, и не-значительное число других металлов можно использовать для изготв-ления баков и трубопроводов, предназначенных для эксплуатации азотной кислоты. Для изготовления прокладок можно применять полиэтилен, полихлорвинил, асбест и некоторые другие материалы.
Жидкий фтор чрезвычайно токсичен, поэтому предельно допустимая концентрация его паров в воздухе составляет 0,1 мг/м3. Низкая температура фтора приводит к повышению хрупкости находящихся с ним в контакте органических материалов, и металлов. Химическая активность фтора не является особым препятствием при выборе материалов, пригодных для изготовления емкостей. Это объясняется тем, что на поверхности ряда металлов образуется пленка фторидов, которая защищает металл от дальнейшей коррозии.
В качестве материала для изготовления сосудов и узлов, предназначенных для эксплуатации в контакте со фтором, можно рекомендовать алюминий, медь и ее сплавы, нержавеющую сталь и никель.
Из-за чрезвычайной токсичности фтора особое внимание уделяется предотвращению его проливов. Попутно с этим серьезное внимание должно быть уделено нейтрализации фтора путем прокачки через специальные барабаны с древесным углем. Другим способом нейтрализации фтора является использование его реакции о водой, в результате которой образуется фтористый водород. Последний растворяется в воде до безопасной концентрации.
Охрана труда при эксплуатации испытательной станции
Эксплуатацию вновь построенных, реконструированных или капитально отремонтированных испытательных станций и установок можно производить только после того, как они будут приняты комиссией в составе представителей администрации, службы охраны труда, профсоюзного комитета, отделов капитального строительства, главного механика и главного энергетика, службы пожарной охраны, санитарного надзора и технического инспектора труда. В случае необходимости в состав комиссии включают представителей Госгортехнадзора и других органов государственного надзора. Комиссия проверяет наличие необходимых согласований проекта с органами государственного надзора, соответствия выполненных сооружений, оборудования и оснастки утвержденным проектам, актов на производство скрытых работ и проверки, наладки и испытаний отдельных систем, агрегатов и механизмов, а также наличие необходимой эксплуатационной документации.
К работе на испытательной станции допускаются лица не моложе 18 лет, не имеющие противопоказаний по состоянию здоровья. Все принятые на работу на испытательные станции должны ознакомиться со специальными инструкциями по технике безопасности, производственной санитарии и пожарной безопасности.
Персонал, занятый на испытательных установках, проходит периодическое медицинское обследование в сроки, установленные местными органами здравоохранения. Администрация предприятия обеспечивает весь персонал спецодеждой, спецобувью, средствами индивидуальной защиты, а также периодически производит осмотр состояния сооружений, оборудования, отдельных систем и устройств. Технический персонал стендовой бригады должен проводить испытания, строго придерживаясь технологического процесса. На каждый двигатель или агрегат должно быть получено задание с указанием программы испытаний.
Перед монтажом двигателя или агрегата необходимо проверить исправность и работоспособность всех систем и оборудования стенда, наличие необходимой документации, оснастки и инструмента.
После окончания испытания проводится проверка состояния стендовых систем, оборудования, аппаратуры, трубопроводов, датчиков, приспособлений, инструмента и другой оснастки стенда или испытательной установки.
Перед началом испытания ведущий испытание бригадир идя оператор хотят лично убедиться, что людей в боксе нет, выездные ворота и двери в бокс закрыты, противопожарные средства исправны и исправны другие средства безопасности (вентиляция, аварийное освещение, сигнализация я др.) я весь персонал находится на своих местах. Во время проведения испытания двигателя или агрегата персоналу запрещается отлучаться со своих постов без разрешения руководителя испытания. На испытательной станции для обеспечения санитарно-гигиенических условий труда администрация предприятия осуществляет периодический осмотр состояния средств шумоглушения и звукоизолирующих конструкций, контроль уровней шума я вибраций, анализ воздушной среды во всех рабочих помещениях испытательных станций и лабораторий. Для поддержания нормальной освещенности в производственных и вспомогательных помещениях испытательной станции осуществляется регулярная, не реже одного раза в квартал, очистка окон и световых фонарей я не реже одного раза в месяц светильников искусственного освещения.
Все помещения испытательной станции должны постоянно содержаться в чистом. Для сбора промышленных и топливных отходов предназначены отдельные емкости, которые располагаются вне производственного здания. Персонал, обслуживающий стенды, после работы принижает теплый душ. Испытательные станции и лаборатории оснащаются установками о питьевой газированной водой.
Спецодежда и личная одежда каждого работника испытательной станции хранятся отдельно в металлических шкафах, а испытательные установки снабжаются аптечкой с набором необходимых для оказания первой помощи медикаментов.
После окончания испытания демонтаж двигателя или агрегата осуществляется после того, как двигатель полностью остановится, заслонка выхлопной трубы или ворота выхлопной шахты закроются, принудительная вентиляция будет выключена, ворота во входной шахте будут закрыты и горячая часть изделия остынет. Только после этого приступают к демонтажу и транспортировке двигателя или агрегата.
Особые требования безопасности предъявляются к транспортировке агрессивных и токсичных жидкостей, используемых в качестве топлива для двигателей летательных аппаратов.
Транспортировка топлива на различима расстояния может производиться железнодорожным, автомобильным или воздушным транспортом, а также по трубопроводам о помощью насосов или путем выдавливания жидкостей сжатым газом. Транспортные емкости обычно подготовлены перед заполнением жидкостью и проверены на герметичность. Причем в процессе транспортировки одни жидкости (особенно низкокипящие) требуют сообщения с атмосферной непосредственно или через дренажные отверстия, имеющие соответствующие фильтры, а другие можно перевозить только в герметически закрытых емкостях, имеющих предохранительные клапаны на случай повышения давления.
Емкости для перевозки агрессивных и токсичных жидкостей, как правило, не оборудуются приспособлениями для нижнего слива и разгружаются только при помощи сифонных труб, расположенных в верхней части емкости, благодаря чему исключается опасность пролива жидкости в случае неисправности запорных приспособлений. Специализированные емкости окрашивают в определенный цвет и на них делают четкую надпись, для какого вещества они предназначены. Внутри цистерны укрепляют поперечные перегородки с отверстиями, которые предназначены для смягчения гидравлических ударов жидкости при толчках и резких изменениях скорости движения цистерн (рисунок 6.4).
1 - емкость;
2 - защитный кожух;
3 - крышка;
4 - перегородка;
5 - сифонная (заборная) труба;
6 - люк;
7 - расходный вентиль;
8 - вентиль для наддува;
9 - манометр;
10 - дренажно-предохранительный клапан;
11 – термоизоляция
Рисунок 6.4 - Цистерна для перевозки жидкостей
Все транспортные средства, перевозящие агрессивные и токсичные жидкости, периодически подвергаются осмотрам о проверкой герметичности емкости и трубопроводов, прочности их крепления, надежности работы насосов, арматуры, контрольно-измерительных и предохранительных приборов. Кроме того, автомашины оборудуются выхлопными трубами с искроулавливателями и устройством для предотвращения накопления зарядов статического электричества.
Для обеспечения безопасности испытаний ракетных двигателей применяются следующие меры:
1. Обслуживающий персонал размещается внутри специально оборудованных наблюдательных бункеров, которые размещаются, как правило, на безопасном расстоянии от испытуемого двигателя.
2. В период проведения испытаний ракетных двигателей наблюдение за ходом испытаний осуществляется с помощью перископных устройств или толстых небьющихся стекол, армированных стальными решетками. В ряде случаев для дистанционного наблюдения используются телевизионные установки.
3. Управление процессом запуска ракетного двигателя осуществляется дистанционно о помощью специальных электрических, гидравлических и пневматических систем.
4. Испытательные стенды, склады компонентов топлива и кабины наблюдения никогда не располагаются вблизи друг от друга, чтобы авария на одном из этих сооружений не привела к разрушению других сооружений.
