Схема окраски и маркировки баллонов со сжатыми газами

Пркатическая работа №6.

Защита в чрезвычайных ситуациях

Чрезвычайные ситуации при эксплуатации сосудов,
работающих под избыточным давлением

На предприятиях различных отраслей промышленности применяют большое число сосудов, работающих под давлением выше атмосферного (автоклавы, компрессоры, паровые котлы, газовые баллоны, паро- и газопроводы и др.).

Паровые котлы применяют для производства пара, идущего на различные технологические нужды. Кроме того, эти котлы, а также котлы водогрейные используют для отопления помещений.

Газовые баллоны применяют для хранения и использования различных газов в сжатом или сжиженном состоянии. Для газовой резки и сварки металлов применяют различные горючие газы (например, ацетилен) и кислород, находящийся в сосудах под высоким давлением.

Компрессорные установки используют для производства сжатого воздуха, который применяют в качестве носителя энергии для привода машин и технологического оборудования, а также ручного механизированного инструмента, для распыления растворов и красок при их нанесении на различные поверхности и др.

Взрыв емкостей, находящихся под давлением, относится к группе физических взрывов, при которых при разрушении емкости происходит быстрое расширение газа и образование ударной волны и поля осколков.

Основными причинами взрыва паровых котлов являются:

– дефекты изготовления (несоответствие материала котла условиям его эксплуатации, некачественная проварка швов, дефекты заклепочных соединений и т. п.);

– перенапряжение материала стенок в результате длительного воздействия давлений, превышающих расчетные значения;

– перегрев стенок котла в результате чрезмерного понижения уровня воды или вследствие отложения накипи, нарушающей теплоотвод от материала стенок. В результате перегрева металла снижается механическая прочность стенок котла, образуются выпучины и трещины, приводящие к взрыву;

– старение котла в результате его длительной эксплуатации, появление коррозии, раковин и других дефектов, снижающих прочность материала стенок;

– нарушение технических требований при обслуживании котельных установок малоквалифицированным персоналом.

Взрыв котла имеет физический характер и сопровождается выделением в окружающее пространство большого количества пара. Вода, находящаяся в котле в перегретом состоянии, при падении давления мгновенно переходит в пар. При этом из единицы объема воды образуется около 1700 единиц объема пара. Это приводит к взрыву котла, разрушению здания котельной, тяжелому травматизму или гибели находящихся в нем людей. При утечке воды и перегреве неохлаждаемых стенок немедленная подача воды на раскаленные стенки вызывает ее мгновенное испарение и, как следствие, резкое повышение давления. Взрыв котла в этом случае почти неизбежен.

Большую опасность представляет собой отложение шлаков и накипи на стенках котла при его нерегулярной очистке. Эти отложения шлаков и накипи препятствуют охлаждению стенок, в результате чего они перегреваются и теряют механическую прочность.

Воздушные компрессорные установки опасны в отношении взрыва вследствие возможного образования взрывоопасных смесей из продуктов разложения смазочных масел и кислорода воздуха. Разложение смазочных масел происходит под действием высоких температур, которые развиваются в компрессорах в процессе сжатия воздуха или газа без охлаждения компрессора.

К основным причинам взрывов компрессорных установок относятся:

– повышение температуры сжатого воздуха выше установленной;

– образование в сжатом воздухе взрывоопасных смесей, например, при засасывании горючих пылей;

– повышение давления сжатого воздуха в компрессоре сверх установленного;

– вспышка смазочных масел.

Для предотвращения взрывов компрессорных установок необходимо применять качественные смазки, надежно охлаждать компрессоры и тщательно очищать всасываемый воздух от пыли (особенно горючей).

Основные причины взрывов баллонов с сжатыми газами:

– дефекты, допускаемые при изготовлении баллонов, и пороки в металле;

– переполнение баллонов сжатыми газами, так как при повышении температуры (под действием солнца, открытого огня, теплоизлучающих поверхностей) давление газа может значительно превысить нормативное;

– вырывание вентиля из горловины баллонов в результате изношенности нарезки горловины или неисправности вентиля;

– падение баллонов и удары их о твердые предметы, особенно опасно в условиях низких температур порядка – 30... 40 °С, так как при этих температурах сильно снижается ударная вязкость углеродистых сталей;

– использование баллонов не по назначению, при ошибочном заполнении баллонов другим газом, например кислородного баллона горючим газом;

– нарушение правил безопасности при хранении и транспортировке.

Для предотвращения ошибки при заправке баллонов газом введена четкая маркировка баллонов. Окраска баллонов и надписи на них выполняются различными цветами, определенными для каждого газа (таблица 4.1). Например, баллон с азотом окрашивается в черный цвет, а надпись «Азот» на баллоне пишется желтой краской; баллон с кислородом окрашивается голубой краской, а надпись «Кислород» – черной краской и т.д.

Таблица 4.1

Схема окраски и маркировки баллонов со сжатыми газами

Газ	Цвет баллона	Цвет надписи	Цвет полосы
Азот	Чёрный	Жёлтый	Коричневый
Аммиак	Жёлтый	Чёрный	—
Аргон сырой	Чёрный	Белый	Белый
Аргон технический	Чёрный	Синий	Синий
Аргон чистый	Серый	Зелёный	Зелёный
Ацетилен	Белый	Красный	—
Бутилен	Красный	Жёлтый	Чёрный
Водород	Тёмно-зелёный	Красный	—
Гелий	Коричневый	Белый	—
Закись азота	Серый	Чёрный	—
Кислород	Голубой	Чёрный	—
Кислород медицинский	Голубой	Чёрный	—
Нефтегаз	Серый	Красный	—
Сернистый ангидрид	Чёрный	Белый	Жёлтый
Сероводород	Белый	Красный	Красный
Сжатый воздух	Чёрный	Белый	—
Окончание таблицы 4.1
Углекислота	Чёрный	Жёлтый	—
Фосген	Защитный	—	Красный
Фреон-11	Серебристый	Чёрный	Синий
Фреон-12	Серебристый	Чёрный	—
Фреон-13	Серебристый	Чёрный	Две красных
Фреон-22	Серебристый	Чёрный	Три жёлтых
Хлор	Защитный	—	Зелёный
Циклопропан	Оранжевый	Чёрный	—
Этилен	Фиолетовый	Красный	—

Работа, производимая адиабатическим расширением газа при взрыве сосуда, и мощность взрыва зависят от давления в аппарате, его объема, времени действия взрыва (обычно около 0,1 с), показателя адиабаты (для воздуха он равен 1,41) и могут быть подсчитаны по эмпирическим формулам. Расчеты показывают, что мощность физических (адиабатических) взрывов достаточно велика. Поэтому конструкции сосудов и аппаратов, находящихся под давлением, и системы их обслуживания разрабатывают с таким расчетом, чтобы была исключена опасность взрыва. Условия безопасной работы таких сосудов определены Федеральными нормами и правилами в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением» (утв. приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 25.03.14 № 116), которые являются обязательными для всех предприятий и организаций, конструирующих, изготовляющих и эксплуатирующих эти сосуды.

Безопасная эксплуатация сосудов достигается введением повышенных коэффициентов запаса прочности, созданием наиболее рациональных конструкций, применением высококачественных материалов, обязательной установкой предохранительных и блокировочных устройств, контрольно-измерительных приборов.

При взрыве сосуда происходит адиабатическое расширение находящегося в нем сжатого газа, работа которого в этом случае может быть подсчитана по формуле

, (4.1)