Герметизированные системы, в которых под давлениемнаходятся сжатые газы и жидкости (нередко токсичные, пожаровзрывоопасные или имеющие высокую температуру), широко применяются в современном производстве. Такие системы - источники повышенной опасности, и поэтому при их проектировании, изготовлении, эксплуатации и ремонте должны строго соблюдаться установленные правила и нормы: паровые и водогрейные котлы, экономайзеры и пароперегреватели; трубопроводы пара, горячей воды и сжатого воздуха; сосуды, цистерны, бочки; баллоны; компрессорные установки; установки газоснабжения.
Основное требование, предъявляемое к системам под давлением – их герметичность.
Герметичность — это непроницаемость жидкостями и газами стенок и соединений, ограничивающих внутренние объемы устройств и установок, в которых в качестве рабочего тела применяется жидкость или газ. Этот принцип является обязательным для вакуумных установок.
Любые системы повышенного давления всегда представляют собой потенциальную опасность.
Классификация герметичных систем.
Принцип герметичности, используемый при организации рабочего процесса ряда устройств и установок, является важным с точки зрения безопасности их эксплуатации. К ним следует отнести:
- Трубопроводы. Жидкости и газы, транспортируемые по трубопроводам, разбиты на следующие десять укрупненных групп, в соответствии с которыми установлена опознавательная окраска трубопроводов (табл. 2.18).
Таблица 7 – Окраска трубопроводов
| Транспортируемая по трубопроводу среда | Цвет окраски трубопровода |
| Вода | Зеленый |
| Пар | Красный |
| Воздух | Синий |
| Газы горючие и негорючие | Желтый |
| Кислоты | Оранжевый |
| Щелочи | Фиолетовый |
| Жидкости горючие и негорючие | Коричневый |
| Прочие вещества | Серый |
Чтобы выделить вид опасности, на трубопроводы наносят предупреждающие (сигнальные) цветные кольца
Таблица 8 – Сигнальные цветные кольца, наносимые на трубопроводы
| Характеристика опасности транспортируемой среды | Цвет колец |
| Взрывоопасные, огнеопасные, легковоспламеняющиеся вещества | Красный |
| Безопасные и нейтральные вещества | Зеленый |
| Вещества токсичные | Желтый |
| Глубокий вакуум, высокое давление, радиация и т.д. | Желтый |
При нанесении колец желтого цвета на трубопроводы с опознавательной окраской газов и кислот, а также при нанесении колец зеленого цвета на трубопроводы с опознавательной окраской воды кольца имеют соответственно черные или белые каемки шириной не менее 10 мм. Число предупреждающих колец какого-либо цвета должно соответствовать степени опасности транспортируемого вещества.
Кроме цветных сигнальных колец применяют также предупреждающие знаки, маркировочные щитки и надписи на трубопроводах (цифровое обозначение вещества, слово «вакуум» для вакуум-проводов, стрелки, указывающие направление движения жидкости, и др.), которые располагаются на наиболее ответственных местах коммуникаций.
- Баллоны для хранения и перевозки сжатых, сжиженных и растворенных газов при температурах 223...333 °К (-50...+60 С). Баллоны изготовляют малой вместимости 0,4—12 л, средней — 20—50 л и большой вместимости 80—500 л. Баллоны малой и средней вместимости изготовляют на рабочие давления 30, 15 и 20 МПа из углеродистой стали и на рабочие давления 15 и 20 МПа из легированной стали.
Для того чтобы легко и быстро распознать баллоны, предназначенные для определенных газов, предупреждать их ошибочное наполнение и предохранять наружную поверхность от коррозии, на заводах-изготовителях баллоныокрашивают в установленные стандартом цвета, наносят соответствующие надписи и отличительные полосы (табл. 2.20).
Таблица 9 - Окраска баллонов
| Вещество находящееся в баллоне | Цвет окраски баллона |
| Азот | Черный |
| Ацетилен | Белый |
| Водород | Темно зеленый |
| Кислород | Голубой |
| Углекислота | Черный |
| Этилен | Фиолетовый |
Причины возникновения опасности герметичных систем. Разгерметизация устройств и установок происходит в результате действия целого ряда факторов:
- эксплуатационных - обусловлены физико-химическими свойствами рабочего тела, параметрами его состояния, условиями эксплуатации и т. д.: протекание побочных процессов в устройствах и установках, приводящих к ослаблению прочности конструкции; образование взрывчатых смесей; неправильную эксплуатацию и др.
- технологических связаны с дефектами при изготовлении, монтаже, транспортировании и хранении устройств.
Основными причинами разрушения или разгерметизации систем повышенного давления являются:
- внешние механические воздействия;
- снижение механической прочности;
- нарушения технологического режима;
- конструкторские ошибки;
- изменение состояния герметизируемой среды;
- неисправности в контрольно-измерительных и предохранительных устройствах;
- ошибки обслуживающего персонала.
Опасности, возникающие при нарушении герметичности. Разгерметизация устройств и установок, не только нежелательна и опасна для обслуживающего персонала и производства.
- нарушение герметичности может быть связано с взрывом. Здесь две причины:
- взрыв может являться следствием нарушения герметичности, например, воспламенение взрывчатой смеси внутри установки;
- нарушение герметичности может стать причиной взрыва, например, при нарушении герметичности ацетиленового трубопровода вблизи участков нарушения образуется ацетиленовоздушная смесь, которая может воспламениться самыми слабыми тепловыми импульсами. Незамеченное длительное горение приводит к такому сильному разогреву трубопровода, что ацетилен в нем самовоспламеняется.
- при разгерметизации создаются опасные и вредные производственные факторы, зависящие от физико-химических свойств рабочей среды, т. е. возникает опасность:
- получения ожогов под воздействием высоких или, наоборот, низких температур (термические ожоги) и из-за агрессивности среды (химические ожоги);
- травматизма, связанного с высоким давлением газа в системе, например, нарушение герметичности баллона с газом при давлении 20 МПа с образованием отверстия диаметром 15 мм приведет к появлению начальной реактивной тяги около 3,5 кН; при массе баллона 70 кг он может приобрести ускорение и переместиться на некоторое расстояние;
- радиационная, возникающая, например, при использовании в установках в качестве теплоносителя жидких радиоактивных металлов, обладающих высоким уровнем ионизирующего излучения;
- отравления, связанные с применением инертных и токсичных газов и др.