Юдин Л.Ю., Калачев О.В. "Трубопроводы пара и горячей воды и средства для обеспечения человеческой безопасности при их эксплуатации"

Юдин Леонид Юрьевич, директор департамента филиала ООО «КЭР-Инжиниринг» «КЭР-Наладка»

Калачев Олег Валерьевич, зам. директора  департамента филиала ООО «КЭР-Инжиниринг» «КЭР-Наладка»

Трубопроводы пара и горячей воды и средства для обеспечения человеческой безопасности при их эксплуатации

Стоит сказать, что человеческая безопасность на трубопроводах пара и горячей воды зависит во многом от качества работы оборудования, условий труда, наличия средств защиты, регулярности обучения персонала и проведения инструктажей.

Все трубопроводы этой категории можно разделить на четыре категории, более подробно можно увидеть разделение в следующей таблице:

При использовании трубопроводов под высоким давлением на объекте должен быть строгий контроль над исполнением правил безопасности. Это правило касается всех должностных лиц, которые задействованы при обслуживании объекта. В момент допуска к работе, ремонту, переоборудованию трубопровода обязательно выдается разрешение и проводится соответствующий инструктаж. Люди, нарушающие требования промышленной безопасности, в зависимости от последствий привлекаются к уголовной, административной или дисциплинарной ответственности.

Должный уровень безопасности невозможно было бы обеспечить без подробного анализа уже произошедших аварий. Порядок проведения расследований строго урегулирован Ростехнадзором. Каждый владелец трубопровода немедленно обязан сообщить о любом несчастном случае на объекте, а до приезда комиссии обеспечить сохранность обстановки, чтобы можно было четко определить причину произошедшего, а в дальнейшем предпринять меры по ее устранению.

Обеспечение мер по безопасности начинается еще на этапе проектирования, когда важно, чтобы все технические решения были обоснованы, а в процессе строительства не было никаких отступлений от проектного решения.

Во многом безопасность сотрудников зависит от качества проекта, соответствия объекта нормам и требованиям современного законодательства. Работу по составлению проекта должны вести только специализированные организации, владеющие разрешением на выполнение соответствующих работ.

В процессе делаются расчеты трубопровода на прочность, устанавливается давление, температурное расширение, вес и иные параметры, способные повлиять на качество работы трубопровода. В процессе устанавливается расчетный срок службы, а сам проект составляется таким образом, чтобы объект в любое время можно было подвергнуть любому виду контроля.

Если в процессе проектирования возникает необходимость во внесении изменений, все действия в обязательном порядке согласовываются с проектной организацией, при этом они должны иметь техническое обоснование.

Особое значение уделяют на момент проектирования криволинейным элементам, потому что они из всей конструкции обладают большей уязвимостью при подаче горячей воды и пара под давлением. Толщина стенок не может быть менее установленных показателей. Есть и другие параметры, которые важно учитывать в момент проектирования, к примеру, овальность поперечного сечения, которая вычисляется по формуле:

      2(D_amax - D_amin)

a= ____________*100%, где

        D_amax + D_amin

Dmax, Dmin — соответственно максимальный и минимальный наружные или внутренние диаметры, измеряемые в одном сечении.

Все изделия, используемые при строительстве водопровода, подлежат обязательному визуальному контролю. Важно на первых этапах выявить:

• Отклонения от геометрических параметров.                                                           

• Наличие трещин и иных дефектов.                                                                 

Для выявления внутренних дефектов используют ультразвуковой контроль и радиографический согласно ГОСТ 7512-82 [2] и ГОСТ 14202-69 [3].

В любом случае и на любом объекте трубопровода руководство обязано обеспечивать необходимый уровень промышленной безопасности. Меры, которые возлагаются на плечи руководителя, предполагают:

• Назначение ответственного лица за безопасную эксплуатацию и работу трубопровода.

• Обеспечение технического персонала правилами и инструкциями по безопасной эксплуатации объекта.

• Назначение необходимого количества персонала имеющего должное удостоверение и допуск к работам.

• Разработку и утверждение инструкции для обслуживающего персонала.

• Установка четкого порядка по обслуживанию трубопровода, который позволяет создать высокий уровень контроля над работой объекта.

• Установку периодичности проверок на знания и навыки в соответствии с требованиями и нормами промышленной безопасности.

Человек, которого назначили на должность контролирующего уровень безопасности, должен:

• Следить за тем, чтобы трубопровод находился в исправном состоянии.                            

• Контролировать состояние металла и всех видов соединений.                  

• Своевременно подготавливать объект к техническому освидетельствованию.                

• Проверять персонал на наличие необходимых знаний.                                           

• Производить замер деформаций и температурных перемещений.                            

В правилах по безопасности указано, что к обслуживанию трубопроводов могут быть допущены лица не младше 18 лет, прошедшие специальное обучение и имеющие на руках удостоверение.

Чтобы предотвратить аварии на паропроводах, которые работают при температуре способной вызвать ползучесть металла, хозяин трубопровода должен установить  наблюдение за ростом деформаций. Такие меры позволяют вовремя сориентироваться и предотвратить возможность возникновения аварии на участке.

Обязательно необходимо проверять работоспособность контролирующего оборудования, в том числе манометров. Делать это стоит не менее одного раза в год. Порядок проверки предусмотрен Госстандартом, на каждом агрегате обязательно стоит пломба или клеймо.

Не используют манометры в силу их бесполезности, если на них отсутствует пломба, истек срок проверки, стрелка при отключении не возвращается к нулевой отметке, стекло повреждено или полностью разбито.

Обязательно на объекте обеспечивать меры по нанесению соответствующих маркировок. В зависимости от того, какого назначения трубопровод и параметры среды его поверхность окрашивается в разные цвета, а также наносятся специальные маркировочные надписи. Выглядит это следующим образом:

Цвет, место нанесения букв их размер должны соответствовать ГОСТ 14202. [4] Обязательно на трубопроводы наносится следующая информация:

• Номер магистрали со стрелкой, которая указывает направление среды. Если возможно движение в обе стороны, то ставится две стрелки.

• На ответвлениях ставится номер магистрали, номер агрегата и стрелка.

• Поблизости от агрегатов на ответвлениях проставляется номер магистрали, стрелка.

Обязательно, чтобы все надписи были видны с места управления вентилем, задвижкой и иными агрегатами.

За выполнением правил безопасности на объекте следит Ростехнадзор, он организует регулярные проверки качества работы эксплуатирующихся трубопроводов. Благодаря тому, насколько качественно будет проведена проверка и как быстро руководство устранит замечания, во многом зависит безопасность людей на объекте.

Если в ходе такой проверки будет выявлено, что имеются дефекты, не позволяющие дальнейшее использование трубопровода, или руководство объекта не устранило замечания, работа должна быть прекращена.

Если сравнивать этот вид объектов с трубопроводами иного назначения, они эксплуатируются в более сложных условиях, на них постоянно воздействует собственная масса и масса рабочей среды. Одновременно трубы находятся под несколькими видами напряжения, а именно:

• Изгиба.                                                                                      

• Сжатия.                                                                                          

• Растяжения.                                                                                  

• Кручения.                                                                                 

По этой причине важно проводить обоснование механической прочности конструкции для поддержания необходимого уровня безопасности для обслуживающего персонала.

Для деталей из стали, которые работают в условиях ползучести с учетом разных расчетных температурах, за допустимое напряжение необходимо принимать [σ]_е, которое вычисляется следующим образом:

                         [σ]_l

[σ]_{е________________________________}

             n                        _₁_

            [Ʃ  _ τ_i __(_[σ]_l _)^m]^m

               ¹      τ₀        [σ]_i

где τ₁, τ₂ ,..., τ_n — длительность периодов эксплуатации деталей с температурой стенки соответственно t₁, t₂,..., t_n, ч;

[σ]₁, [σ]₂,..., [σ]_n — номинальные допускаемые напряжения для расчетного ресурса при температурах t₁, t₂,..., t_n, МПа;

      n

τ_{0 =} Ʃ τ_i,, — общий расчетный ресурс, ч;

       1

   m — показатель степени в уравнении длительной прочности стали.

Для углеродистой и легированной жаропрочной сталей допускается принимать m = 8.

Именно дефекты трубопровода является основной причиной возникновения опасной аварийной ситуации, вот почему необходимо направлять все силы на контроль над качеством труб и степенью их износа. Кроме того, среди наиболее частых причин нарушения режима эксплуатации трубопроводов можно назвать:

• Ошибка персонала.                                                                              

• Некачественный ремонт.                                                                            

• Повреждение трубопровода.                                                                    

• Течь сальников.                                                                               

• Гидравлические удары.                                                                                    

• Некачественно проведение освидетельствование объекта.                                           

• Поломка контрольно измерительных приборов.                                                            

Все меры по обеспечению должного уровня промышленной безопасности на трубопроводе можно разделить на:

• Проектно-строительные.                                                                         

• Контрольные.                                                                               

• Организационные.                                                                      

К проектно-строительным мерам относят выбор необходимой схемы трубопровода, конструкции и проведение качественных расчетов на прочность. Важно учитывать способ прокладки труб, систему дренажа, наличие запорных арматур и многое другое.

При выборе схемы трубопровода важно размещать их таким образом, чтобы можно было обеспечить не только безопасную эксплуатацию объекта, но и обслуживание и проведение ремонтных работ. Нужно уделять особое внимание расчету несущих конструкций и теплоизоляции. Перед вводом в работу, после ремонта или переоснащения обязательно чтобы трубопровод проходил испытание на соответствие его параметров нормативным.

Чтобы значительно упростить процесс эксплуатации и увеличить уровень безопасности на объекте нужно, чтобы к трубопроводу имелся паспорт с указанием всей аппаратуры и арматуры.

Люди, допускаемые к обслуживанию этого рода промышленных объектов, проходят обязательное медицинское освидетельствование на должное состояние здоровья. Строго на объекте должно быть с допуском, весь персонал обязательно инструктируется на правила эксплуатации. Только знания и соответствующий контроль над качеством сварных соединений, отсутствием дефектов позволяют поддерживать необходимый уровень контроля на трубопроводе пара и горячей воды.

Список литературы:

1.      ФЗ № 116 «О промышленной безопасности».

2.      ГОСТ 7512-82 «Соединения сварные. Методы ультразвуковые. Контроль неразрушающий».

3.      ГОСТ 14202-69 «Трубопроводы промышленных предприятий. Опознавательная окраска, предупреждающие знаки и маркировочные щитки».