Безопасность эксплуатации технологического оборудования, работающего под давлением

Методические указания по разделу 7.2

Изучая данный раздел, нужно иметь четкое представление о категорийности аварий на производстве. В зависимости от характера и масштабов разрушения, а также от причиненного материального ущерба аварии подразделяют на три категории.

К первой категории относят аварии с наибольшими разрушениями и материальным ущербом, в том числе взрывы и пожары, приводящие к полному или частичному выводу из строя производств, на восстановление которых требуются дополнительные расходы.

Ко второй категории относят аварии, приводящие к выходу из строя основного и вспомогательного технологического оборудования, повреждению инженерных сооружений, в результате которых прекращается выпуск продукции. В этом случае для восстановления производства требуются затраты более нормативной суммы амортизационных отчислений на плановый капитальный ремонт объектов этого производства, но не требуется специальных ассигнований.

К третьей категории относят аварии, вызвавшие небольшие разрушения, и рассматривают их как производственные неполадки. Иногда их называют некатегорийными авариями.

Необходимо знать, что локальные аварии или производственные неполадки обычно возникают по тем же причинам, что и крупные неполадки, и лишь по счастливой случайности не вызывают больших разрушений, характерных для аварий первой и второй категории.

Следует помнить, что деление аварий на три категории весьма условно и не определяет причин аварии, при тщательном расследовании причин производственных неполадок, так же как и при расследовании крупных аварий, часто выявляется необходимость важных технологических и организационных мероприятий по повышению взрыво- и пожаробезопасности химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств.

Важно знать, что техническое расследование аварий первой и второй категории, не повлекших за собой несчастных случаев, производят согласно инструкции (см. приложение 7). При расследовании аварий, повлекших за собой несчастные случаи, проводят так называемое специальное расследование.

Некатегорийные аварии расследуют в соответствии с положениями о расследовании производственных неполадок, утвержденных соответствующими министерствами.

Анализ материалов расследования аварий показывает, что каждый взрыв, пожар или загорание является следствием ошибок человека, допущенных при разработке и проектировании или в процессе эксплуатации производств.

В химической промышленности по вине разработчиков процесса и проектировщиков происходит 12,5 % аварий; по вине обслуживающего персонала - 64 %; по вине персонала сторонних организаций - 3,5 %; по вине той или иной группы людей - 20%.

Математическое выражение наиболее часто повторяющейся аварийной производственной ситуации имеет вид:

Р = 1 - (1 - Р,) (1 - Р2) (1- Р3) (1 - Р4) (1 - Р5) (1 - Р6), (7)

где Р - вероятность взрыва в помещении или на наружной установке;

Р1 - вероятность разгерметизации оборудования, трубопроводов или арматуры;

Р2 - вероятность отказа системы локализации (отключения) аварийного участка технологической установки;

РЗ - вероятность отказа системы аварийной вентиляции;

Р4 - вероятность отказа системы КИП и А с сигнализацией о повышении концентрации горючего вещества в атмосфере;

Р5 - вероятность появления внутренних или внешних источников воспламенения горючей смеси;

Р6 - вероятность ошибочных действий производственного персонала по ликвидации (локализации) аварии.

Технологический процесс считается взрывобезопасным, если выполняется условие: Р(В) <= Р(В)д, где Р(В) - вероятность взрыва в единицу времени; Р(В)д - допустимая вероятность возникновения взрыва (степень риска) в единицу времени.

В соответствии с ГОСТ 12.1.010-76 и ГОСТ 12.1.004-85 производственные процессы должны разрабатываться так, чтобы вероятность возникновения взрыва и пожара на любом участке (объекте) в течение года не превышала 10'6. В случае технической или экономической нецелесообразности обеспечения указанной вероятности возникновения взрыва и пожара производственные (технологические) процессы должны протекать так, чтобы вероятность воздействия опасных и вредных факторов взрыва и пожара на людей в течение года не превышала ПУ6 на человека. При этом необходимо знать, что принятое значение вероятности возникновения взрыва на любом участке (объекте) производственного процесса должно быть обосновано и согласовано в установленном порядке с органами государственного надзора.

Наибольшую трудность представляет осознание нормируемой вероятности (степени риска) в год на человека. Поэтому рекомендуется рассмотреть количественную оценку приемлемости риска, связанного с определенным видом деятельности. В качестве наивысшего уровня приемлемого риска взят нормальный уровень смертельных случаев по болезни -10’2, за минимальный уровень принят риск смерти от природных явлений (молнии, землетрясений, укуса ядовитых змей и т. д.) - 1 (У7. С этими уровнями риска сравнивается риск для населения от возможных аварий на АЭС - 1 (У10.

Все несчастные случаи, включая пожары, взрывы, выбросы ядовитых веществ (в частности хлора), автомобильные катастрофы, землетрясения и ураганы больше вероятны, чем аварии ядерного характера.

Коллективный риск определяют следующим образом:

Последствие тт Событие Риск----------------= Частота----------------х Единица времени Единица времени - Последствие х Значительность события-- Событие

Степень риска ПУ3 на человека в год является неприемлемо высокой; ПУ4 - высокой, но люди менее серьезно воспринимают ее; 10 5 - признается в активном смысле. Так, родители предупреждают детей об опасности плавания, запрещают пользоваться спичками и т. д. Случаи с вероятностью смерти 1(У6 или меньше на человека в год, очевидно, не вызывают тревоги со стороны обычного человека. Он знает о них, но предполагает, что с ним они не произойдут.

Для практического расчета вероятности взрывов в конкретных производствах могут быть использованы общие статистические сведения об авариях по отдельным отраслям промышленности.

Анализ характера и причин аварий в химической и нефтехимической промышленности показывает, что за последние десять лет большинство их (95 %) связано со взрывами различных химических веществ: 54 % внутри аппаратуры, 46 % в производственных помещениях и на наружных установках. Однако это соотношение в различных подотраслях изменяется в зависимости от характера производства. Например, если в азотной промышленности число аварий, связанных с выбросами в атмосферу горючих и токсичных газов и жидкостей через неплотности в аппаратуре, в 1,6 раза больше числа аварий, связанных с взрывами внутри нее, то в хлорной промышленности - в 2,5 раза больше.

В азотной промышленности более 40 % аварий происходит в производстве аммиака, причем 83 % этого числа аварий вызваны выбросом азотоводородной смеси вследствие поломок компрессоров (33 %), разгерметизации колонн синтеза (28 %) и трубопроводов (22 %).

В промышленности химических волокон наиболее характерными авариями являются пожары и взрывы, возникающие в результате пролива и выброса горючих жидкостей, причем пожары иногда охватывают значительные площади.

Аварии, связанные с выбросами и образованием взрывоопасного облака большого объема и последующим взрывом его, характерны для современных многотоннажных технологических установок и других объектов, содержащих большое количество сжатых горючих газов и перегретых жидкостей.

Анализ развития аварий показывает, что при истечении в атмосферу перегретых жидкостей или сжиженных газов вследствие их интенсивного испарения происходит резкое понижение температуры окружающего воздуха и самих паров горючего вблизи места утечки. При этом образуется плотный светонепроницаемый туман, который затрудняет действия по прекращению истечения и ликвидации аварии в загазованной зоне. Неоднократно из-за образования плотного паровоздушного облака при больших залповых выбросах циклогексана, аммиака, хлора, сжиженных углеводородных газов перекрытие арматуры задерживалось на значительное время. Следует иметь в виду, что более тяжелые, чем воздух, газы, как правило, распространяются над поверхностью земли и трудно рассеиваются в атмосфере. Вероятность образования и воспламенения газообразного горючего облака для тяжелых газов и паров значительно больше, чем для легких.

Во многих случаях аварийная утечка, образование и последующее взрывное сгорание горючей смеси в атмосфере являются основными причинами разрушений, убытков, последующих обширных пожаров.

Разработка мероприятий по взрывозащите объектов основана на их классификации по взрыво- и пожароопасности и проводится в соответствии с общесоюзными правилами ОНТП, СНиП и ПУЭ. Однако учета лишь ограниченного числа количественных и качественных показателей взрыво- и пожароопасности веществ, находящихся в обращении, недостаточно, так как при этом практически не учитываются важные особенности технологических процессов и оборудования, а также различные условия их эксплуатации. Потому необходимо знать и другие существующие методики. Например, методику, учитывающую раздельно опасность перерабатываемых материалов и опасность производственных процессов.

Для этого определяются коэффициенты и индексы опасности. Однако и в ней не учитываются многие важные факторы. Из огромного их числа прежде всего необходимо выделить общие факторы опасности.

На основе статистических сведений об авариях в промышленности и анализе их причин разработана система индексов определения факторов опасности химико-технологических процессов.

Методика оценки взрывоопасности технологических процессов основана на определении значений энергетических потенциалов и общих индексов взрывоопасности.

Прежде всего сложную технологическую систему (комплекс) подразделяют на отдельные технологические блоки (стадии). Для общей оценки потенциальной опасности и разработки соответствующих защитных мероприятий при планировке и расположении наружных технологических установок проводят классификацию отдельных блоков в зависимости от абсолютных значений энергии, заключенной в системе, а также от энергии, приведенной к единице объема помещения или условного объема открытой технологической установки. Каждому значению присваивается определенный индекс (от 1 до 20). В методике рассчитывают 6 групп индексов, учитывающих большинство технологических факторов (свойства веществ, температуру, давление, характер процесса и т. д.).

Количество горючего вещества определяется в технологическом блоке с наибольшим объемом этого продукта. Границей для выделения блока из общей технологической схемы является запорная арматура, при помощи которой данный технологический блок может быть отключен от смежного оборудования.

Сущность указанного метода заключается в комплексной оценке взрывоопасности каждого блока по различным груп повым признакам и суммировании индексов (номеров групп). Сумма индексов дает общий энергетический потенциал взрывоопасности QB или потенциал взрыво- и пожароопасности Qen химико-технологического процесса, который равен сумме QB и индекса пожароопасности Qn.

По значениям Qb все технологические блоки подразделяют на 5 категорий (от 50 до 200 и более). В табл. 3 представлена категорийность технологических блоков (типовых стадий) линий в зависимости от Qb и массы горючих паров Wr, выбрасываемых при авариях в атмосферу в течение 5 мин.

Таблица 2

Категории взрыво- и пожароопасности технологических блоков

Категория

Степень опасности

Qb

Wr, кг

1

Наивысшая

>200

> 11 000

2

Высокая

220—170

11 000—5000

3

Повышенная

170-125

5000-2000

4

Средняя

125-50

2000—100

5

Невысокая

<50

< 100

Комплексная оценка взрывоопасности технологических блоков используется как для выявления характерных опасностей при эксплуатации действующих производств, так и при проектировании вновь создаваемых химико-технологических процессов.

Для каждой категории взрыво- и пожароопасности блоков предложены соответствующие уровни взрывозащиты, а также методы пожаротушения, специальные автоматические системы и блокировки с микропроцессорами, исключающие возможность достижения критических значений опасных параметров; устройства автоматического сброса и другие средства повышенной надежности.

Таким образом, можно предложить практические меры снижения категории взрывоопасности производств: уменьшение уровня энергетического состояния газожидкостных сред, внутриблочное более мелкое секционирование технологических схем, замена запорных устройств с ручным приводом быстродействующими дистанционными, изменение места установки арматуры, сокращение времени ее закрытия в аварийных условиях и т. д.

Кроме того, с учетом энергетических потенциалов взрывоопасности можно более рационально решить вопросы зонирования промышленных предприятий и площадок, ограничения числа работающих и времени их пребывания в производствах с наиболее высокой взрывоопасностью.

Предложенные методы позволяют коренным образом улучшить профилактическую работу по обеспечению безаварийной эксплуатации промышленных предприятий.

Ситуация 1. На складе аммиака в цехе жидких минеральных удобрений произошел выброс жидкого аммиака через неплотности в одном из магистральных вентилей. Испарившийся аммиак в виде белого облака охватил значительную часть территории предприятия: соседние цехи, вспомогательные помещения, контору и т. д. В результате острого отравления в больницу было отправлено несколько десятков человек.

Авария развивалась следующим образом. В 7 ч 50 мин аппаратчица, проверяя свой склад перед сдачей смены, заметила, что один из магистральных вентилей пропускает аммиак. Поленившись в конце смены предпринять предписанные должностной инструкцией действия по предотвращению аварийной утечки, аппаратчица устно сообщила мастеру о замеченной неполадке. Мастер тоже торопилась домой и вместо того, чтобы перекрыть магистраль, приказала слесарю надеть фильтрующий противогаз и осмотреть место утечки. Слесарь с риском для жизни сделал осмотр и обнаружил, что газ про пускает прокладка вентиля, а латунные гайки, прижимающие вентиль, прокручиваются даже руками. Посоветовавшись с мастером, которая принимала смену, мастер решила доложить об утечке начальнику участка. Но хотя ему и было уже известно об этой чрезвычайной ситуации (контрольная лампочка на пульте сигнализировала о падении давления аммиака в магистрали), он спокойно проводил «пятиминутку», отказавшись заниматься этим вопросом. Приказав аппаратчице записать в журнал об утечке, начальник участка разрешил ей быть свободной. В 8 ч 10 мин вентиль был сорван и произошел выброс аммиака, который обнаружили рабочие соседнего цеха. В 8 ч 15 мин сигнал тревоги был принят командиром газоспасательной службы. Прибыв на место аварии, спасатели, не зная схемы расположения запорной арматуры на магистрали, не смогли перекрыть ее. Расположение вентилей знал только начальник участка, но он не умел пользоваться кислородно-изолирующим прибором. Время шло. Загазованность территории все увеличивалась. И только в 9 ч 20 мни начальник участка, научившись пользоваться противогазом, перекрыл необходимый вентиль.

В результате расследования причин аварии было установлено следующее. В текущем году это уже четвертая утечка токсичных веществ. За две недели до аварии на предприятии была проведена аттестация работающих, но в их личных карточках на получение спецодежды и индивидуальных средств защит не были проставлены номера и размеры противогазных масок. На магистрали жидкого аммиака, сделанной по временной схеме, не было предусмотрено отсечных клапанов. Более 70 % вентилей на производстве не соответствует требованиям стандарта на материал изготовления. На предприятии отсутствует систематическая работа по охране труда.

Контрольные вопросы:

  • 1. Как бы вы поступили на месте мастера?

  • 2. Перечислите факты недисциплинированности, безответственности, халатности и пренебрежения к правилам охраны труда, допущенные аппаратчицей, мастером, начальником участка.

  • 3. Что такое аттестация работающих по охране труда, и как она проводится?

  • 4. Почему латунные гайки и вентили не пригодны к эксплуатации в среде жидкого аммиака?

  • 5. Перечислите должностные обязанности начальника участка?

  • 6. Можно ли применять метод сетевого моделирования для установления причин данной аварии?

  • 7. К какому виду ответственности были привлечены начальник участка и мастер?

Ситуация 2. В отделении медноаммиачной очистки конвертированного газа в цехе производства аммиака на рекупе-рационной машине одновременно вышли из строя обе уплотнительные манжеты. Аппаратчик очистки газа приступил к пуску резервной машины, не подав, как это полагается по инструкции, аварийный сигнал, по которому нагрузка по газу уменьшается на 50 %.

За время переключения рекуперационных машин очистка конвертированного газа ухудшилась, в результате в колонне синтеза произошло отравление катализатора и снижение температуры выходящего газа. Неоднократные изменения температуры газа привели к ослаблению уплотнения между нижней крышкой колонны синтеза и трубой для отвода газа из колонны. В результате нарушения герметичности этого узла произошла утечка азотоводородной смеси с примесью пирофорной пыли восстановленного железного катализатора с последующим самовоспламенением в воздухе.

Вначале пламя было небольшим, и трое аппаратчиков пытались сбить его сжатым азотом. Однако пока подключили шланг к крану азототушения, пламя увеличилось, преградив путь к колонне синтеза аммиака. Отключить аппарат от газовой системы цеха синтеза аммиака также было невозможно, так как вентили на линиях подачи и отвода циркуляционного газа находились в зоне пожара, а дистанционное управление ими не было предусмотрено. Пожар был ликвидирован только после сброса давления газа из всей системы цеха синтеза аммиака.

Анализ причин аварии показал, что каждая седьмая авария в этом производстве происходила из-за отсутствия (непредус-мотренности) или неисправности дистанционного управления запорной арматурой на выходе и входе трубопроводов от технологического оборудования, содержащего горючие смеси.

Контрольные вопросы:

  • 1. Что послужило причиной перерастания очага загорания в пожар?

  • 2. Что такое пирофорная пыль?

  • 3. Почему первый аппаратчик не подал аварийный сигнал для уменьшения подачи конвертированного газа?

  • 4. Почему ухудшилась очистка конвертированного газа?

  • 5. Почему трое аппаратчиков слишком долго подключали шланг к крану азототушения?

  • 6. Разрешается ли применять азототушение в цехах, где работают люди? Если нет, то почему?

  • 7. Какие мероприятия вы можете предложить для предупреждения подобных аварий?

  • 8. К какой категории принадлежит эта авария?

Ситуация 3. На одном из хлорных заводов при резком понижении температуры окружающего воздуха (до минус 38 °C) разрушился трубопровод электролитического хлоргаза на межцеховой эстакаде. Через разрушенный участок трубопровода длиной 1,6 м произошел выброс газообразного и частично сконденсировавшегося хлора, что привело к образованию большого очага загазованности, который распространился на производственные корпуса завода.

Как показало расследование причин аварии, она была запрограммирована еще при монтаже трубопровода. По проекту трубопровод хлоргаза предусмотрен для работы в условиях перепада температур от -50 °C до +50 °C под давлением 0,3 МПа.

Однако при монтаже трубопровода допущены отступления от проекта как в узле, где произошло разрушение, так и по всей трассе. Это объясняется тем, что прокладку трубопровода (по согласованию с проектной организацией) осуществили на свободных местах имеющейся на заводе эстакады. При этом допущены подъемы сложной конфигурации, что и привело к образованию застойных зон и способствовало конденсации и скоплению сжиженного хлора. Участок трубопровода длиной более 1 000 м уложен на опорах, хотя проектом предусмотрено его крепление на подвесках. Компенсирующие устройства предусмотрены не были, и поэтому трубопровод работал в условиях самокомпенсации. Это привело к тому, что еще задолго до аварии под воздействием температурных напряжений, вызванных низкой температурой окружающей среды, некоторые опоры сползли с траверс, а неработающие опоры были сорваны.

Разрушение трубопровода началось в наиболее уязвимом участке — в месте некачественной сварки: стыкуемые трубы были не проварены на 80 % толщины стенки.

Контрольные вопросы:

  • 1. Почему проектная организация согласилась с изменением трассы прокладки?

  • 2. Что послужило усилению коррозии и повышению действия разрушающих напряжений?

  • 3. Какое расположение отсечной арматуры вы можете предложить?

  • 4. Какие мероприятия вы можете предложить для исключения образования жидкого хлора?

  • 5. К какой категории принадлежит данная авария?

  • 6. Чем опасна самокомпенсация трубопроводов?

Ситуация 4. На одном из предприятий хлорной промышленности произошел взрыв на установке сжижения хлора.

Электролитический хлоргаз, поступающий на сжижение, всегда содержит примеси: водород, азот, диоксид углерода, кислород и др. По этой причине сконденсировать весь хлор не удается и часть его выводится с указанными примесями. Эту часть хлора называют абгазами конденсации или абгазами сжижения. Аппарат, в котором происходит отделение абгазов от сжиженного хлора, называют фазоотделителем, сепаратором или абгазоотделителем. В абгазоотделитель сжиженный хлор поступает из конденсатора, обычно охлаждаемого фреоном. В процессе сжижения электролитического хлоргаза в конденсаторах абгазы конденсации обогащаются водородом.

На установке сжижения хлора вышел из строя гидрозатвор абгазоотделителя, и взрывоопасная смесь хлора с водородом (абгазы конденсации) попала в сборник жидкого хлора (хлорный танк). В результате взрыва разрушился не только хлорный танк, но и производственное помещение. Авария осложнилась токсическим действием хлора, так как в атмосферу было выброшено около 50 т жидкого хлора.

Авария произошла в зимнее время, когда температура окружающего воздуха была минус 40 °C. Поэтому испарение жидкого хлора не было интенсивным и последствия аварии, к счастью, не были тяжелыми.

Комиссия, расследовавшая причины аварии, установила, что сжижение хлора на данной установке в течение длительного времени велось при содержании водорода более 12 % (по объему). Взрывоопасная смесь попала в хлорный танк из абгазоотделителя по линии жидкого хлора, соединяющей сепаратор с хранилищем, через разрушенную в танке сифонную трубу, доходящую до дна и являющуюся гидрозатвором, препятствующим проникновению газовой фазы из сеперато-ра. Разрушение сифонной трубы было вызвано интенсивной коррозией под действием влажного хлора.

Контрольные вопросы:

  • 1. Каково безопасное содержание водорода в абгазах конденсации?

  • 2. Почему при сжижении хлора концентрация водорода и воздуха в абгазах конденсации возрастает?

  • 3. Какова допустимая влажность сжиженного хлора?

  • 4. Напишите реакцию взаимодействия хлора с водой и объясните характер действия этих продуктов на металлы.

  • 5. В каких нормативных документах говорится о периодичности проверки ифонов и гидравлических затворов при хранении и получении сжиженного хлора?

  • 6. Рассчитайте количество газообразного хлора, которое образовалось при испарении 50 т жидкого хлора.

Ситуация 5. На одном из предприятий органического синтеза прибывшую железнодорожную цистерну с хлором установили в закрытом помещении и, подсоединив соответ ствующие коммуникации, начали перекачивать жидкий хлор. На предприятии не было специального хранилища для хлора, и цистерна простаивала до полного опорожнения. Однажды в это же помещение подали вторую цистерну с другим продуктом, который тоже надо было слить. Во время маневрирования вторая цистерна слегка подтолкнула цистерну с хлором, из которой в это время сливался хлор. От толчка хлорная цистерна несколько сместилась, и произошел разрыв хлоропровода. Хлор начал выделяться в помещение и на территорию предприятия, что привело к нескольким случаям отравления. Ликвидация этой аварии затруднялась тем, что долго не могли подойти к цистерне и закрыть сливной вентиль.

Контрольные вопросы:

  • 1. В нарушение каких правил на предприятии не было специального хранилища для хлора?

  • 2. Какие мероприятия вы можете предложить для предупреждения подобных аварий?

  • 3. При каких концентрациях хлора может наступить отравление?

  • 4. Как вы думаете, групповой случай отравления был острым или хроническим?

Ситуация 6. В производстве этилового спирта прямой гидратацией этилена произошла авария вследствие снижения в трубопроводе давления пара, поступающего на смешение с этиленом. Смешивание этилена с паром высокого давления (10 МПа) проводили в смесителе при давлении 7,7 МПа и температуре 410-510°С. Смеситель представлял собой тройник - фасонную трубопроводную деталь. При внезапном снижении давления пара в паропроводе ниже давления в тройнике и системе гидратации (ниже 7,7 МПа) этилен из системы гидратации стал поступать в паропроводы, где нача лась реакция разложения с выделением большого количества теплоты, что привело к загоранию продуктов. Этилен поступал в паропровод высокого давления вследствие негерметичности обратного клапана, установленного на паропроводе.

Контрольные вопросы:

  • 1. Найдите в приложении 1 свойства этилена и этилового спирта.

  • 2. Определите категорию помещения при производстве этилового спирта согласно действующим СНиП.

  • 3. Что более надежно для предупреждения подобной аварии - применение обратного клапана перед смесителем или клапана отсекателя?

  • 4. Возможно ли проведение процесса смешения при гидратации этилена под высоким давлением, но с другими одинаковыми параметрами?

  • 5. Какое значение для безопасности процесса будет иметь уменьшение газового объема в закрытой системе?

Ситуация 7. На одном из химических производств потребовалось отремонтировать два аппарата высокого давления. Аппараты были подготовлены к ремонту. Проконсультировавшись со старшим оператором технической установки, слесарь правильно вскрыл первый аппарат. А при вскрытии второго аппарата ошибся и вскрыл люк соседнего, работающего, в котором находилось 6 т продукта в сжиженном состоянии. После снятия с крышки люка двух первых болтов утечки не последовало, так как вокруг болтов отложения образовали пробку. Но после полного разбалчивания крышки внутреннее давление выдавило образовавшуюся пробку и произошел залповый выброс сжиженного продукта из аппарата с последующим испарением и воспламенением от электростатического разряда. Слесарь и двое других рабочих погибли при взрыве.

Контрольные вопросы:

  • 1. Какие меры были приняты при подготовке аппаратов к ремонту?

  • 2. Почему слесарь консультировался со старшим оператором?

  • 3. Нарушил ли старший оператор правила охраны труда? Если нарушил, то перечислите какие.

  • 4. Как вы думаете, результатом каких нарушений были ошибочные действия слесаря?

Ситуация 8. На одном из химических комбинатов произошла авария в производстве синтетического этилового спирта.

Авария развивалась следующим образом. Система гидратации этилена после ремонта находилась под давлением азота 4 МПа. В газопроводах (авария произошла зимой) замерзла вода, оставшаяся в них после гидравлических испытаний теплообменников. Поэтому при пуске установки и сбросе давления по линии обратного хода газа в системе гидратации создался перепад давления 2 МПа. Не выяснив причины создавшегося перепада давления на линиях прямого и обратного газа, сменный персонал включил подачу этилена до давления 4 МПа по линии прямого хода газа. В следующей смене, продолжавшей пуск установки, давление в линии питания довели до 60 МПа, давление же в линии обратного хода газа оставалось 4 МПа. Поскольку газ в системе не циркулировал, его сбросили в атмосферу, а давление в линии нагнетания за короткий промежуток времени снизили до атмосферного. При таком перепаде давления газа ледяные пробки в трубопроводах разрушились и газ вырвался в сепараторы и трубопроводы. Под действием динамического удара газа разрушился стальной литой переход на трубопроводе, этилен вырвался наружу и воспламенился на воздухе.

Контрольные вопросы:

  • 1. Найдите в приложении 1 свойства этилена.

  • 2. Что послужило источником воспламенения этиленовоздушной смеси?

  • 3. Чем были вызваны ошибочные действия персонала двух смен?

  • 4. Для чего на трубопроводе был устроен переходный патрубок?

  • 5. Какова сила динамического удара?

  • 6. Как влияют знакопеременные нагрузки от вибрации и температурных изменений на опасные сечения трубопроводов?

  • 7. Какие мероприятия вы можете предложить для рационального удаления воды из системы гидратации?

  • 8. Определите порядок проведения проверки проходимости системы перед началом подпитки ее этиленом.

Ситуация 9. На одном из заводов синтетического каучука в цехе получения изопрена во время ремонта на тройник колонны вместо металлической заглушки установили паро-нитовую и забыли ее сменить. При включении переполненной изопреном колонны давлением газожидкостной смеси заглушку прорвало. Пары жидкости, разлившейся по всему цеху, воспламенились от открытого огня стеклодувной горелки в помещении лаборатории, находившейся на два этажа ниже. Произошел взрыв, перешедший в пожар. Погибли люди, а производству нанесен большой материальный ущерб.

Контрольные вопросы:

  • 1. Найдите в приложении 1 свойства изопрена.

  • 2. Каков был порядок проведения расследования причин данной аварии?

  • 3. Какие вы знаете правила установки заглушек?

  • 4. Для чего заглушки должны иметь отчетливо видимые, окрашенные в красный цвет указатели (хвостовики)?

  • 5. Кто должен осуществлять надзор и ревизию заглушек, устанавливаемых на длительный срок?

Ситуация 10. На установке производства бутадиена произошел взрыв. В день аварии установку отключили на ремонт. Очистная колонна, переведенная на режим циркуляции, работала неустойчиво, но оператор не обратил на это внимания. Как впоследствии было обнаружено по записям регистрирующих приборов, линия чистого бутадиена была перекрыта клапаном, давшим течь. Потеря бутадиена привела к существенным изменениям состава жидкости на тарелках в нижней части колонны - содержание винилацетилена на 10-й тарелке возросло до 60 %. Одновременно вследствие потери жидкости обнажились трубы испарительной камеры. Увеличение концентрации винилацетилена и перегрев труб испарительной камеры вызвали взрыв в нижней части колонны. Затем последовал второй взрыв от воспламенения продуктов, вырвавшихся из разрушенных аппаратов и трубопроводов. Колонна была разрушена полностью, другие аппараты, трубопроводы, приборы, электрический кабель были повреждены. Соседняя олефиновая установка также пострадала. Прямой ущерб от взрыва составил 6 млн долл. Кроме того, были повреждены жилые дома в радиусе 2 км.

Контрольные вопросы:

  • 1. Найдите в приложении 1 свойства бутадиена и винилацетилена.

  • 2. При каких концентрациях смеси винилацетилена с воздухом взрываются?

  • 3. Что такое неустановившиеся, переходные режимы при пуске и остановке технологических установок?

  • 4. Чем были вызваны невнимание и ошибочные действия оператора?

  • 5. Что такое прямой ущерб от взрыва?

Ситуация 11. На установке получения винилхлоридных мономеров произошла авария, в результате которой был разрушен на 50 % завод. Один из вентилей у аппарата дал течь. Чтобы прекратить утечку необработанного мономера, рабочие попытались плотно закрыть вентиль. При нажатии вентиль разрушился, и 3,5 т мономера вырвались наружу. Образовавшаяся газовоздушная смесь взорвалась от открытого огня. Результаты расследования показали, что на участке уплотнения между клапаном вентиля и седлом была раковина глубиной 0,3-0,8 мм, через которую и просачивался мономер даже при закрытом вентиле. Корпус вентиля был изготовлен из чугуна, а седло клапана и сам клапан - из простой (нелегированной) стали. В присутствии воды жидкие винилхлоридные мономеры разъедают эти металлы.

Контрольные вопросы:

  • 1. Найдите в приложении 1 свойства винилхлорида.

  • 2. Что послужило источником воспламенения?

  • 3. Почему вентиль должен был быть изготовлен из легированной стали?

  • 4. Почему была разрушена половина завода?

  • 5. Для чего получают винилхлоридные мономеры?

  • 6. Рассчитайте количество образовавшейся газовоздушной смеси.

Ситуация 12. На заводе регенерации отработанных смазочных материалов произошел взрыв. Очевидцы, находившиеся в 400 м от места аварии, видели, как емкость, описав траекторию, огненным шаром поднялась в небо. Сразу же на установке возник пожар. В результате взрыва и пожара погибли 5 человек, непосредственно занятых в производстве.

Авария развивалась следующим образом. За несколько дней до аварии проводили испытания новой системы выпаривания. Смазочные материалы (около 7500 л) залили в выпарной аппарат (котел) и начали его разогрев. Процесс нагревания был прекращен из-за неисправности циркуляционного насоса. Установку остановили без освобождения содержимого котла. После устранения неполадок в насосе возобновили процесс выпаривания. Незадолго до взрыва технолог, следивший за ходом процесса, не обнаружил никаких отклонений ни в системе выпаривания, ни в самом выпарном котле. Температура в котле достигла 177 °C. Однако он не проверил работу мешалки и отошел от аппарата. Внезапно в аппарате возросло давление до 2 МПа и произошел разрыв сварного шва котла.

Горячий продукт взрывом был выброшен на территорию завода в виде пены. Источником воспламенения выброшенного диспергированного нефтепродукта послужили трубопроводы, температура которых превышала температуру самовоспламенения паров в воздухе.

Контрольные вопросы:

  • 1. Найдите в приложении 1 свойства масел (индустриальное, П-28, «велосит»).

  • 2. Почему в котле образовалось большое количество водяного пара?

  • 3. Почему никто не заметил, что мешалка в котле не работала?

  • 4. Какие приборы вы можете предложить для контроля параметров данного процесса?

  • 5. Как вы думаете, достаточна ли квалификация технолога?

  • 6. Какова категория аварии?

Ситуация 13. На установке термического крекинга одного из заводов необходимо было очистить емкость для выщелачивания сжиженного газа. На проведение очистки емкости от ила, щелочных отходов, окалины и сернистых соединений начальник цеха выдал наряд-допуск, в котором ответственным за подготовку и проведение этой операции был назначен начальник установки. Но он не выполнил мероприятий по наряду-допуску, обеспечивающих безопасность, а лишь наблюдал за проведением операции.

В емкость через люк спустился помощник оператора и, стоя на внутренней лестнице, начал очищать емкость метлой, сгоняя отложения к донному дренажному штуцеру. Для освещения помощник оператора использовал переносной светильник без защитного колпака в обычном исполнении, с питанием током напряжением 36 В. При выполнении работы помощник оператора неловко повернулся и разбил лампочку светильника. Газовоздушная смесь в емкости воспламенилась, и он получил тяжелые ожоги.

Контрольные вопросы:

  • 1. Для чего проводился процесс выщелачивания сжиженного газа?

  • 2. Какие меры безопасности должен был обеспечить начальник установки термического крекинга?

  • 3. Какие мероприятия вы можете предложить для механизации ручной операции очистки емкости?

  • 4. Что такое обычное исполнение светильника?

  • 5. Почему не была взята проба воздуха из емкости для анализа перед началом ее очистки?

Ситуация 14. На опытно-промышленной установке получения оксиэтилированного 1,4-бутиндиола произошел взрыв.

Взрывом были разрушены строительные конструкции, технологическое оборудование и коммуникации, а также часть производственного здания.

Процесс оксиэтилирования был периодическим и проводился в автоклаве (вертикальном цилиндрическом аппарате с рубашкой, верхней съемной крышкой и механической мешалкой, объемом 500 м3).

Авария развивалась следующим образом. Перед загрузкой кристаллического бутиндиола и катализатора для удаления воздуха (кислорода) автоклав продули азотом высокой чистоты, затем герметизировали и вновь продули до содержания кислорода в отходящем отдувочном азоте не более 0,5 %. Нагревание массы проводили до 55-60 °C, подавая пар в рубашку автоклава, и периодически осторожно включали мешалку. После расплавления бутиндиола и нагрева его в течение часа до 65 °C через барботер при работающей мешалке в автоклав подали жидкий оксид этилена. По повышению температуры реакционной массы можно было судить о начале реакции оксиэтилирования, которую проводили при 55-85 °C и давлении 0,4 МПа. Температурный режим обеспечивался изменением подачи охлаждающей воды в рубашку автоклава и скоростью дозировки оксида этилена. После загрузки всего оксида этилена реакционную массу должны были выдержать в течение 1 ч при 55-85 °C при постоянном перемешивании. По окончании выдержки реакционную массу охладили до 25-35°C, продули азотом и выдавили азотом в аппарат нейтрализации.

Как было установлено, взрыв в автоклаве произошел при режиме выдержки реакционной массы в течение суток. Давление в автоклаве возросло до 10 МПа. В результате быстрого роста давления корпус аппарата растянулся по диаметру и эллиптическую крышку (более жесткую, чем корпус) вытянуло из-под накидного фланца. Привал очное кольцо крышки изогнулось по окружности на 15-20°, и крышка вместе с приводом мешалки отлетела на расстояние 50 м. Корпус автоклава сорвало с опорных металлических конструкций и отбросило в сторону Удар крышки о несущие конструкции покрытия здания вызвал обрушение покрытий и кровли, а также стены здания.

Контрольные вопросы:

  • 1. Найдите в приложении 1 свойства бутиндиола и оксида этилена.

  • 2. Для чего использовался азот?

  • 3. Определите категорию автоклава.

  • 4. Какие средства взрывозащиты данного процесса вы могли бы предложить?

  • 5. Как надо было обеспечить контроль регулирования температуры и подачи оксида этилена?

  • 6. Могла ли развиться неуправляемая экзотермическая реакция при суточной выдержке и почему?

Ситуация 15. На одном из предприятий проводили испытание нового способа получения продукта на действующем промышленном оборудовании. В качестве сырья использовали 70 %-й раствор пероксида водорода, тогда как существующим технологическим регламентом этого производства был предусмотрен 54-58 %-й раствор.

При новой рецептуре возникла необходимость в нерегла-ментированной загрузке сульфанола в емкости с пероксидом водорода, расположенные на наружной установке. Через 5,5 ч после двух загрузок сульфанола произошел взрыв емкости с пероксидом водорода.

Как установлено при расследовании причин аварии, взрыв вызван каталитическим разложением 70 %-го раствора пероксида водорода при введении в емкость сульфанола.

Контрольные вопросы:

  • 1. Найдите в приложении 1 свойства 70 %-ного пероксида водорода.

  • 2. Как вы думаете, допускаются или запрещаются опытно-промышленные работы на действующем предприятии?

  • 3. С кем надо было согласовать изменения в технологическом регламенте?

  • 4. В чем заключались неправильные действия обслуживающего персонала, которые привели к взрыву?

Ситуация 16. На одном из предприятий для очистки воздуха от мелкодисперсной пыли полиэфирной смолы установили рукавные фильтры типа ФР. Вследствие забивки фильтрующей ткани фильтры создавали большое сопротивление воздуху и не соответствовали производительности вентиляторов, нагнетающих пылевоздушную смесь в фильтры. Механизм выгрузки пыли оказался неработоспособным в данной среде. Поэтому взрывоопасную пыль выгружали из фильтров вручную, открытым способом, что приводило к большой запыленности помещения, а систематическую уборку пыли из помещения не проводили. Исполнение установленного в помещении электрооборудования не было взрывобезопасным. В производственном помещении допускалось проведение огневых работ без предварительного анализа состояния запыленности воздушной среды. Все это привело к взрыву пылевоздушной смеси.

Контрольные вопросы:

  • 1. Как классифицируются пыли по взрывоопасности и дисперсности?

  • 2. Предназначены ли рукавные фильтры типа ФР для улавливания мелкодисперсной пыли?

  • 3. Что такое невзрывобезопасное электрооборудование, каковы его отличительные признаки?

  • 4. Почему было допущено проведение огневых работ без предварительного анализа на запыленность воздушной среды?

  • 5. Как провести анализ на запыленность воздушной среды?

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >