1.2.2. Температурні впливи на матеріал апаратів та трубопроводів

При експлуатації виробничого обладнання нещільності та пошкодження

можуть виникати в результаті утворення непередбаченим розрахунком

температурних напружень в матеріалі стінок апаратів та трубопроводів, а також

в результаті зміни механічних властивостей металів під дією температури.

А) Температурні напруження

Температурні напруження в технологічних апаратах, як правило,

виникають:

- при різких змінах робочої температури апарата або зовнішнього

середовища;

- під впливом нерівномірної дії температури на жорстко закріплених

конструкціях та вузлах апаратів;

- при наявності в апараті елементів, які знаходяться під дією різних

температур;

- в товстостінних конструкціях.

Загальна внутрішня напруга, що з’являється в матеріалі від дії корисного

навантаження і від температурних впливів, може перевищити межі текучості,

тривкості і викликати розрив стінок апаратів трубопроводів.

Б) Зміна механічних властивостей металу

Вплив високих температур на матеріал апарата (метал) може призвести

до появи повільних пластичних деформацій, навіть у тому випадку, якщо

напруга від робочих навантажень не буде перевищувати межі текучості при

даній температурі.

При низьких температурах різко знижується питома густина звичайних сталей,

що може призвести до утворення тріщин, а іноді й до руйнування апаратів.

1.2.3. Хімічний знос матеріалів (корозія)

Хімічний знос - це зменшення товщини стінок апаратів у результаті

хімічної взаємодії матеріалу апаратів з речовинами, які в них знаходяться, або

з зовнішнім середовищем.

Руйнування металу від впливу на нього речовин або навколишнього

середовища називається корозією.

Розрізняють хімічну та електрохімічну корозію.

Хімічна корозія

Хімічна корозія проходить під прямим хімічним впливом у середовищі

рідинних діелектриків або газів, нагрітих до високих температур. Це

окислювально-відновний процес, не пов’язаний із проходженням електричного

струму, до якого відносять кисневу, сірководневу, сірчану, а також водневу

корозію в апаратах з високотемпературними режимами.

Електрохімічна корозія

Електрохімічна корозія відбувається в тому випадку, коли поверхня

металу контактує з будь-яким електролітом.

До електрохімічної корозії відносяться:

- атмосферна корозія, що протікає у вологому повітрі, яке має домішки

агресивних парів та газів;

- корозія в розчинах кислот, лугів, солей і т.ін.;

- корозія в розплавлених солях ;

- ґрунтова корозія.

Після оцінки вибухопожежонебезпечності середовища поза

технологічними апаратами, необхідно визначити клас зони приміщення або

зовнішньої установки на підставі правил улаштування електроустановок.

2. Аналіз можливих джерел запалювання

Під джерелом запалювання розуміється таке тіло, яке має достатню

температуру, запас теплової енергії і яке діє протягом необхідного для

запалювання горючого середовища часу. Для того, щоб тіло було джерелом

запалювання, обов’язково повинні виконуватися всі вище перераховані умови, а

саме:

- температура джерела запалювання повинна бути більше температури

самоспалахування горючої речовини;

- запас теплової енергії джерела запалювання повинний бути достатнім

для нагрівання горючої речовини до температури самоспалахування;

- час дії джерела запалювання повинний бути більше періоду індукції

горючого матеріалу.

Якщо хоч одна з умов не виконується, то тіло джерелом запалювання не

буде.

Джерела запалювання в виробничих умовах дуже різноманітні як за

природою своєї появи, так і за запасом теплової енергії. За природою появи

джерела запалювання поділяють на чотири групи.

Відкритий вогонь та розжарені продукти згорання

В умовах виробництва до цієї групи відносяться:

а) вогневі апарати (трубчасті печі, теплогенератори, факельні устрої тощо);

б) вогневі ремонтні роботи (електрогазозварювальні, різальні, паяльні

тощо);

в) джерела вогню, не викликані потребами технології (паління, розведення

багать, випалювання горючих відкладень в апаратах, використання

паяльних ламп, факелів для відігрівання замерзлих труб тощо);

г) високонагріті продукти горіння (металеві викидні труби топок та

двигунів внутрішнього згорання);

г) іскри при роботі топок та двигунів (виліт іскор з викидних труб печей,

автомобілів, тракторів тощо).

Теплові прояви механічної енергії

В умовах виробництва небезпечна в пожежному відношенні зміна

температури тіла в результаті здійснення механічної роботи спостерігається в

таких випадках:

а) іскри, що виникають при ударах твердих тіл:

- іскри, що виникають при роботі інструментом ударної дії (молоток,

зубило тощо);

- іскри, що виникають при потраплянні в машини та апарати металевих

предметів та каміння (апарати з мішалками, апарати для змільчення,

розрихлення речовин);

- іскри, що виникають при співударах рухомих та нерухомих частин

обладнання (вентилятори, ножові барабани, апарати з мішалками тощо);

б) розігрів тіл при терті :

- перегріви підшипників у разі забруднення, неякісної змазки, надмірного

затягування;

- перегріви транспортерних стрічок, норій та приводних ременів у

результаті пробуксовки;

- загорання волокнистих матеріалів при намотуванні їх на вали;

- перегріви твердих горючих матеріалів при механічній обробці;

в) нагрівання газів при стисненні їх в компресорах.

Теплові прояви електричної енергії

В умовах виробництва теплові прояви електричної енергії можуть

виникати в результаті аварійних режимів роботи електрообладнання,

неправильного вибору електрообладнання та розрядів статичної та атмосферної

електрики.

а) аварійні режими роботи електрообладнання:

- коротке замкнення (іскри, дуги);

- перевантаження електричних мереж та машин (тепло);

- великі перехідні опори (тепло);

б) неправильний вибір електрообладнання (виконання

електрообладнання не відповідає класу зони приміщення у

відповідності з ПУЕ);

в) розряди статичної електрики (іскри);

г) розряди атмосферної електрики (блискавка).

Теплові прояви хімічних реакцій

Хімічні реакції, які протікають з виділенням великої кількості тепла

потенційно небезпечні для виникнення пожежі або вибуху, оскільки можливий

безконтрольний розігрів речовин, що реагують, заново утворюються або

знаходяться поруч. В умовах виробництва та зберігання горючих речовин

зустрічається велика кількість таких з’єднань, контакт яких з повітрям або

водою, а також взаємний контакт речовин може бути причиною виникнення

пожежі. Аналізуючи можливі джерела запалювання з цієї причини необхідно

виявити:

а) речовини, які самоспалахують при контакті з повітрям

(триетилалюміній, фосфористий водень, білий фосфор тощо);

б) речовини, які самозаймаються при контакті з повітрям (вугілля, сіно,

оліфа тощо);

в) речовини, які спалахують при контакті з водою (натрій, калій, карбід

кальцію тощо);

г) речовини, які спалахують при взаємоконтакті між собою (персульфат

калію+деревина тощо);

Ґ) речовини, які саморозкладаються з вибухом в результаті механічної дії

або дій підвищеного тиску та температур (аміачна селітра, ацетилен).

Основним методом аналізу джерел запалювання є метод виключення.

При цьому методі необхідно перерахувати всі відомі технологічні джерела

запалювання відповідно до груп та відібрати з них тільки ті, які відповідають

реальній технології. Після цього всі відібрані джерела запалювання необхідно

прив’язати до конкретного місця в приміщенні або до зовнішньої установки

(складається карта пожежної небезпеки). Проаналізувавши можливі джерела

запалювання для конкретного технологічного процесу, можна встановити

найбільш ймовірне місце виникнення можливої пожежі.