Причины аварий сосудов под давлением.

На сахарных, кондитерских, пивобезалкогольных и других пищевых предприятиях для технологических, энергетических и других целей широко применяются работающие под давлением стационарные сосуды разного назначения (автоклавы, выпарные аппараты и агрегаты, сепараторы, бродильные аппараты, карбонизаторы, ресиверы и т. п.).

Основными причинами аварий этих сосудов являются дефекты изготовления, коррозийное разрушение и другие виды повреждений, нарушения технологического режима и правил эксплуатации, неисправности арматуры и приборов. Аварии стационарных сосудов большей частью происходят из-за дефектов изготовления, в результате срыва болтов и крышек люков, разрыва и выпучивания днищ, а также коррозии и других видов разрушений.

Рис. 29. Схема оснащения сосудов, работающих под давлением, приборами и арматурой безопасности: 1 — запорный орган {для спуска среды, воздуха при заполнении; 2 — сосуд; 3 — указатель уровня; 4 — манометр; 5 — трех-ходовой кран; 6 — предохранительный клапан; 7 — редуктор для снижении давления; 8 —опора

С целью предупреждения аварий правила устройства и эксплуатации сосудов, работающих под давлением, требуют, чтобы материалы, предназначенные для их изготовления и ремонта, имели сертификаты, подтверждающие их соответствие назначению и специальным техническим условиям.
Конструкция сосудов должна быть надежной, обеспечивать безопасность при эксплуатации, возможность их внутреннего осмотра, очистки и ремонта. Сварные швы должны быть только стыковыми и доступными для контроля при изготовлении, монтаже и эксплуатации сосуда.
Допускаемое давление (в МПа} для стационарных сосудов рассчитывается по формуле, указанной для расчета котла.
Для своевременного выявления дефектов сосудов в процессе эксплуатации и предупреждения, их аварий проводится техническое освидетельствование перед пуском в работу и при эксплуатации с периодичностью, указанной дли котлов.
Для предупреждения аварий из-за нарушений технологического режима и правил эксплуатации, кроме допуска к обслуживанию специально обученного персонала и периодической проверки их знании, стационарные сосуды в зависимости от их конструкции и назначения обязательно снабжаются соответствующими контрольно-измерительными приборами, предохранительными устройствами, средствами автоматики, запорной и другой арматурой (рис.29).
Требования к манометрам и предохранительным клапанам, режимам их работы аналогичны перечисленным для котлов.
Пропускная способность предохранительных клапанов (в кг/ч) для стационарных сосудов, работающих под давлением, рассчитывается по формуле

где α — коэффициент расхода через клапан (указывается в его паспорте, а при ориентировочных расчетах принимается равным 0, 6); F - площадь сечения клапана в проточной части, мм2; В — коэффициент, учитывающий расширение истекающей из клапана субстанции (для жидкости В = 1, для газов В< 1 и определяется расчетом или из таблицы); р1, р2 — избыточное давление перед клапаном и в окружающей среде, МПа, р1 — плотность среды при р1 и t1, кг/м3 (здесь t — температура среды перед клапаном, °С).
Если по каким-либо причинам нельзя применить предохранительные клапаны (например, не обеспечивается их падежная работа), для предупреждения повышения давления в сосуде выше критического используются разрывные предохранительные мембраны. Они просты по конструкции и отличаются мгновенным действием. Разрывные предохранительные мембраны представляют собой диск из металла или другого материала, закрепленный в стенке сосуда, работающего под давлением. При давлении, превышающем рабочее не более чем на 25 %, мембрана разрывается и давление в сосуде падает.
Основным критерием для определения возможности изготовления мембраны из рассматриваемого материала является величина ро, т. е. произведение давления срабатывания р на рабочий диаметр мембраны О. Значения этого критерия и некоторых основных характеристик промышленных мембран приведены в табл. 7.
Толщины мембран (мм) рассчитываются по формулам:
работающих на срез (из меди, алюминия и других аналогичных металлов)

где р —давление среза мембраны, Па; D —диаметр рабочей части.мембраны, см; σ ср — временное сопротивление срезу, Па;
Таблица 7

работающих на разрушение (из хрупких материалов)

где r — радиус мембраны, мм; р— давление, при котором должна разрушаться меубрэна. Па; σ пи — предел прочности на изгиб, Па.
Неисправность приборов контроля и автоматики, запорной и другой арматуры выявляется при проведении их внешних осмотров и контроле в регламентированные сроки. При этом, кроме указанных выше приборов, также контролируются состояние и работоспособность запорных органов, трехходовых кранов, устройств для выпуска воздуха при заполнении сосудов средой, спуска воды и другой арматуры.