Як безпечно зберігати та експлуатувати газові балони?
Юрій Гримович,
експерт з промислової безпеки
На підприємствах широко використовуються різні системи з судинами, що працюють під тиском - від простих компресорів, що використовуються при фарбувальні роботи, до складних розгалужених пневматичних систем промислових роботів. Ми говоримо тут лише про стиснене повітря, що становить потенційну небезпеку, оскільки внаслідок порушення режиму експлуатації або дефектів можуть відбуватися вибухи з руйнуванням установок, обладнання, споруд і навіть будівель, а також загибель людей через вивільнення при руйнуванні посудини величезної енергії стисненого газу.
А якщо, крім цієї енергії, газ, що міститься в посудині, є ще й небезпечним для життя людей (отруйним, задушливим, пожежонебезпечним або вибухонебезпечним), тоді ситуація з розгерметизацією судини може перерости в серйознішу техногенну аварію.
Щоб експлуатація балонів або інших судин, що працюють під тиском, була безаварійною та безпечною для життя та здоров'я працюючих, особи, зайняті поводженням з цими судинами, повинні мати певні знання.
Правове регулювання експлуатації газових балонів
Експлуатація балонів, судин, цистерн та бочок, призначених для транспортування та зберігання стислих та зріджених газів та пар, тиск яких при температурі до 50 °С перевищує 0,07 МПа (0,7 кгс/кв. см), регулюється ДНАОП 0.00-1.07 -94* «Правила пристрою та безпечної експлуатації судин, що працюють під тиском» (зі змінами та доповненнями). Поводження з балонами з пропан-бутановою сумішшю зріджених вуглеводневих газів (далі ЗВГ) регулюється ДНАОП 0.00-1.20-98 «Правила безпеки систем газопостачання України».
Як влаштований балон для пропан-бутану
Малюнок 1
Конструкція газового балона
Для початку розберемося з конструкцією балона для пропан-бутану в обсязі, необхідному для розуміння заходів безпеки, що вживаються під час експлуатації.
Сам балон є цільнозварною сталевою конструкцією з товщиною стінки 2-3 мм, що складається з декількох елементів (див. малюнок 1).
1. Середня циліндрична частина корпусу, згорнута з листа зі звареним швом.
2. Верхнє опукле дно з горловиною, в якій нарізане конусове різьблення для установки вентиля. Різьблення виконує дві функції. По-перше, простим затягуванням різьблення при встановленні вентиля можна досягти необхідної щільності різьбового з'єднання без застосування ущільнювальних та прокладних матеріалів. По-друге, особливість даного різьбового з'єднання така, що, незалежно від затягування різьблення, його механічна міцність залишається незмінною. Це дозволяє розглядати різьблення як запобіжний елемент при перевищенні допустимого тиску газу всередині балона. Оскільки міцність різьблення менша, ніж міцність стінок і зварних швів, і коли в балоні неприпустимо зросте тиск - різьбове з'єднання зруйнується, виштовхне вентиль і відбудеться скидання тиску, причому передбачуваний напрямок руху струменя газу з такого запобіжного клапана зумовлено. Приєднується верхнє дно зварюванням до циліндричної частини.
3. Нижнє опукле дно також приварюється до циліндричної частини. Випукла форма верхнього та нижнього дна забезпечує рівномірний тиск газу на стінки балона.
4. Башмак призначений для забезпечення вертикального положення балона під час роботи (відбору газу), а також оберігає корпус балона під час вантажно-розвантажувальних робіт (подавати або утримувати балон вентилем вниз заборонено!).
Після виготовлення балона, насаджування черевика та проведення комплексу необхідних випробувань на міцність та щільність балон має бути пофарбований у червоний колір (для пропан-бутану) з нанесенням напису білого кольору «ПРОПАН-БУТАН».
5. Розмір напису повинен бути таким, щоб він читався з відстані 5-10 метрів — це мінімальна відстань від балона, на якій може бути розташоване джерело відкритого вогню або розжарених іскор.
Забарвлений балон зважується на терезах з точністю до 0,1 кг для визначення його власної ваги, яка вноситься в паспорт балона.
6. Паспорт балона розташовується на верхній сферичній частині балона для пропан-бутанових балонів на алюмінієвій пластині («комірі»), напис вибивається або наноситься масляною або емалевою фарбою і повинен читатися протягом усього терміну експлуатації балона.
7. Зміст паспорта
1. Номер балона.
2. Клеймо випробувального пункту (діаметр 12 мм).
3. Товарний знак підприємства-виробника.
4. Робочий тиск (Р), МПа (кгс/см2).
5. Фактична маса порожнього балона, кг.
6. Клеймо ВТК заводу-виробника (діаметр 10 мм).
7. Місткість балона, л (для балонів від 12 до 55 л включно з точністю до 0,3 л).
8. Пробний гідравлічний тиск (П), МПа (кгс/см2).
9. Місяць та рік виготовлення (напр., IV-1999) та наступного огляду.
10. Місяць та рік проведеного (напр., IV-2004) та рік наступного (напр., 2009) огляду.
8. Вентиль призначений для надійного замикання газу під час транспортування або зберігання, а також відкривання для витрати газу під час роботи. Зазвичай виготовляється з латуні та забезпечений маховиком з обов'язковим зазначенням стрілками напряму закривання та відкривання вентиля. Різьблення штуцера приєднання патрубків або резинотканевого рукава ліва (така вимога для горючих газів), щоб виключити помилкове приєднання кисневого рукава (на штуцері якого різьблення праве) до балона з горючим газом. Під час транспортування та зберігання на штуцері має бути нагвинчено заглушку. Заглушка захищає з'єднання від забруднення та оберігає різьблення штуцера від пошкодження під час транспортування та зберігання балона. Крім того, відкривши після зберігання або транспортування заглушку і почувши характерний звук, що шипить, працівник може звернути увагу на нещільність замикання вентиля балона.
| Пропан-бутановий вентиль: 1. Маховичок 2. Заглушка штуцера 3. Різьблення ліве 4. відкр. 5. закр. |
9. Захисний ковпак повинен накручуватися на горловину балона для запобігання випадковому відгвинчуванню вентиля при переміщенні балона кантуванням та для захисту вентиля балона від пошкодження при падінні балона під час транспортування або вантажно-розвантажувальних операцій.
Заповнення балона газом
Отже, балон пройшов весь цикл підготовки до роботи: його зварили, встановили черевик, пофарбували, нанесли напис, зважили, вкрутили вентиль, піддали гідравлічним випробуванням, занесли всі необхідні дані до паспорта, накрутили заглушку та ковпак. Тепер його можна заповнювати зрідженим вуглеводневим газом.
Основу зрідженого газу складають пропан (С3Н8) та бутан (С4Н10), а також деяка кількість газоліну. З фізико-хімічними властивостями основних компонентів зрідженого газу можна ознайомитись у таблиці 1.
Таблиця 1
Фізико-хімічні властивості
основних компонентів зрідженого газу
Табл1
Розберемося з даними, наведеними у таблиці 1.
Так як скраплений газ в 1,5-2 рази важчий за повітря, то при витоку з балона він опускатиметься вниз, стелитиметься по землі і накопичуватиметься у можливих поглибленнях (приямках, колодязях комунікацій, зливової каналізації тощо). Враховуючи цю властивість, забороняється використання газових інфрачервоних випромінювачів, що працюють на ЗВГ, на підвальних та цокольних поверхах, застосовувати ЗВГ для виконання газополум'яної обробки в закритих обсягах. Індивідуальні газобалонні установки повинні встановлюватися на відстані не менше 0,5 м від дверей та вікон першого поверху та 3 м від вікон та дверей цокольних та підвальних поверхів, а також колодязів та ям.
Щоб працюючий, перебуваючи поруч із балоном, міг вчасно відчути витік газу, до газу додають етилмеркаптан, що має характерний різкий запах, у такій кількості, що ми відчуваємо наявність газу в повітрі, коли його 0,4 % (а це лише 1/5 від нижньої межі займистості). У такій кількості газ не горить, не вибухає і не становить небезпеки. У витоку є можливість перекрити газ і провітрити приміщення, щоб не допустити досягнення небезпечної концентрації газу.
Але етилмеркаптан є ще й сильноотруйною речовиною, яка, потрапляючи на шкіру разом з рідкою фазою газу, проникає всередину і отруює організм, що при зневагі до захисних рукавиць може призвести до серйозних шкірних захворювань. При виконанні таких газонебезпечних робіт, як транспортування балона, підключення та відключення редуктора або рукава, необхідно користуватися рукавицями із щільної тканини або шкіряними.
Норми заповнення балона газом
Наступна властивість ЗВГ – великий коефіцієнт об'ємного розширення, який у 15 разів більший, ніж у води – змушує задуматися: скільки газу можна залити в балон без ризику переповнення та руйнування судини і за якої максимальної температури це буде безпечно? Адже величини тиску, обсягу та температури тісно взаємопов'язані. Ці норми наведено у Правилах безпеки систем газопостачання України, складених на підставі теоретичних розрахунків та практичного досвіду експлуатації балонів:
— Заповнювати посудину ЗВГ дозволяється не більше ніж на 85 % його геометричного об'єму (для стандартного 50-літрового балона це 42,5 л).
Але як проконтролювати, наскільки заправлений балон? Адже при витрачанні газу виробити весь вміст балона не вдається. Там залишається газолін, а в якому обсязі невідомо. Зате ми маємо власну вагу балона, вказану в паспорті, і відомо, що 1 л газу важить близько 0,5 кг. Отже, встановивши балон на ваги, можна заливати газ, стежачи за тим, щоб вага заправленого газу не досягла 21 кг. І саме через неможливість контролю ступеня заповнення побутового балона заборонено заправляти такі балони ЗВГ на автомобільних заправках.
- Максимально допустима температура стінки балона не повинна перевищувати 45 ° С, що забезпечується дотриманням певних умов (див. малюнок 2).
Малюнок 2
Табл2
Табл3
При заповненні балона на 85 % і температурі стінки балона 45 °С тиск у ньому дорівнює 16 кгс/кв. см та зазначено як номінальне. Однак варто балону нагрітися ще на один градус, як тиск зросте на 7 кгс/кв. см і досягне значення 23 кгс/кв. див. А це вже практично значення випробувального тиску, і за його перевищення невідомо, чи витримає конструкція балона.
Огляд балона
Для перевірки стану балона необхідно один раз на 5 років проводити його огляд. Цим мають займатися спеціалізовані організації. Але й між оглядами балонів працівники та відповідальні особи можуть за зовнішніми ознаками вчасно вилучити його з експлуатації та запобігти аварійній ситуації, здатній обернутися вибухом. Для цього необхідно знати, при виявленні якихось зовнішніх пошкоджень балон повинен бути відбракований (див. малюнок 3).
Малюнок 3
Табл4
Відбраковування балонів
Як не допустити вибуху при витоку газу з балона
Щоб не допустити вибуху, слід пам'ятати, що вибух палива при його витоку з балона відбувається, якщо збігаються три фактори:
- Наявність вибухонебезпечної концентрації газоповітряної суміші,
- Наявність вогню, іскри або розігрітого до температури займання газу фізичного тіла,
— вищезгадані два чинники мають збігтися у часі та просторі.
Необхідно уважно стежити за тим, щоб ці три фактори не збіглися — і вибуху не буде.
Насамкінець хочу ще раз звернути увагу читачів на те, що перед тим, як залучити працівника до робіт з газовими балонами, його необхідно навчити безпечним методам та прийомам виконання робіт у газовому господарстві як мінімум в обсязі цієї статті.
НОРМАТИВНА БАЗА
1. НПАОП 0.00-1.07-94* «Правила влаштування та безпечної експлуатації судин, що працюють під тиском» (зі змінами та доповненнями), затверджений наказом Держнаглядохоронпраці України від 18 жовтня 1994 р. № 104.
2. НПАОП 0.00-1.20-98 "Правила безпеки систем газопостачання України", затверджений наказом Держнаглядохоронпраці України від 1 жовтня 1997 р. № 254
