IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Автоклав - сосуд под давлением. Обычно в производствах используются сосуды, выдерживающие давление 8-16 ати. Автоклавы будут служить человечеству много лет. Одной из причин этого является высокая эффективность технологии по показателям потребления энергии. В 1,5-2 раза меньше требуется энергии в расчёте на единицу прочности получаемого материала, Дело в том, что процесс синтеза цементирующих веществ из окислов, находящихся в сырьевых материалах, менее энергоемок вследствие использования сравнительно малых температур в автоклавных производствах, а именно, в большинстве случаев  170-193 в отличие от производства изделий с использованием цементов, где требуется весьма высокая температура – 1350 °С.

Ещё одной причиной популярности автоклавных технологий является возможность использования минеральных отходов. Основные минералы в составе синтезируемого материала – гидросиликаты кальция, магния и др., то есть, те же, что и при использовании цементной технологии. Получение материалов разной средней плотности по автоклавной технологии значительно расширяет границы её применения.

Ввиду применения достаточно опасных режимов автоклавной обработки с применением давления водяного пара до 12 ати и значительного износа парка автоклавов (более 60 %) и систем защиты (более 40 %) существует высокая степень риска аварий в производствах с использованием автоклавов, достигающая в некоторых случаях предаварийного уровня.

Из этого понятна актуальность рассматриваемой темы.

С целью уменьшения вероятности (риска) производственного травматизма надо на сначала провести анализ опасности. На основе результатов анализа могут быть предложены пути предотвращения потенциальных ЧС, которые могут причинить вред жизни и здоровью производственного персонала, привести к летальному исходу. При анализе опасностей обязательно надо выделить источники опасностей потенциального ЧП и повреждающие (поражающие) факторы.

При эксплуатации автоклавов возможно воздействие на работников следующих основных опасных и вредных факторов [1]: механического (воздействие воздушной ударной волны, обломков (осколков), сорванной крышки автоклава и теплового (температура воздуха рабочей среды, повышенная температура воздуха рабочей зоны и поверхностей автоклава, повышенный уровень шума.

Главный источник опасности – автоклав, аварии на котором могут привести к потенциальным ЧП.

При осуществлении технологического процесса автоклавного производства возможны следующие основные источники опасных и вредных факторов:

- отрыв крышек автоклава при подъеме давления в результате неполного их закрытия и неисправности блокировки;

- разрушение корпуса автоклава в результате коррозионного износа или повреждений, а также превышения рабочего давления при неисправности средств контроля и предохранительных устройств;

- прорыв пара через уплотнение крышек и запорной арматуры;

- прикосновение к неизолированным частям оборудования, нагревающимся в процессе работы.

Мероприятия по повышению безопасности эксплуатации автоклавов можно разделить на организационно-технические, технологические и даже материаловедческие.

Организационные мероприятия по обеспечению безопасности эксплуатации автоклавов связаны в основном с разработкой и выполнением инструкции по охране труда. Безаварийная работа автоклавов в организационном смысле достигается также с использованием качественно изготовленных автоклавов, своевременным проведением технического освидетельствования, профилактическими ремонтами в установленные сроки [2].

В основных положениях инструкции по охране труда должно быть отраженно следующее:

- эксплуатация автоклавов допускается только при наличии разрешениия органов осуществляющих котлонадзор;

- к обслуживанию автоклавов допускаются лица не моложе 18 лет, обученные по соответствующей программе и прошедшие проверку знаний; перед началом работы необходимо устранить неисправности, убедится в наличии и комплектности аптечки доврачебной медицинской помощи, рабочие обязаны использовать специальную одежду и обувь (хлопчатобумажные комбинезон, колпак, рукавицы и кожаные ботинки);

- ежесменно проводить проверку предохранительных клапанов в рабочем режиме, принудительным кратковременным открываниям, проверку манометров;

- разность температур верха и низа автоклава не должна превышать 45°;

- должны быть обеспечен микроклимат в рабочей зоне помещения автоклавов: температура воздуха в холодный и переходные периоды года 20-23°С, относительная влажность 40-60%, скорость движения воздуха - не более

0,3 м/с, в теплый период года температура воздуха не должна превышать 28 °С, а скорость движения воздуха – не более 0,5 м/с;

- должен быть требуемый уровень звукового давления;

- у входа в помещение и на площадках, где установлены автоклавы, должны быть запрещающие знаки безопасности;

- проход через помещение, где установлены автоклавы, запрещается (открытые площадки, на которых установлены автоклавы, должны быть ограждены по периметру сетчатыми ограждениями высотой не менее 1,5 м);

- наружные входы в помещение автоклавов должны иметь тамбур-шлюз или воздушно-тепловые завесы;

- автоклавные помещения должны быть оборудованы грузоподъемными машинами для производства ремонтных работ.

При выявлении аварийной ситуации необходимо в первую очередь отсоединить автоклав от паропровода. Аварийная ситуация характеризуется следующими обстоятельствами:

- обнаружение давления в автоклаве выше разрешенного, неисправности предохранительных клапанов;

-обнаружение в основных элементах автоклава трещин, выпучин, значительного утончения стенок, пропусков и потения в сварных швах, течи в соединениях, разрыва прокладок;

-возникновение пожара непосредственно угрожающего автоклаву;

-неисправность манометра и невозможность определения давления другим прибором;

-неисправность указателя уровня жидкости;

-неисправность предохранительных блокировочных устройств.

При явном наличии опасности необходимо покинуть опасную зону, предупредив рабочих в непосредственной близости от неё.

Рассмотрим возможные причины упомянутых ЧП: превышение давления над максимально возможным, вышло из строя автоматическое регулирование температуры пара в автоклаве, ошибка оператора, предохранительный клапан вышел из строя, манометр вышел из стоя, срыв крышки автоклава.

На предотвращение этих событий дожжен быть направлен комплекс технологических мероприятий. Автоматизированные комплексы позволяют свести к минимуму непосредственное участие людей в производственном процессе (в современных автоклавных производствах уже применяются). В автоклаве после определённого периода времени посредством паров воды будет происходить коррозия внутренней поверхности автоклава. Для предотвращения этого могут быть употреблены ингибиторы и коррозионные испытания. Коррозионные испытания надо проводят в сероводородной содержащей среде.

Предусматривается также катодная защита автоклавов. Суть способа катодной защиты заключается в катодной поляризации корпуса автоклава путём присоединения к нему отрицательного полюса внешнего источника постоянного тока; в конденсате устанавливается специальный стержень-анод, присоединяемый к положительному полюсу источника тока. Благодаря катодной поляризации корпуса разрушению под действием электрохимических процессов подвергается анод, обеспечивая защиту корпуса.

К особой группе следует отнести технологические и материаловедческие мероприятия. Они связаны одновременно с достижением заданного качества выпускаемой продукции и с безопасностью работающих. Например, технологи могут разработать технологические режимы автоклавных запарок в производстве технологических материалов и изделий для применения пониженных значений давления в автоклавах, удлиняя при этом период изотермической выдержки, то есть разрабатывать так называемые эквивалентные (с точки зрения получаемого качества материалов и изделий) температурные режимы. Это может существенно удлинить срок службы автоклавов и снизить по этой причине общие затраты на их испытания.

Материаловедческая практика показывает, что можно добиться требуемого качества автоклавных материалов, не только удлиняя изотермическую выдержку, но и сокращая её (либо снижая характеристики температуры и давления при запарке в автоклаве) при получении материала заданного качества по показателям микро- и макроструктуры и интегрального прочностного показателя.

Это может не только существенно снизить энергозатраты, но и повысить безопасность производства силикатных автоклавных материалов.

Список использованной литературы

1. http://okt-prof.ru/instrukczii-po-oxrane-truda/50-avtoklav

2 . http://www.refbzd.ru/viewreferat-428-6.html

 

Код для цитирования: Скопировать