При выявлении отсутствия предохранительных устройств тормозной. Предохранительные устройства регуляторов и фильтры. Предохранительные устройства от повышения давления

Устройства, обеспечивающие безопасную эксплуатацию машин и оборудования посредством ограничения скорости, давления, температуры, электрического напряжения, механической нагрузки и других факторов, которые способствуют возникновению опасных ситуаций, называют предохранительными. Они должны срабатывать автоматически с минимальным инерционным запаздыванием при выходе контролируемого параметра за допустимые пределы.

Предохранителями от механических перегрузок служат срезные шпильки и штифты, пружинно-кулачковые, фрикционные и зубчато-фрикционные муфты, центробежные, пневматические и электронные регуляторы.

Шкив, звездочку или шестерню, расположенные на ведущем валу, соединяют с приводным (ведомым) валом срезными шпильками или штифтами, рассчитанными на определенную нагрузку. Если последняя превысит допустимое значение, то шпилька разрушается и ведущий вал начинает вращаться вхолостую. После устранения причины появления таких нагрузок срезанную шпильку заменяют новой.

Диаметр штифта, мм, предохранительной муфты, который обычно изготовляют из стали 45 или 65 Г,

где M р - расчетный момент, Н*м; R - расстояние между осевыми линиями передающих валов и штифта, м; τ ср - предел прочности на срез, МПа (для стали 45 и 65 Г в зависимости от вида термообработки при статической нагрузке τ ср = = 145...185 МПа; при пульсирующей нагрузке τ ср = 105...125 МПа; при симметричной знакопеременной нагрузке τ ср = 80...95 МПа); для расчетов рекомендуют принимать меньшие значения.

Обычно расчетный момент М р принимают на 10...20 % выше предельного допустимого момента M пp , т. е.

М р = (1,1...1,2)М пр.

Муфты фрикционного типа автоматически срабатывают в случае превышения вращающего момента, на который их предварительно настраивают. Условие выключения, например, зубчато-фрикционной предохранительной муфты:

где M р - расчетный вращающий момент, Н м; M пред - предельно допустимый вращающий момент, Н*м; а -угол наклона боковой поверхности кулачка (α = 25...35°); β -угол трения боковой поверхности кулачка (β = 3...5°); D - диаметр окружности точек приложения окружного усилия к кулачкам, м; d - диаметр вала, м; f 1 -коэффициент трения в шпоночном соединении подвижной втулки (f 1 = 0,1...0,15).

Предохранительные муфты для цепных и ременных передач сельскохозяйственных машин с зубчато-фрикционными шайбами стандартизированы.

Дизели, паровые и газовые турбины, детандеры снабжают регуляторами частоты вращения, в основном центробежного типа. Для предотвращения опасного для машины и обслуживающего персонала повышения частоты вращения коленчатого вала посредством ограничения подачи топлива или пара служит регулятор.

Концевые выключатели необходимы для предупреждения поломок оборудования, возникающих при переходе движущихся частей за установленные пределы, ограничения перемещения суппорта на металлорежущих станках, для пути движения груза в вертикальной и горизонтальной плоскостях при работе грузоподъемных механизмов и т. д.

Ловители применяют на грузоподъемных и транспортирующих машинах, в лифтах для удержания поднятого груза в неподвижном состоянии даже при наличии самотормозящих тормозных систем, которые при износе или неправильном уходе могут утратить свою работоспособность. Различают храповые, фрикционные, роликовые, клиновые и эксцентриковые ловители.

Во избежание превышения давления пара или газа используют предохранительные клапаны и мембраны. Предохранительные клапаны бывают по виду грузовыми (рычажными), пружинными и специальными; конструкции корпуса - открытые и закрытые; способу размещения - одинарные и двойные; высоте подъема - низкоподъемные и полноподъемные.

Рычажные клапаны (рис. 7.3, а) имеют относительно небольшую пропускную способность и при превышении давления сверх допустимого значения выбрасывают рабочий газ или пар в окружающую среду. Поэтому в сосудах, работающих под давлением

Рис. 7.3. Схемы предохранительных рычажных (о), пружинных (б) клапанов и мембран (в и г):

1 - натяжной винт; 2 - пружина; 3 - тарелка клапана

токсичных или взрывоопасных веществ, обычно устанавливают пружинные клапаны закрытого типа (рис. 7.3, б), сбрасывающие вещество в специальный, соединенный с аварийной емкостью трубопровод. Регулируют рычажный клапан на предельно допустимое значение по манометру путем изменения массы груза т или расстояния b от оси клапана до груза. Пружинный клапан регулируют с помощью натяжного винта 1 , изменяющего усилие прижатия тарелки клапана 3 пружиной 2. Основной недостаток предохранительных клапанов - их инерционность, т. е. обеспечение защитного действия только при постепенном нарастании давления в сосуде, на котором они установлены.

Для определения проходного сечения предохранительных клапанов используют теорию истечения газов из отверстия. Рассмотрим следующую зависимость:

где Q - пропускная способность клапана, кг/ч; μ - коэффициент истечения (для круглых отверстий μ = 0,85); S K - площадь сечения клапана, см 2 ; р - давление под клапаном, Па; g = 9,81 см/с 2 - ускорение свободного падения; М - молекулярная масса газов или паров, проходящих через клапан; k = c p c v - отношение теплоемкостей при постоянном давлении и постоянном объеме (для водяного пара k= 1,3; для воздуха k = 1,4); Л -газовая постоянная, кДж/(кг*К), для водяного пара R = = 461,5 кДж/(кг*К); для воздуха R = 287 кДж/(кг*К); Т- абсолютная температура среды в защищаемом сосуде, К.

Подставив в последнюю формулу значения μ, g, R и среднее значение k при известном значении Q, можно определить площадь сечения предохранительного клапана, см 2 ,

S K = Q /(216 p √ M / T ).

Число и суммарное сечение предохранительных клапанов находят из выражения

nd к h к = k к Q к /p к,

где п - число клапанов (на котлах паропроизводительностью ≤ 100 кг/ч допускается установка одного предохранительного клапана, при паропроизводительности котла более 100 кг/ч его снабжают не менее чем двумя предохранительными клапанами); d к - внутренний диаметр тарелки клапана, см (d к = 2,5...12,5 см); h к - высота подъема клапана, см; k к - коэффициент (для клапанов с малой высотой подъема при h к ≤ 0,05d к k к = 0,0075; для полноподъемных клапанов при 0,05d к < h к ≤ 0,25d к k к = = 0,015); Q к - производительность котла по пару при максимальной нагрузке, кг/ч; р к - абсолютное давление пара в котле, Па.

Для защиты сосудов и аппаратов от очень быстрого и даже мгновенного повышения давления применяют предохранительные мембраны (рис. 7.3, в и г), которые в зависимости от характера их разрушения при срабатывании делят на разрывные, срезные, ломающиеся, хлопающие, отрывные и специальные. Наиболее распространены разрывные мембраны, разрушающиеся под действием давления, значение которого превышает предел прочности материала мембраны.

Мембранные предохранительные устройства изготовляют из различных материалов: чугуна, стекла, графита, алюминия, стали, бронзы и др. Тип и материал мембраны выбирают с учетом условий эксплуатации сосудов и аппаратов, на которые их устанавливают: давления, температуры, фазового состояния и агрессивности среды, скорости нарастания давления, времени сброса избыточного давления и др.

Для обеспечения работы мембраны необходимо определить толщину пластин мембраны в зависимости от значения разрушающего давления. Пропускная способность, кг/с, мембранных предохранительных устройств при повышении давления в защищаемом сосуде:

Q м =0,06S раб p пр √ M/T г,

где S раб - рабочее (проходное) сечение, см 2 ; р пр - абсолютное давление перед предохранительным устройством, Па; Т г - абсолютная температура газов или паров, К.

Необходимая толщина рабочей части ломающейся мембраны, мм,

Рис. 7.4. Схема работы водяного затвора низкого давления:
а - при нормальной работе: б- при обратном ударе; 1-запорный клапан; 2- газоотводящая трубка; 3 - воронка; 4- предохранительная трубка; 5- корпус; 6- контрольный клапан

b = p p d пл k оп (4[σ cp ]),

где p р -давление, при котором должна разрушиться пластинка, Па; d m - рабочий диаметр пластины, см; k on - масштабный коэффициент, определяемый опытным путем (при d/b - 0,32 k - = 10... 15); [σ ср ] - временное сопротивление срезу, МПа.

Толщина мембран, изготавливаемых из хрупких материалов,

b = 1,1r пл √p p /[σ из ]

где r пл - радиус пластины, см; [σ из ] - предел прочности материала пластины на изгиб, Па.

К предохранительным устройствам, предотвращающим взрыв ацетиленового генератора, относят водяные затворы (рис. 7.4), не пропускающие пламя внутрь генератора. При обратном ударе пламени, возникающем, например, при зажигании газовой горелки, взрывчатая смесь попадает в завтор и вытесняет часть воды по газоотводящей трубке 2. Затем конец трубки 4 получит сообщение с атмосферой, избыток газа выйдет, давление нормализуется и устройство вновь начнет работать по схеме, приведенной на рисунке 7.4, а.

Для защиты электроустановок от чрезмерного повышения силы тока, которое может вызвать короткое замыкание, пожар и поражение человека, служат автоматические отключатели и предохранители.

Тормозные устройства

Тормозные устройства предназначены для удержания движущихся частей, поднятого груза; снижения скорости движения и останова машин, механизмов, спуска груза; поглощения энергии поступательно движущихся или вращающихся масс оборудования, машин, механизмов и груза.

По конструктивному исполнению тормозные устройства могут быть колодочными, ленточными, дисковыми и коническими; по схеме включения - открытого (торможение происходит от усилия, прилагаемого к рукоятке или педали), замкнутого (рабочие органы постоянно прижимаются специальным грузом, сжатой пружиной или поднимаемым грузом) типов и автоматические (включаются в работу без участия человека); по виду привода - механическими, электромагнитными, пневматическими, гидравлическими и комбинированными; по назначению - рабочими, резервными, стояночными и экстренного торможения.

При определении тормозного момента для повышения производительности машин необходимо стремиться к наибольшим допустимым замедлениям.

На машинах, приводимых в действие двигателями внутреннего сгорания, чаще всего применяют управляемые тормоза замкнутого типа с надежным стопорным устройством, а на грузоподъемных механизмах - автоматические тормоза замкнутого типа.

Тормоза надежнее устанавливать непосредственно на рабочем органе (барабане, колесе и т. п.), но конструкция тормоза в этом случае получается громоздкой. Для обеспечения компактности и разгрузки механизма от инерционных сил принято устанавливать тормоза на приводном валу, кинематически жестко связанном с валом рабочего органа.

Колодочные тормоза просты и надежны в работе, но сравнительно громоздки. Одноколодочные тормоза применяют в механизмах с ручным приводом, двухколодочные - для торможения валов, вращающихся в разных направлениях (тормозной вал при этом не испытывает поперечной нагрузки).

Ленточные тормоза применяют в сельскохозяйственных машинах, гусеничных тракторах, подъемных механизмах и т. п. Рабочими органами таких тормозов служат стальная лента, иногда обшитая фрикционным материалом, и шкив.

Дисковый тормоз представляет собой систему фрикционных дисков, из которых одни вращаются, а другие неподвижны или стопорятся при вращении в одну из сторон. В многодисковых тормозах при одном и том же осевом усилии можно получить большой тормозной момент.

Конический тормоз воспринимает тормозной момент корпусом с внутренней конической поверхностью, свободно посаженным на валу и вращающимся при подъеме груза. Для стопорения корпуса при обратном вращении (спуск) служит храповой механизм.

Управление тормозами вручную, а также с помощью гидравлических и пневматических устройств применяют в машинах, приводимых в движение от двигателя внутреннего сгорания, в кранах и сельскохозяйственных машинах, а управление с помощью электромагнита - в промышленных подъемно-транспортных механизмах.

Кроме рассмотренных ранее тормозных устройств используют реверсирование и электрическое торможение электродвигателей. Для реверсирования асинхронных электродвигателей служит реверсивный магнитный пускатель, контакторы которого сблокированы для предотвращения одновременного включения и, следовательно, короткого замыкания. Динамическое торможение асинхронных электродвигателей обычно применяют для точного останова нереверсированного электродвигателя.

Торможение противовключением возможно в схемах реверсивного и нереверсивного управления короткозамкнутыми асинхронными электродвигателями. Однако оно связано с повышенными потерями и нагревом, поэтому для нереверсивных асинхронных электродвигателей чаще всего применяют динамическое торможение, а для реверсивных - торможение противовключением.

Блокировочные устройства

Блокировкой называют совокупность методов и средств, обеспечивающих фиксацию частей машин или элементов электрических схем в определенном состоянии, которое сохраняется независимо от наличия или прекращения воздействия.

Ограждения, предохранительные, тормозные устройства и сигнализация не всегда обеспечивают требуемый уровень защиты работающего. Поэтому применяют блокировочные устройства, которые либо препятствуют неправильным действиям персонала (например, попытке оператора включить оборудование при снятом ограждении), либо предотвращают развитие аварийной ситуации, отключая определенные участки технологической системы или вводя в действие специальные сбрасывающие устройства.

По принципу действия блокировочные устройства подразделяют на механические, электрические, фотоэлектрические, электронные, электромагнитные, пневматические, гидравлические, оптические, радиационные и комбинированные, а по исполнению - на открытые, закрытые и взрывозащищенные. Их выбор зависит от особенностей окружающей среды.

Механические устройства связывают с помощью конструктивных элементов ограждения с тормозным или пусковым устройством или с тормозным и пусковым устройствами вместе. Однако из-за сложности конструкции и изготовления такие устройства не нашли широкого распространения.

Наиболее распространены электрические устройства. Основные элементы: преобразователь контролируемой величины в выходной сигнал, удобный для передачи и дальнейшей обработки; измерительно-командное устройство, определяющее величину и характер сигнала и выдающее команду на ликвидацию опасного режима; исполнительный механизм. Примером может служить блокировочное устройство заточного станка с контактами, выключающими электродвигатель при поднятии защитного экрана. При его опускании контакты замыкаются, включая станок. Электрическим блокировочным устройством, препятствующим пуску двигателя при включенной передаче, оснащают тракторы с пусковыми двигателями. Если рычаг коробки передач не установлен в нейтральное положение, то контактный прерыватель размыкает цепь питания первичной обмотки магнето, не давая возможности пустить пусковой двигатель.

Фотоэлектрические устройства срабатывают при пересечении светового луча, направленного на фотоэлемент. При изменении светового потока, падающего на фотоэлемент, в электрической цепи изменяется ток, который подается на измерительно-командное устройство, дающее, в свою очередь, импульс на включение исполнительного механизма защиты. Особенно эффективны блокирующие устройства, запирающие педаль или рукоятку пресса, пока руки рабочего находятся в опасной зоне. Благодаря компактности, отсутствию мешающих работе или ограничивающих рабочую зону элементов такие устройства применяют в прессах, штампах, гильотинных ножницах и др.; с их помощью устраивают ограждения опасных зон большой протяженности (до нескольких десятков метров) без механических узлов и конструкций.

Пневматические и гидравлические устройства применяют на агрегатах, где рабочие тела находятся под повышенным давлением: в насосах, компрессорах, турбинах и т. п. Основное преимущество таких устройств - их малая инертность. При возникновении аварийной ситуации в машинах с гидро- или пневмоприводом сопутствующий этому процессу поток жидкости или газа, воздействуя на специальный рычаг, перекрывает клапаны питающей среды.

Существуют блокировочные устройства, принцип работы которых основан на использовании ионизирующих свойств радиоактивных веществ. Источник слабого излучения в виде браслета надевают на руку работающего. При приближении руки к опасной зоне излучение улавливается и преобразуется в электрический ток. Ток подается на тиратронную лампу. Последняя передает импульс на реле, размыкающее цепь магнитного пускателя. Оборудование, которым управляет этот пускатель, останавливается.

СИГНАЛИЗАЦИЯ И ЕЕ ВИДЫ

Сигнализация безопасности - это средство предупреждения работающих о приближающейся или возникшей опасности. Системы сигнализации включают в себя специальные автоматические устройства, отключающие машину или установку в случае, если поданный сигнал не повлечет за собой выполнения в установленный отрезок времени определенных действий оператора по выводу оборудования на нормальный режим функционирования или приведению факторов окружающей среды к нормативным значениям. Сигнализирующие устройства служат для контроля давления, высоты, расстояния, вылета стрелы крана, температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха, содержания в нем вредных веществ, уровня звукового давления, частоты вращения, параметров колебаний и т-, д.

По устройству сигнализации подразделяют на внешнюю (габаритные огни, стоп-сигналы, указатели поворота, фонари заднего хода и т. п.) и внутреннюю (контрольные лампы давления масла в двигателе, заряда аккумуляторной батареи, включения дальнего света фар, открытия дверей и т. д.; спидометр, тахометр, манометр давления воздуха в системе пневматических тормозов и др.); по принципу действия - на звуковую (сирены, свистки, зуммеры, звонки, мелодии, гудки), визуальную (световую, цветовую, знаки, надписи), одоризационную (осуществляемую с помощью специальных датчиков, улавливающих изменение запахов) и комбинированную; по характеру передачи сигнала - на непрерывную и пульсирующую; по назначению - на информационную, предупредительную, аварийную и ответную; по способу срабатывания - на автоматическую и полуавтоматическую.

Наиболее распространены световая и звуковая сигнализации. Световую сигнализацию применяют в качестве одного из основных средств обеспечения безопасности на механических транспортных средствах. Она служит для предупреждения водителей и пешеходов о маневрах, совершаемых тем или иным автомобилем, трактором или другими мобильными машинами. В электроустановках световая сигнализация оповещает о наличии или отсутствии напряжения, штатном режиме автоматических линий.

Звуковыми сигналами снабжают подъемно-транспортные установки; агрегаты, обслуживаемые группой работающих; сложные сельскохозяйственные машины с большим числом рабочих параметров, одновременно контролируемых оператором, и др. Например, звуковой сигнал автоматически включается на зерноуборочных комбайнах при забивании барабана молотилки или шнека. При обслуживании агрегата несколькими рабочими сигнал подается при его включении для предупреждения о принятии ими соответствующих мер безопасности. Звуковую сигнализацию применяют для оповещения работающих о достижении предельно допустимого уровня жидкости в каком-либо резервуаре, предельных температур и давления в различных установках, а также о превышении предельно допустимых концентраций или уровней вредных производственных факторов.

Диаметр штифта, мм, предохранительной муфты, который обычно изготовляют из стали 45 или 65 Г,

где Mр — расчетный момент, Н*м; R — расстояние между осевыми линиями передающих валов и штифта, м; τср — предел прочности на срез, МПа (для стали 45 и 65 Г в зависимости от вида термообработки при статической нагрузке τср = = 145...185 МПа; при пульсирующей нагрузке τср = 105...125 МПа; при симметричной знакопеременной нагрузке τср = 80...95 МПа); для расчетов рекомендуют принимать меньшие значения.

Обычно расчетный момент Мр принимают на 10...20 % выше предельного допустимого момента Mпp, т. е.

Мр = (1,1...1,2)Мпр.

где Mр — расчетный вращающий момент, Н м; Mпред — предельно допустимый вращающий момент, Н*м; а —угол наклона боковой поверхности кулачка (α = 25...35°); β —угол трения боковой поверхности кулачка (β = 3...5°); D — диаметр окружности точек приложения окружного усилия к кулачкам, м; d — диаметр вала, м; f1 —коэффициент трения в шпоночном соединении подвижной втулки (f1 = 0,1...0,15).

Во избежание превышения давления пара или газа используют предохранительные клапаны и мембраны. Предохранительные клапаны бывают по виду грузовыми (рычажными), пружинными и специальными; конструкции корпуса — открытые и закрытые; способу размещения — одинарные и двойные; высоте подъема — низкоподъемные и полноподъемные.

Рис. 7.3. Схемы предохранительных рычажных (о), пружинных (б) клапанов и мембран (в и г):

1 — натяжной винт; 2 — пружина; 3 — тарелка клапана

Поэтому в сосудах, работающих под давлением токсичных или взрывоопасных веществ, обычно устанавливают пружинные клапаны закрытого типа (рис. 7.3, б), сбрасывающие вещество в специальный, соединенный с аварийной емкостью трубопровод. Регулируют рычажный клапан на предельно допустимое значение по манометру путем изменения массы груза т или расстояния b от оси клапана до груза. Пружинный клапан регулируют с помощью натяжного винта 1, изменяющего усилие прижатия тарелки клапана 3 пружиной 2. Основной недостаток предохранительных клапанов — их инерционность, т. е. обеспечение защитного действия только при постепенном нарастании давления в сосуде, на котором они установлены.

где Q — пропускная способность клапана, кг/ч; μ — коэффициент истечения (для круглых отверстий μ = 0,85); SK — площадь сечения клапана, см2; р — давление под клапаном, Па; g = 9,81 см/с2 — ускорение свободного падения; М — молекулярная масса газов или паров, проходящих через клапан; k = cpcv — отношение теплоемкостей при постоянном давлении и постоянном объеме (для водяного пара k= 1,3; для воздуха k = 1,4); Л —газовая постоянная, кДж/(кг*К), для водяного пара R = = 461,5 кДж/(кг*К); для воздуха R = 287 кДж/(кг*К); Т— абсолютная температура среды в защищаемом сосуде, К.

SK=Q/(216p√ M/T).

Число и суммарное сечение предохранительных клапанов находят из выражения

ndкhк = kкQк/pк,

где п — число клапанов (на котлах паропроизводительностью ≤ 100 кг/ч допускается установка одного предохранительного клапана, при паропроизводительности котла более 100 кг/ч его снабжают не менее чем двумя предохранительными клапанами); dк — внутренний диаметр тарелки клапана, см (dк = 2,5...12,5 см); hк — высота подъема клапана, см; kк — коэффициент (для клапанов с малой высотой подъема при hк≤ 0,05dк kк = 0,0075; для полноподъемных клапанов при 0,05dк < hк≤ 0,25dк kк = = 0,015); Qк — производительность котла по пару при максимальной нагрузке, кг/ч; рк — абсолютное давление пара в котле, Па.

Qм=0,06Sрабpпр√ M/Tг,

где Sраб — рабочее (проходное) сечение, см2; рпр — абсолютное давление перед предохранительным устройством, Па; Тг — абсолютная температура газов или паров, К.

Необходимая толщина рабочей части ломающейся мембраны, мм,

Рис. 7.4. Схема работы водяного затвора низкого давления:
а — при нормальной работе: б— при обратном ударе; 1—запорный клапан; 2— газоотводящая трубка; 3 — воронка; 4— предохранительная трубка; 5— корпус; 6— контрольный клапан

b = ppdплkоп(4[σcp]),

где pр —давление, при котором должна разрушиться пластинка, Па; dm — рабочий диаметр пластины, см; kon — масштабный коэффициент, определяемый опытным путем (при d/b — 0,32 k — = 10... 15); [σср] — временное сопротивление срезу, МПа.

Толщина мембран, изготавливаемых из хрупких материалов,

b = 1,1rпл√pp/[σиз]

где rпл — радиус пластины, см; [σиз] — предел прочности материала пластины на изгиб, Па.

Безопасность производственного оборудования обеспечивается уже при составлении технического задания на его проектирование, при разработке эскизного и рабочего проекта, выпуске и испытаниях опытного образца и передаче его в серийное производство. Общие требования безопасности производственного оборудования для всех видов экономической деятельности определяются ГОСТ 12.2.003-91 «ССБТ. Оборудование производственное. Общие требования безопасности».

Производственное оборудование при эксплуатации в условиях, установленных эксплуатационной и ремонтной документацией, не должно создавать опасности в результате воздействия влажности, солнечной радиации, механических колебаний, высоких и низких давлений и температур, агрессивных веществ, ветровых нагрузок, обледенения, микроорганизмов, грибков, насекомых и т.п. Производственное оборудование должно быть пожаро- и взрывобезопасным. Оборудование должно обеспечивать требования безопасности при монтаже, демонтаже, эксплуатации, ремонте, транспортировании и хранении, при использовании отдельно или в составе комплексов и технологических систем. Оборудование должно соответствовать требованиям безопасности в течение всего срока службы. Техническое состояние машин и оборудования с точки зрения их безопасности должно контролироваться на стадии пусконаладочных работ, а также в процессе эксплуатации в соответствии с техническим регламентом. В соответствии с положениями о планово-предупредительном ремонте оборудования в организации должен предусматриваться текущий, средний и капитальный ремонты. Эффективность системы планово-предупредительного ремонта производственного оборудования определяется:

Объемом плановых ремонтных работ, определяемым из условий и режима работы оборудования, размеров, материала и конструкции обрабатываемых деталей, квалификации станочников, качества ухода за оборудованием, качества его содержания, смазки и т. п.;

Ремонтными особенностями оборудования, определяемыми конструктивной сложностью оборудования, особенностью его разборки и сборки, габаритами и весом деталей, снимаемых и устанавливаемых при ремонте, общей площадью поверхностей, подвергающихся шабровке при ремонте и т. д.;

Качеством ремонтов и межремонтных обслуживаний, складывающихся из точности изготовления деталей, заменяемых при ремонтах, совершенством технологии их изготовления, качеством выполнения слесарно-пригоночных работ, оснащенностью технологическими и контрольно-поверочными приспособлениями;

Сменностью работы оборудования и коэффициентом его загрузки (числа отработанных оборудованием часов и т. д.).

Помимо безопасной эксплуатации оборудования, важную роль играет безопасная эксплуатация инструмента, для чего он должен быть обязательно исправен. Все работники должны знать, что работать несправным инструментом очень опасно, а потому такая работа запрещена. К работе с электрифицированным, пневматическим и пиротехническим инструментом могут быть допущены только лица, прошедшие производственное обучение и имеющие соответствующее удостоверение на право пользования инструментом. Нужно помнить, что такой инструмент имеет повышенную опасность для работника, а потому электрифицированные и пневматические инструменты должны периодически испытываться квалифицированным персоналом с отметкой об этом в специальном журнале. Кроме того, запрещается работать с таким инструментом с приставных лестниц. Подключать или отключать вспомогательное оборудование электрифицированного инструмента (понижающие трансформаторы, преобразователи частоты тока, защитно-отключающие устройства) должен только электромонтер.

При работе с пневматическим инструментом должны соблюдаться строгие правила. Подача воздуха должна включаться только после установки инструмента в рабочее помещение. При этом не должен допускаться холостой ход пневмоинструмента. Держать и переносить инструмент за шланг или рабочую часть не допускается. Надзор за сменой рабочего оборудования, его смазкой, точкой, ремонтом, регулировкой, сменой частей необходимо поручить специально выделенному для этого лицу. Разрешение (наряд-допуск) на ведение работ строительно-монтажным пистолетом должно выдаваться лицом, имеющим на это право. Пистолеты и патроны к ним выдаются рабочим после предъявления ими удостоверения на право пользования пистолетом и наряда-допуска на производство работ. Пистолеты должны храниться на складе в отдельных опечатываемых (пломбируемых) стальных шкафах (ящиках). Запись о проверке руководителем условий хранения, состояния, исправности и комплектности пистолетов должна производиться в книге регистрации приемки и выдачи пистолетов. Инвентаризация пистолетов должна проводиться ежеквартально.

Ручные инструменты должны эксплуатироваться в соответствии с эксплуатационным документом предприятия-изготовителя. Острые части ручного инструмента при его переноске или перевозке должны закрываться специальными чехлами. Ударные инструменты (зубила, бородки и т.п.) не должны иметь трещин, заусенцев, неровностей затылочной части. Рукоятки ручных инструментов не должны иметь трещин, сколов и заусенцев. Деревянные рукоятки ударных инструментов (топоры, молотки, кувалды, кирки и т.п.) должны быть овального сечения с утолщенным свободным концом. Конец, на который насаживается инструмент, должен быть расклинен металлическим клином. На деревянных рукоятках нажимных инструментов (долота, напильники, стамески и т.п.) должны быть насажены металлические кольца. Гаечные ключи должны соответствовать размерам гаек и головок болтов. Губки ключей должны быть параллельны и не иметь трещин. Кроме перечисленных требований безопасности, все инструменты и организация работ с ними должны соответствовать требованиям санитарных правил и норм СанПиН 2.2.2.540-96 «Гигиенические требования к ручным инструментам и организации работ». При этом с учетом специфики выполняемой работы все работающие должны обеспечиваться сертифицированными средствами индивидуальной защиты.

Для обеспечения удобства работы и безопасности работающих широко используются различные приспособления , не участвующие в технологическом процессе. Требования безопасности, предъявляемые к конструкции приспособлений и их эксплуатации, определяются ГОСТ 12.2.003-91 «Оборудование производственное. Общие требования безопасности», ГОСТ 12.2.029-88 «Приспособления станочные. Требования безопасности» и рядом других нормативно-технических документов. Эти приспособления фактически являются средствами коллективной защиты от действия различных (в основном механических) факторов. Одно из основных требований, предъявляемых к приспособлениям, – они не должны быть источником опасных и вредных производственных факторов. Кроме того, приспособления, применяемые во взрывоопасных помещениях, должны быть выполнены из материалов, исключающих при их использовании возможность искрообразования. К приспособлениям относятся лестницы, лестницы-стремянки, трапы, мостики, леса, подмости, сходни, слеги, накаты, подвесные площадки, люльки, различные станочные приспособления (кондукторы, патроны, планшайбы, магнитные плиты, оправки) и др.

Технические защитные устройства применяются как средства коллективной защиты работающих от действия опасных и вредных производственных факторов. По принципу действия и конструкции устройства подразделяются на (ГОСТ 12.4.125-83 «Средства коллективной защиты от воздействия механических факторов. Классификация»): оградительные; предохранительные (блокировочные и ограничительные); тормозные; автоматического контроля и сигнализации; дистанционного управления; знаки безопасности.

Оградительные устройства устанавливаются между опасным производственным фактором и работающими. К ним относятся щиты, экраны, кожухи, козырьки, планки и т.п. По способу установки они конструируются стационарными, передвижными, откидными, съемными. Основные требования к их конструкции и применению содержатся в ГОСТ 12.2.062-81 «Оборудование производственное. Ограждения защитные». Ограждения могут выполняться сплошными и не сплошными (сетчатыми, решетчатыми, перфорированными).

Предохранительные устройства предназначены для ликвидации опасного производственного фактора в источнике его возникновения и подразделяются на блокировочные и ограничительные.

Блокировочные устройства срабатывают при ошибочных действиях работающего.

Ограничительные устройства срабатывают при нарушении параметров технологического процесса или режима работы технологического оборудования.

Тормозные устройства предназначены для замедления и остановки производственного оборудования при возникновении опасного производственного фактора.

Устройства автоматического контроля и сигнализации предназначены для контроля передачи и воспроизведения информации (цветовой, звуковой, световой и др.) с целью привлечения внимания работающих и принятия решения при появлении или возможном возникновении опасного производственного фактора.

Устройства дистанционного управления предназначены для управления производственным процессом за пределами опасной зоны, а по конструктивному исполнению они могут быть стационарными и передвижными.

Знаки безопасности подразделяются по ГОСТ Р 12.4.026-2001 «Цвета сигнальные, знаки безопасности и разметка сигнальная. Назначение и правила применения. Общетехнические требования и характеристики. Методы испытаний».

Предохранительные устройства подразделяются на запорные и сбросные. Предохранительно-запорные устройства (запорные клапаны) - устройства, обеспечивающие прекращение подачи газа, у которых скорость приведения рабочего органа в закрытое положение составляет не более 1 сек. Предохранительно-сбросные устройства (сбросные клапаны) - устройства, обеспечивающие защиту газового оборудования от недопустимого повышения давления газа в сети.

Предохранительно-запорные устройства устанавливают перед регулятором давления газа. Их мембранная головка через импульсную трубку соединена с газопроводом конечного давления. При увеличении конечного давления сверх установленных норм ПЗК автоматически отсекают подачу газа на регулятор.

Предохранительно-сбросные устройства, применяемые в ГРП, обеспечивают сброс избыточного количества газа в случае неплотного закрытия ПЗК или регулятора. Монтируют их на отводящем патрубке газопровода конечного давления, а выходной штуцер подключают к отдельной свече. Если технологический процесс потребителей газа предусматривает непрерывную работу газовых горелок, то ПЗК не устанавливают, а монтируют только ПСК. В этом случае необходимо установить сигнализаторы давления газа, оповещающие о повышении давления газа сверх допустимой величины. Если ГРП (ГРУ) снабжает газом тупиковые объекты, то установка ПЗК необходима.

Рассмотрим наиболее распространенные типы запорных и предохранительных устройств.

ПЗК низкого (ПКИ) и высокого давления (ПКВ) контролируют верхний и нижний пределы выходного давления газа; выпускаются с условными проходами 50, 80, 100 и 200 мм. Клапан ПКВ отличается от клапана ПКН тем, что у него активная площадь мембраны меньше за счет наложения на нее стального кольца.

Принципиальная схема этих клапанов представлена на рисунке ниже.

Предохранительно-запорные клапаны ПКН и ПКВ

1 - штуцер; 2, 4- рычаги; 3, 10- штифты; 5 - гайка; 6 - тарелка; 7, 8 - пружины; 9 - ударник; 11 - коромысло; 12- мембрана

В открытом положении клапан удерживается рычагом, который фиксируется в верхнем положении за штифт крючком анкерного рычага; ударник с помощью штифта упирается в коромысло и удерживается в вертикальном положении.

Импульс конечного давления газа через штуцер подается в подмембранное пространство клапана и оказывает противодавление на мембрану. Перемещению мембраны вверх препятствует пружина. Если давление газа повысится сверх нормы, то мембрана переместится вверх и соответственно переместится вверх гайка. Вследствие этого левый конец коромысла переместится вверх, а правый опустится и выйдет из зацепления со штифтом. Ударник, освободившись от зацепления, упадет и ударит по концу анкерного рычага. Вследствие этого рычаг выводится из зацепления со штифтом, и клапан перекроет проход газа. Если давление газа понизится ниже допустимой нормы, то давление газа в подмембранном пространстве клапана становится меньше усилия, создаваемого пружиной, опирающейся на выступ штока мембраны. В результате мембрана и шток с гайкой переместятся вниз, увлекая конец коромысла вниз. Правый конец коромысла поднимется, выйдет из зацепления со штифтом и вызовет падение ударника.

Рекомендуется следующий порядок настройки. Сначала клапан настраивают на нижний предел срабатывания. Во время настройки давление за регулятором следует поддерживать несколько выше установленного предела, затем, медленно снижая давление, убедиться, что клапан срабатывает при установленном нижнем пределе. При настройке верхнего предела необходимо поддерживать давление немного больше настроенного нижнего предела. По окончании настройки нужно повысить давление, чтобы убедиться, что клапан срабатывает именно при заданном верхнем пределе допустимого давления газа.

Предохранительно-запорный клапан ПКК-40М.

В шкафных ГРУ (рисунок ниже) устанавливают малогабаритный ПЗК ПКК-40М. Этот клапан рассчитан на входное давление 0,6 МПа.

Схема обвязки шкафной ГРУ с ПЗК ПКК-40М

а - принципиальная схема: 1 - входной штуцер; 2 - входной клапан; 3 - фильтр; 4 - штуцер для манометра; 5 - клапан ПКК-40М; 6 - регулятор РД-32М (РД-50М); 7 - штуцер замера конечного давления; 8 - выходной клапан; 9 - сбросная линия встроенных в регуляторы предохранительных клапанов; 10 - импульсная линия конечного давления; 11 - импульсная линия; 12 - штуцер с тройником; 13 - манометр; б - разрез клапана ПКК-40М: 1, 13 - клапаны; 2 - штуцер; 3, 11 - пружины; 4 - резиновое уплотнение; 5, 7 - отверстия; 6, 10 - мембраны; 8 - пусковая пробка; 9 - импульсная камера; 12 - шток

Для открытия клапана отвинчивают пусковую пробку, после чего импульсная камера клапана сообщается с атмосферой через отверстие. Под действием давления газа мембрана, шток и клапан перемещаются вверх, при этом, когда мембрана находится в крайнем верхнем положении, отверстие в штоке клапана прикрывается резиновым уплотнением и поступление газа из корпуса в импульсную камеру прекращается. Затем пусковую пробку завинчивают. Через открытый клапан газ поступает на регуляторы давления и по импульсной трубке - в камеру. Если давление газа за регуляторами повысится сверх установленных пределов, то мембрана, преодолевая упругость пружины, переместится вверх, в результате чего отверстие, прикрытое ранее резиновым уплотнением, откроется. Верхняя мембрана, поднимаясь, упирается своим диском в крышку, а нижняя под действием пружины и массы клапана со штоком опускается вниз, и клапан закрывает проход газа.

Клапан предохранительно-запорный КПЗ (рисунок ниже) устанавливается перед регулятором давления газа. Его верхний предел срабатывания не должен превышать номинальное рабочее давление после регулятора более чем на 25%, а нижний предел срабатывания в правилах не установлен, так как эта величина зависит от потерь давления в подводящем газопроводе и от диапазона регулирования.

Клапан предохранительно-запорный КПЗ

1 - корпус; 2 - клапан с резиновым уплотнителем; 3 - ось; 4, 5 - пружины; 6 - рычаг; 7 - механизм контроля; 8 - мембрана; 9 - шток; 10, 11 - пружины настройки; 12 - упор; 13, 14 - втулки; 15 - наконечник; 16 - рычаг

Принцип работы КПЗ состоит в следующем:

в рабочем положении рычаги клапана в зацеплении и в упоре с наконечником штока мембранной головки, а клапан КПЗ открыт;
при изменении давления газа выше или ниже допустимого мембрана прогибается и перемещает шток соответственно изменению давлению вправо или влево вместе с наконечником;
рычаг выходит из касания с наконечником, при этом нарушается зацепление рычагов и под действием пружин ось закрывает клапан;
входное давление газа поступает на клапан и плотнее прижимает его к седлу.

Сбросные предохранительные устройства , в отличие от запорных, не перекрывают подачу газа, а сбрасывают его часть в атмосферу, за счет чего снижается давление в газопроводе.

Существует несколько видов сбросных устройств, различных по конструкции, принципу действия и области применения: гидравлические, рычажно-грузовые, пружинные и мембранно-пружинные. Некоторые из них применяют только для низкого давления (гидравлические), другие - как для низкого, так и для среднего давления (мембранно-пружинные).

Предохранительно-сбросной клапан ПСК. Мембранно-пружинный ИСК (рисунок ниже) устанавливают на газопроводах низкого и среднего давлений. Клапаны ПСК-25 и ПСК-50 отличаются один от другого только габаритами и пропускной способностью.

Предохранительно-сбросной клапан ПСК

1 - регулировочный винт; 2 - пружина; 3 - мембрана; 4 - уплотнение; 5 - золотник; 6 - седло

Газ из газопровода после регулятора поступает на мембрану клапана. Если давление газа оказывается больше давления пружины снизу, то мембрана отходит вниз, клапан открывается и газ идет на сброс. Как только давление газа станет меньше усилия пружины, клапан закрывается. Сжатие пружины регулируют винтом в нижней части корпуса. Для установки ПСК на газопроводах низкого или высокого давления подбирают соответствующие пружины.

Золотник сбросного клапана ПСК-25 имеет форму крестовины и перемещается внутри седла, В ПСК-50 золотник клапана снабжен профилированными окнами. Надежность работ клапана ПСК во многом зависит от качества сборки.

При сборке необходимо:

очистив клапанное устройство от механических частиц, убедиться, что на кромке седла и уплотняющей резине золотника нет царапин или забоев;
добиться соосности расположения золотника сбросного клапана с центральным отверстием мембраны;
для проверки соосности ослабить или вынуть пружину и, нажимая на золотник через отверстие сброса, убедиться, что он свободно перемещается внутри седла.

Предохранительно-сбросной клапан ППК-4.

Пружинный предохранительный клапан среднего и высокого давлений ППК-4 (рисунок ниже) выпускается промышленностью с условными проходами 50, 80, 100 и 150 мм. В зависимости от диаметра пружины 3 он может настраиваться на давление 0,05-2,2 МПа.

Предохраниетльно-сбросной клапан ППК-4

1 - седло клапана; 2 - золотник; 3 - пружина; 4 - регулировочный винт; 5 кулачок

Газовые фильтры.

В ГРУ с условным проходом до 50 мм устанавливают угловые сетчатые фильтры (рисунок ниже), в которых фильтрующий элемент - обойма, обтянутая мелкой сеткой. В ГРП с регуляторами с условным проходом более 50 мм применяют чугунные волосяные фильтры (рисунок ниже). Фильтр состоит из корпуса, крышки и кассеты. Обойма кассеты с обеих сторон обтянута металлической сеткой, которая задерживает крупные частицы механических примесей. Более мелкая пыль оседает внутри кассеты на прессованном волокне, которое смазывают специальным маслом.

Газовые фильтры

а - угловой сетчатый; б - волосяной: 1 - корпус; 2 - крышка; 3 - сетка; 4 - прессованное волокно; 5 - кассета

Кассета фильтра оказывает сопротивление потоку газа, что вызывает перепад давлений до фильтра и после него. Повышение перепада давления газа в фильтре более 10 ООО Па не допускается, так как это может вызвать унос волокна из кассеты.

Чтобы уменьшить перепады давления, кассеты фильтра рекомендуется периодически очищать (вне здания ГРП). Внутреннюю полость фильтра следует протирать тряпкой, смоченной в керосине.

В зависимости от типа регуляторов и давления газа применяют различные конструкции фильтров.

На рисунке ниже показано устройство фильтра, предназначенного для ГРП, оборудованного регуляторами РДУК. Фильтр состоит из сварного корпуса с присоединительными патрубками для входа и выхода газа, крышки и заглушки. Со стороны входа газа внутри корпуса приварен металлический лист, защищающий сетку от прямого попадания твердых частиц. Твердые частицы, поступающие с газом, ударяясь в металлический лист, собираются в нижней части фильтра, откуда их периодически удаляют через люк. Внутри корпуса имеется сетчатая кассета, заполненная капроновой нитью.

Фильтры сварные

а - фильтр к регуляторам РДУК: 1 - сварной корпус; 2 - верхняя крышка; 3 - кассета; 4 - люк для чистки; 5 - отбойный лист; б - фильтр-ревизия: 1 - выходной патрубок; 2 - сетка; 3 - корпус; 4 - крышка

Оставшиеся в потоке газа твердые частицы фильтруются в кассете, которая по мере необходимости прочищается. Для очистки и промывки кассеты верхнюю крышку фильтра можно снимать. Для замера перепада давления используют дифференциальные манометры. Перед ротационными счетчиками устанавливают дополнительные фильтрующие устройства - фильтр-ревизию (рисунок выше).

К техническим относятся требования прочности конструкции при заданных энергетических параметрах рабочей среды (давление, температура); коррозионная стойкость материала против химического воздействия рабочей среды; соответствие размеров условного диаметра прохода и присоединительных (магистральных) патрубков соответствующим размерам трубопровода; соответствие конструкции устройства его функциональному назначению; обеспечение требуемых гидравлических параметров и характеристик (пропускная способность); обеспечение требуемого быстродействия; соответствие вида энергии, применяемой для управления устройством, имеющимся источникам энергии (электрическая, сжатый воздух, минеральное масло под давлением, рабочая среда, транспортируемая по трубопроводу). Оцениваются также габаритные размеры устройства, определяющие размеры помещения или пространства, необходимого для его размещения, удобство и способ управления, параметры надежности.

К экономическим требованиям относятся: стоимость конструкции; стоимость эксплуатации, ремонта, замены изношенных деталей, технического обслуживания, стоимость требуемого помещения; стоимость продуктов (рабочей среды), потерянных через возможные не плотности в запорном органе, сальнике и через разрушенную мембрану после ее разрыва; стоимость простоя оборудования, вызванного необходимостью выполнения ремонта или замены установленного устройства.

Если предъявляемым требованиям может удовлетворять несколько конструкций, окончательное решение принимается на основании сравнительной оценки конкурирующих вариантов. Первым этапом является установление возможности использования конструкции, серийно выпускаемой промышленностью, и лишь при отсутствии требуемой, подготавливаются данные для ее проектирования и изготовления по специальному заказу.

На трубопроводах, транспортирующих горючие, легковоспламеняющиеся нефтепродукты или активные газы и жидкости с токсичными свойствами, рекомендуется применять конструкции, специально предназначенные для этих сред в заданных рабочих условиях. Применение конструкций общего назначения допускается только при условии соответствия их, а также материалов деталей требованиям надежной и безопасной эксплуатации. Для агрессивных сред допускается применение деталей с нанесенными на их поверхности коррозионностойкими металлическими и неметаллическими покрытиями. Условный диаметр прохода в подавляющем большинстве случаев бывает равен диаметру прохода трубопровода.

Для взрыво- и пожароопасных, токсичных или особо чистых сред применяются конструкции с сильфонным уплотнением штоков, оно предусматривается также при требованиях вакуумирования системы. На передвижных установках (цистернах) предохранительные клапаны и ограничители налива (регуляторы уровня) общетех¬нических конструкций применять не рекомендуется, так как они не предназначены для работы в условиях вибраций. К устройствам, работающим на линиях с токсичными, пожаро- и взрывоопасными средами, предъявляются повышенные требования герметичности запорного органа, сальника (сильфона) и разъемных соединений крышки с корпусом и присоединительных патрубков.

Крепление защитных и предохранительных устройств к трубопроводу наиболее часто обеспечивается фланцевыми соединениями, которые допускают быструю замену или снятие для ремонта. Тип фланцевого соединения и материал прокладки выбирают в зависимости от условий эксплуатации изделия, давления, температуры и коррозионных свойств рабочей среды. В трубопроводах малого диаметра прохода (Ду<80 p="">

Однако область его применения ограничивается рядом присущих ему недостатков, к которым относятся следующие: трудность монтажа изделия на трубопроводе в связи с необходимостью свинчивать отрезок трубы, штуцер или само изделие; возможность образования неразъемного соединения в результате коррозии соприкасающихся в резьбе поверхностей; сложность изготовления резьбы большого диаметра и большой момент, необходимый при сборке резьбового соединения большого диаметра. Резьбовое соединение выбирают лишь когда демонтаж изделия маловероятен. Фланцевое присоединение является универсальным и часто применяется, если предполагается, что потребуется снимать изделие для ремонта или замены. Наиболее надежное и герметичное соединение достигается сваркой, и она широко применяется для стали во всех случаях, где это допустимо.

Во фланцевых соединениях при ру<2,5 300="">2,5 МПа (независимо от температуры) и при температуре свыше 300 °С (независимо от давления) используются шпильки с гайками.

Для оценки условий эксплуатации защитно-предохранительных устройств важное значение имеют физические и химические свойства рабочей среды. Вязкость жидких нефтепродуктов может находиться в широком диапазоне значений. Динамическая вязкость жидкости измеряется в паскаль-секундах (Пахс). Для оценки вязкости нефтепродуктов используют значения условной вязкости, которые определяются как отношение времени истечения 200 мл испытуемого нефтепродукта из вискозиметра Энглера при температуре испытания (вязкость нефтепродуктов зависит от температуры) ко времени истечения такого же объема дистиллированной воды при 20 °С, являющемуся водным числом прибора. Это отношение, выраженное в условных градусах, обозначается ВУ.

Большое значение для механизмов, работающих в нефтепродуктах, имеет маслянистость жидкости, способствующая снижению трения. Бензин как растворитель минеральной смазки обнажает металл и в подвижных сопряжениях создает условия для трения без смазки. Повышенная вязкость создает затруднения при транспортировании нефтепродуктов по трубам и через предохранительные клапаны из-за большого внутреннего трения жидкости и, как следствие, большого гидравлического сопротивления местных гидравлических препятствий. Очень вязкие нефтепродукты транспортируются в подогретом виде. Вязкость нефтепродуктов обусловливает парафин, содержание которого в нефти колеблется от десятых долей до 15%. По содержанию парафина нефти делятся на три вида: малопарафинистые (до 1,5%); парафинистые (1,51—6,0%) и высокопарафинистые (более 6%).

На условия эксплуатации защитно-предохранительных устройств, например клапана СМДК, оказывает влияние коррозионное воздействие нефтепродуктов, связанное с содержанием в них кислот, воды, серы и сероводорода. Кислотность нефтепродуктов оценивается кислотным числом, которое определяется количеством миллиграммов КОН, требующимся для нейтрализации 1 мл нефтепродукта. Обычно оно не превышает 0,02—0,07.

Печать

Также интересно:

Бизнес план по открытию бильярдной

Свой бизнес: производство сетки рабицы Бизнес план изготовлению сетки рабицы

Проектирование развития электрической сети Что будем делать с полученным материалом

Рекомендуем почитать:

2023-07-11 00:16:40

Поделки из бересты своими руками

2023-07-11 00:16:40

Поделки из бересты: пошаговая инструкция, секреты предков и практическое применение берестяных изделий

2023-07-11 00:16:40

Основные виды неисправностей в электродвигателях и причины их возникновения

В продолжение темы:

Штукатурка

Виды злаковых растений. Что такое злаки? Злаковые культуры: виды, особенности выращивания, полезные свойства. Злакоподобные растения: осоковые и ситниковые

Что такое злаки, знает каждый. Ведь человек начал выращивать эти растения более 10 тысяч лет назад. Поэтому и сейчас такие названия злаков, как пшеница, рожь, ячмень, рис,...

Новые статьи