Файл: Osnovu_ohorona_praci_1_new.pdf

гідравлічні випробування — раз на 8 років. За необхідності (згідно з
Правилами) можуть проводитись позачергові опосвідчення. Крім
того, власник кожні 12 місяців проводить технічні опосвідчення —
зовнішній і внутрішній огляд і гідравлічні випробування (за потреби)
з веденням необхідної документації.

3.3. Б

ЕЗПЕКА ПІД ЧАС ЕКСПЛУАТАЦІЇ УСТАНОВОК

КРІОГЕННОЇ ТЕХНІКИ

Кріо…(від грецького kruos. холод, мороз, лід) частина складних

слів, що означає зв'язок з льодом, низькими температурами (напри2
клад, кріобіологія, кріогенез, кріогенна техніка тощо). Основні про2
блеми, що вирішуються кріогенною технікою – зрідження газів (азоту,
кисню, гелію та ін.), їх зберігання та транспортування у рідкому стані,
конструювання кріорефрежераторів – холодильних машин, що ство2
рюють і підтримують температуру 0–120°К, охолодження та термо2
статування при кріогенних температурах надпровідних матеріалів та
електротехнічних пристроїв, електронних приладів, біологічних
об’єктів тощо.

Під кріогенними продуктами розуміють речовини або суміш

речовин, що знаходяться при кріогенних температурах 0–120°К
(ГОСТ 21957276). До основних кріогенних продуктів відносять про2
дукти низькотемпературного розділення повітря: азот, кисень,
аргон, неон, криптон, ксенон, озон, а також фтор, метан, водень,
гелій.

Небезпечні та шкідливі виробничі фактори, що виникають при

експлуатації установок кріогенної техніки і при роботі з кріогенними
продуктами, ділять на загальні та специфічні, характерні для конкрет2
них кріогенних продуктів.

Загальними небезпечними та шкідливими виробничими факто

рами є:

винятково низька температура конструктивних елементів

установок кріогенної техніки та кріогенних продуктів; самовільне
підвищення тиску як газоподібних, так і рідких кріогенних продуктів
під час їх зберігання й транспортування.

Вплив загальних небезпечних і шкідливих факторів на людину та

обладнання викликає небезпеку:

• опіків у результаті попадання кріогенних рідин на відкриті ділян2

ки шкіри та очі, доторкання до предметів, що мають кріогенну темпе2
ратуру (стінки резервуарів, труб), при попаданні низькотемператур2
ної пари кріогенних продуктів у легені;

296

297

• обмороження у результаті глибокого охолодження ділянок тіла

при контакті з кріогенними продуктами;

• руйнування обладнання внаслідок термічних деформацій та

холодоламкості матеріалів;

• вплив на персонал витоків кріогенних продуктів (і вторинних

проявів витоків) у результаті розгерметизації обладнання через нео2
днакові термічні деформації деталей;

• вибухового руйнування через підвищення тиску у результаті

закипання або випаровування кріогенних рідин у замкнутих об’ємах
при зміні режимів роботи або за рахунок природних теплоприпливів;

• конденсації повітря на неізольованих поверхнях кріогенного

обладнання, наприклад водневого, азотного: рідке повітря накопичу2
ється на поверхні обладнання і стікає, випаровується, збагачується
киснем, контактує з різними матеріалами та речовинами, при цьому
можуть виникати усі види вказаних вище небезпек.

Специфічні небезпечні та шкідливі виробничі фактори при

роботі з кріогенними продуктами

залежать від індивідуальних осо2

бливостей та фізико2хімічних властивостей кріогенного продукту.

Так, специфічна небезпека під час роботи з киснем — можливість

загорянь і вибухів конструкційних, ізоляційних та інших матеріалів
обладнання й приміщень при контакті з киснем або збагаченими кис2
нем середовищами. Іншою специфічною небезпекою під час роботи з
киснем є його певна токсичність. Вдихання чистого кисню за нор2
мального тиску протягом 5 год призводить до отруєння. При тиску 
0,2 МПа отруєння настає через 3 год, при 0,3 МПа через 1 год, при 
0,5 МПа через кілька хвилин. Чистий кисень можна використовувати
для дихання тільки при зниженому тиску.

Специфічною небезпекою роботи з воднем є небезпека виникнен2

ня горіння або вибуху суміші водню з повітрям, киснем та кисневміс2
ними газами, а також небезпека вибуху систем; рідкий водень — твер2
дий кисень, рідкий водень — тверде, збагачене киснем повітря. У сумі2
ші з повітрям та киснем водень утворює горючі системи та системи,
що мають небезпеку детонації. Концентраційні межі горіння водню у
повітрі складають 4–75 об. %, а у кисні 4,1–96 об. %. Межі детонації у
повітрі дорівнюють 1 8,2–59 об. %, а в кисні — 1 5,5–93 об. %.

Мінімальна енергія, необхідна для запалювання суміші водню з

повітрям стехіометричного складу при атмосферному тиску, складає
близько 0,02 мДж, аналогічна величина для суміші водню із киснем —
0,00 1 мДж.

В цілому специфічні небезпеки і шкідливості, пов’язані з власти2

востями конкретних кріогенних продуктів, зводяться переважно до

можливого недопустимого забруднення повітря робочої зони, до від2
хилення його стану від природно2фізіологічних норм для людини, до
загорань, пожеж, вибухів тощо. Захист працюючих від перерахованих
можливих проявів небезпек і шкідливостей, пов’язаних з індивідуаль2
ними властивостями кріогенних продуктів, є предметом фізіології,
гігієни праці, виробничої санітарії та пожежної безпеки (див. розділ 2
і 4 підручника) і тому тут більш детально не розглядається.

Захист від опіків та обморожень. Під час роботи з кріогенними

рідинами й газами мають бути вжиті заходи, що виключають контакт
обслуговуючого персоналу з кріогенними продуктами, а також з
поверхнями, що перебувають при низьких температурах. З цією метою
застосовують герметизацію, теплоізоляцію, огородження обладнання,
попереджувальні написи та фарбування за ГОСТ 12.2.052281. Не
дозволяється проводити будь2які ремонтні роботи, підтяжку ущіль2
нень тощо під час роботи обладнання.

Роботи з рідкими кріогенними продуктами, пов’язані з відкритим

зливанням чи переливанням, коли можливе розбризкування крапель
рідини, потрібно проводити у заправлених під рукави захисних рука2
вицях та захисних окулярах з бічними щитками. Верхній одяг пови2
нен бути наглухо закритим, а брюки — прикривати взуття (навипуск).
Особи, постійно зайняті на зливанні або наливанні рідких продуктів,
мають бути вдягнені у брезентовий костюм з брюками навипуск.

При переливанні рідких кріогенних продуктів із посудин Д’юара

потрібно користуватися підставкою, що нахиляється, у якій посуди2
наповинна міцно закріплятися. При переливанні у резервуари з вузь2
кою горловиною необхідно користуватися лійками, що полегшують
вихід газу з наповнюваного резервуару.

Захист від впливу термічних деформацій. При охолодженні до кріо2

генних температур деталі обладнання внаслідок термічного стискання
можуть зазнавати величезних напружень, що призводить у ряді
випадків до їх поломки, розгерметизації тощо. Наприклад, охоло2
дження трубопроводу з алюмінію від 293°К до 77°К супроводжується
зміною його довжини на» 4 мм на кожний метр труби. Для захисту від
термічних деформацій використовують різні компенсатори (сильфон2
ні, кутові та ін.), «плаваючі» закріплення, застосовують матеріали з
однаковими коефіцієнтами лінійного розширення. Особливо небез2
печні різкі нагрівання та охолодження, коли виникають значні нерів2
номірності температурного поля у матеріалі.

Захист від перевищення тиску під час випаровування та нагрівання

кріогенних продуктів. У результаті закипання або випаровування
кріогенних рідин при зміні режимів роботи або за рахунок природних

298

299

теплоприпливів у замкнутих об’ємах можливе підвищення тиску,
величина якого в десятки і сотні разів перевищує робочий. Великі
маси газу можуть виділятися при закипанні так званої «перегрітої
рідини», коли температура рідини виявляється вищою за температуру
кипіння за даного тиску (наприклад, тоді, коли струшують рідину або
у резервуарі відбувається розгерметизація).

Для розрахунку тиску Р при нагріванні та випаровуванні кріоген2

ної рідини у загальному випадку необхідно користуватися спеціаль2
ними термодинамічними таблицями стану речовини. Орієнтовний
розрахунок (без урахування стискування) може бути проведений за
рівнянням стану РV = RT або Р = RT/V, де V — питомий об’єм речо2
вини у резервуарі в початковому стані, м

3

/кг; R — густина речовини у

резервуарі в початковому (кінцевому) стані, кг/м

3

; Т — температура

нагрівання, °К.

Це рівняння може бути використане для практичних оцінок,

оскільки температура навколишнього середовища (300°К) завжди
значно перевищує як температури кипіння кріогенних речовин, так і
критичні температури. Наприклад, якщо замкнутий резервуар, напо2
ловину заповнений рідким киснем (r = 1140 кг/м

3

), нагріти до 300°К,

то тиск у ньому складе 40 МПа. Ще більше (у тисячу разів і більше)
підвищення тиску може мати місце при нагріванні рідини у повністю
заповнених резервуарах. Для захисту від перевищення тиску внаслі2
док нагрівання та розширення кріогенної рідини у замкнутих об’ємах
правилами встановлені спеціальні норми заповнення резервуарів
кріогенними рідинами (табл. 3.1).

Таблиця 3.1

Норми заповнення резервуарів кріогенними рідинами

Рідина

Мaса рідини на 1 л ємності, кг, 

не більше

Місткість резервуара 

на 1 кг рідини, л, не менше

Азот

0,77

1,3

Аміак

0,57

1,76

Водень

0,065

15

Гелій

0,11

9

Кисень

1,08

0,926

Крім того, на резервуарах, а також на трубопроводах із кріогенни2

ми рідинами, які з двох боків обмежені запірною арматурою, повинні
бути встановлені запобіжні пристрої (запобіжні клапани, розривні
мембрани). Загальна перепускна здатність запобіжних пристроїв
повинна забезпечувати скинення всієї кількості газу, що надходить до
апарата і утворюється в апараті, без підвищення тиску більше допу2
стимих величин. Перепускна здатність запобіжних клапанів, що вста2
новлені на трубопроводах та апаратах, які відсікаються і у яких може
залишитися рідина при їх відключенні арматурою, повинна забезпе2
чити викид п’ятикратної кількості пари, що може утворитися від при2
родного припливу теплоти.

Захист від конденсації повітря на неізольованих поверхнях кріоген%

ного обладнання. Конденсація атмосферного повітря при тиску близь2
кому до 0,1 МПа, можлива при температурах нижче 79°К. Такі темпе2
ратури найбільш часто бувають під час роботи з рідким азотом, воднем,
гелієм. Місцем конденсації звичайно можуть бути ділянки кріогенних
трубопроводів або апаратів, на яких пошкоджена теплоізоляція. При2
пинення конденсації досягається шляхом відновлення ізоляції на
пошкодженій ділянці. Як тимчасовий захід може бути рекомендоване
обдування оголеної ділянки азотом.

Вимоги до очищення систем перед заповненням кріогенними продук%

тами. Перед заповненням обладнання піддають спеціальному очи2
щенню. Призначення очищення, а також спосіб його здійснення зал2
ежать від виду кріогенного продукту.

Обладнання для роботи з рідким та газоподібним киснем, як пра2

вило, знежирюють з метою виключення утворення вибухонебезпечної
системи «масло (або інші речовини органічного походження) —
кисень». Знежирювання — очищення поверхонь кріогенного облад2
нання від масла та жиру проводять під час його виготовлення, а також
після монтажу та в процесі експлуатації. Знежирювання потрібно
виконувати, якщо вміст масла на поверхні обладнання перевищує
норми, передбачені ОСТ 2620422159279 та ОСТ 2620421362275.

Для знежирювання застосовують різні органічні розчинники (хла2

дон 11 3, трихлоретилен, тетрахлоретилен, бензин, дихлоретан, чоти2
рихлористий вуглець) та водяні миючі розчини. До складу останніх
входять електроліти (їдкий натр, рідке скло, тринатрій фосфат) та
поверхнево2активні речовини (емульгатори).

Технологія знежирювання, матеріали для знежирювання та їх вла2

стивості регламентовані ОСТ 262022312271. Якість знежирювання
перевіряють шляхом контрольних обмивань поверхні чистим розчин2
ником або протиранням серветкою із склотканини, змоченою розчин2

300