Д. В. Зеркалов Охрана труда Методические указания
Вид материала | Методические указания |
- Д. В. Зеркалов Безопасность труда, 14948.28kb.
- Методические указания и задания для домашней контрольной работы учебной дисциплины, 645.89kb.
- Программа курса «Охрана труда c основами экологии», 1184.65kb.
- Методические указания му 4 665-97, 239.28kb.
- Методические указания по изучению дисциплины и задание для контрольной работы студентам-заочникам, 610.79kb.
- Университет Кафедра "Инженерная экология и охрана труда", 192.67kb.
- Методические указания по выполнению контрольной работы. Варианты контрольной работы, 125.32kb.
- Г. С. Автоманова Организация и нормирование труда Методические указания, 918.62kb.
- Методические указания от 30. 07. 99 № му от рм 02-99 Оценка травмобезопасности рабочих, 302.61kb.
- Методические указания оценка травмобезопасности рабочих мест для целей их аттестации, 2075.12kb.
Взрывы и причины их возникновения. Классификация взрывов. Поражающие факторы взрывов. Взрывоопасные зоны.
Профилактика взрывов в зданиях и сооружениях. Организационные и организационно-технические мероприятия, обеспечивающие взрывобезопасность технологического процесса. Легкосбрасываемые (предохранительные) конструкции.
Предупреждение взрывов. Взрывозащита.
Указания к изучению темы
Взрыв – это быстрое сгорание взрывоопасной смеси, сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных производить работу.
Условиями для возникновения взрыва являются образование взрывоопасной среды и наличие источника инициирования взрыва.
Взрывоопасную среду могут образовать:
смеси веществ (газов, паров, пылей) с воздухом и другими окислителями (кислород, озон, хлор, окислы азота и др.);
вещества, склонные к взрывному превращению (ацетилен, озон, гидразин и др.).
Источниками инициирования взрыва являются;
открытое пламя, горящие и раскаленные тела;
электрические разряды;
тепловые проявления химических реакций и механических воздействий;
искры от удара и трения;
ударные волны;
электромагнитные и другие излучения.
По природе энергии взрывчатого превращения различают взрывы:
химические, т. е. взрывы, связанные с внезапным изменением химического состояния вещества, сопровождающиеся крайне быстрым выделением энергии и образованием сжатых газов, способных производить механическую работу. Атмосферный воздух содержит значительное количество паров, газов, пыли или токсичных веществ, выбрасываемых из клапанов наружных технологических установок, вентиляционных стволов шахт и т. п. Перемещаясь под действием ветра от мест образования и выделения, они образуют облака газо–, пылевоздушных смесей, которые от малейшей искры, слабого электростатического заряда, открытого пламени могут взорваться;
физические, т. е. взрывы, связанные с внезапным изменением физического состояния вещества, сопровождающиеся крайне быстрым выделением энергии и образованием сжатых газов, способных производить механическую работу (например взрыв сосуда под давлением);
комбинированные, т. е. взрывы, сопровождающиеся выделением энергии и образованием сжатых газов, в результате последовательного протекания физического и химического взрывов (или сначала химического взрыва,
затем физического), работа которых полностью или частично суммируется (этот взрыв характерен для емкостей под давлением, наполненных легкокипящей жидкостью – чаще всего сжиженным горючим газом, и подвергаемых внешнему нагреву). В процессе нагрева происходит рост внутреннего давления, разрыв емкости, выброс горючего в атмосферу и последующее воспламенение с образованием «огненного шара».
Основными причинами взрывов являются:
неисправность электрооборудования 16 %
плохая подготовка оборудования к ремонту 13 %
износ и коррозия оборудования 8 %
конструктивные недостатки оборудования и др. 26 %
нарушения правил безопасности при проведении
огневых и газоопасных работ 37 %.
Основной причине взрывов, как правило, предшествует стадия накопления ошибок в объемно-планировочных решениях, недостатков технологии и отклонений от технологических режимов, дефектов оборудования, нарушений противопожарных и санитарных норм, недостаточного контроля за действиями работников, соблюдением требований взрывобезопасности и др.
К поражающим факторам взрыва относятся ударная волна, пламя и пожары, обрушение оборудования, коммуникаций, конструкций зданий и сооружений и их осколки, выход из поврежденных аппаратов, содержащихся в них вредных веществ и присутствие их в воздухе в количествах, превышающих предельно допустимые концентрации.
Ударная волна – это область резкого сжатия окружающей среды, в которой под действием давления частицы среды вовлекаются в движение, направленное наружу от источника взрыва, и этот процесс передается от одних частиц к другим – распространяется по среде волны. При ее прохождении частицы среды испытывают деформации сжатия и сдвига. Вблизи от источника взрыва (в зоне сжатия) эти изменения наибольшие и они порождают значительное повышение температуры и давления (если окружающей средой является газ), давления (жидкости), механических напряжений (твердый материал – грунты, горные породы и др.). В последнем случае частицы среды подвергаются механическому разрушению и большими необратимыми деформациями.
По мере передачи энергии окружающей среде (в зоне разрежения) давление в источнике взрыва падает, переданная среде энергия частиц переносится ударной волной и частично поглощается средой из-за протекающих в ней необратимых процессов, тогда как сама волна при удалении от источника взрыва охватывает все большие объема среды, а ее интенсивность уменьшается.
Ударная волна при воздействии на объект может сдвинуть, опрокинуть или разрушить объект, а также вызвать ударные инерционные перегрузки малых по размеру предметов. Разрушения зданий и сооружений принято делить на полные, сильные, средние, слабые и повреждения.
Полное разрушение характеризуется разрушением или сильной деформацией всех несущих конструкций и элементов зданий, сооружений, образованием сплошного завала. Подземная (подвальная) часть здания может получить значительно меньшие разрушения, чем наземная.
При сильных разрушениях деформации подвергается большая часть несущих конструкций. Однако могут сохраниться наиболее прочные элементы конструкций – каркасы, ядра жесткости, частично стены и перекрытия нижних этажей. Образуется завал.
Средними разрушениями считают такие, при которых большая часть несущих конструкций сохраняется и лишь частично деформируется. Может сохраниться часть ограждающих стен, однако при этом второстепенные и несущие конструкции могут быть разрушены полностью.
При слабых разрушениях повреждаются и частично разрушаются перегородки, крыши, двери, легкие пристройки и др. Основные несущие конструкции сохраняются.
Повреждения характеризуются нарушением наиболее слабых элементов зданий, сооружений (карнизов, перегородок, дверей, частей кровли и др.).
При разрушениях наземных зданий и сооружений образуются завалы: на каждые 1000 м3 жилого здания – 300–500 м3 завалов, а для промышленных зданий – 50–200 м3.
Состояние зданий, сооружений, размеры завалов учитывают при анализе последствий взрывов в зоне разрушения.
При воздействии ударной волны на незащищенного человека наблюдается прямое (непосредственное) и косвенное воздействие. Прямое действие оказывает избыточное давление во фронте ударной волны. В результате мгновенного повышения давления и сжатия человека со всех сторон его организм испытывает резкий удар. Прямым действием обладает также и давление скоростного напора, способное отбросить человека и причинить травмы. Косвенное поражающее действие вызывают обломки разрушенных зданий, сооружений, осколки стекол и т. п.
Взрывоопасная зона – это помещение или ограниченное пространство в помещении или наружной установке, в котором имеются или могут образоваться взрывоопасные смеси. При определении взрывоопасной зоны принимают во внимание следующее:
1) взрывоопасная зона в помещении занимает весь объем помещения, если объем взрывоопасной смеси превышает 5 % свободного объема помещения;
2) взрывоопасной считается зона, находящаяся в помещении на расстоянии до 5 м по горизонтали и вертикали от технологического аппарата, из которого могут выделяться горючие газы или пары ЛВЖ, если объем взрывоопасной смеси равен или менее 5 % свободного объема помещения (помещение за пределами взрывоопасной зоны следует считать невзрывоопасным, если нет других факторов, создающих в нем взрывоопасность);
3) взрывоопасная зона наружных взрывоопасных установок ограничена размерами, определяемыми в ПУЭ.
Взрывоопасные зоны подразделяют на следующие классы: В-I, В-Iа, В-Iб, В-Iг, В-II и В-IIа.
Зоны класса В-I – зоны, расположенные в помещениях, в которых выделяются горючие газы или пары ЛВЖ в таком количестве и с такими свойствами, что они могут образовать взрывоопасные смеси при нормальных режимах работы, например, при загрузке или разгрузке технологических аппаратов, хранении или переливании ЛВЖ, находящихся в открытых емкостях, и т. п.
Зоны класса В-Iа – зоны, расположенные в помещениях, в которых при нормальной эксплуатации не образуются взрывоопасные смеси горючих газов (независимо от нижнего концентрированного предела воспламенения) или паров ЛВЖ с воздухом (образование горючих смесей возможно только в результате аварий или неисправностей).
Зоны класса В-Iб – зоны, расположенные в помещениях, в которых при нормальной эксплуатации не образуются взрывоопасные смеси горючих газов или паров ЛВЖ с воздухом (образование горючих смесей возможно только в результате аварий).
К классу В-Iб относятся зоны лабораторных и других помещений, в которых горючие газы и ЛВЖ имеются в небольших количествах, недостаточных для создания взрывоопасной смеси в зоне, превышающей 5 % свободного объема помещения, и в которых работа с горючими газами и ЛВЖ проводится без применения открытого пламени. Эти зоны не относятся к взрывоопасным, если работа с горючими газами и ЛВЖ проводится в вытяжных шкафах или под вытяжными зонтами.
Зоны класса В-Iг – пространства у наружных технологических установок, содержащих горючие газы или ЛВЖ (за исключением наружных аммиачных компрессорных установок, для которых электрооборудование выбирают согласно ПУЭ);
наземных и подземных резервуаров с ЛВЖ или горючими газами (газгольдеры);
эстакад для слива и налива ЛВЖ;
открытых нефтеловушек, прудов–отстойников с плавающей нефтяной пленкой и др.
К зонам класса В-Iг также относятся: пространства у проемов за наружными ограждающими конструкциями помещений с взрывоопасными зонами В-I, В-Iа и В-II (исключение составляют проемы окон с заполнением стеклоблоками);
пространства у наружных ограждающих конструкций, если на них расположены устройства для выброса воздуха из систем вытяжной вентиляции помещений с взрывоопасными зонами любого класса или если они находятся в пределах наружной взрывоопасной зоны;
пространства у предохранительных и дыхательных клапанов емкостей и технологических аппаратов с горючими газами и ЛВЖ.
Для наружных взрывоопасных установок взрывоопасная зона класса В-Iг считается в пределах:
1) до 0,5 м по горизонтали и вертикали от проемов за наружными ограждающими конструкциями помещений с взрывоопасными зонами классов В-I, В-Iа, В-II;
2) до 3 м по горизонтали и вертикали от закрытого технологического аппарата, содержащего горючие газы или ЛВЖ, а также от вытяжного вентилятора, установленного снаружи (на улице) и обслуживающего помещения с взрывоопасной зоной любого класса;
3) до 5 м по горизонтали и вертикали от устройств для выброса из предохранительных и дыхательных клапанов емкостей и технологических аппаратов с горючими газами и ЛВЖ, от расположенных на ограждающих конструкциях зданий устройств для выброса воздуха из систем вытяжной вентиляции помещений с взрывоопасными зонами любого класса;
4) до 8 м по горизонтали и вертикали от резервуаров с ЛВЖ или горючими газами (газгольдеры), а также при наличии обвалования – в пределах всей площади внутри обвалования;
5) до 20 м по горизонтали и вертикали от места открытого слива и налива для эстакад с открытым сливом и наливом ЛВЖ.
Эстакады с закрытыми сливоналивными устройствами, эстакады и опоры под трубопроводы для горючих газов и ЛВЖ не относятся к взрывоопасным, за исключением зон в пределах до 3 м по горизонтали и вертикали от запорной арматуры и фланцевых соединений трубопроводов, в пределах которых электрооборудование должно быть взрывозащищенным для соответствующих категорий и группы взрывоопасной смеси.
Зоны класса В-II – зоны, расположенные в помещениях, в которых выделяются переходящие во взвешенное состояние горючие пыли или волокна в таком количестве и с такими свойствами, при которых они способны образовать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальных режимах работы (например при загрузке и разгрузке технологических аппаратов).
Зоны класса В-IIа – зоны, расположенные в помещениях, в которых опасные состояния не возникают при нормальной эксплуатации, а возможны только в результате аварий или неисправностей.
В зависимости от класса взрывоопасной среды производят выбор уровня и вида взрывозащиты электрооборудования или степени защиты оболочки.
Взрывобезопасность технологического процесса – это такое состояние технологического процесса, при котором исключается опасность взрыва, а в случае его возникновения или даже санкционированного проведения предотвращаются авария и воздействие на людей опасных факторов взрыва, обеспечивается сохранение материальных ценностей.
Таким образом, взрывобезопасность технологического процесса включает в себя комплекс организационных и организационно–технических мероприятий по взрывопредупреждению и взрывозащите.
Организационные и организационно-технические мероприятия по обеспечению взрывобезопасности включают:
разработку систем инструктивных материалов, средств наглядной агитации, регламентов и норм ведения технологических процессов, правил обращения со взрывоопасными веществами и материалами;
организацию обучения, инструктажа и допуска к работе обслуживающего персонала взрывоопасных производственных процессов;
осуществление контроля за соблюдением норм технологического режима, правил и норм пожарной безопасности, производственной санитарии и др.;
организацию противоаварийных, газоспасательных и других работ и установление порядка ведения работ в аварийных условиях.
Для предупреждения взрыва необходимо исключить:
образование взрывоопасной среды;
возникновения источника инициирования взрыва.
Предотвращение образования взрывоопасной среды и обеспечение в воздухе производственных помещений, горных выработок и т. п. содержания взрывоопасных веществ, не превышающего нижнего концентрационного предела воспламенения, достигают:
использованием рабочей и аварийной вентиляции;
отводом, удалением взрывоопасной среды и веществ способных привести к ее образованию;
контролем состава воздушной среды и отложений взрывоопасной пыли;
применением герметичного производственного оборудования, т. е. устранение неплотностей в соединениях, через которые поступают горючие газы.
Предотвращение образования взрывоопасной среды внутри технологического оборудования обеспечивают:
рациональным подбором взаимодействующих компонентов, исходя из условия максимального снижения или исключения образования взрывопожа–роопасных смесей или продуктов – устанавливает разработчик процесса;
выбором рациональных режимов дозирования компонентов, предотвращением возможности отклонения их соотношений от регламентированных значений и образования взрывоопасных концентраций – устанавливает разработчик проекта;
введением в технологическую среду, при необходимости, исходя из физико-химических условий процесса, дополнительных веществ: инертных разбавителей-флегматизаторов, веществ, приводящих к образованию инертных разбавителей или препятствующих образованию взрывопожароопасных смесей – устанавливает разработчик технологического процесса;
рациональным выбором гидродинамических характеристик процесса (способов и режима перемещения среды и смешения компонентов, напора и скорости потока) и теплообменных характеристик (теплового напора, коэффициента теплопередачи, поверхности теплообмена и т. п.), а также геометрических параметров аппаратов и т. п. – устанавливает разработчик технологического процесса и проекта;
применением компонентов в фазовом состоянии, затрудняющем или исключающем образование взрывоопасной смеси – устанавливает разработчик технологического процесса;
выбором значений параметров состояния технологической среды (состава, давления, температуры), снижающих ее взрывопожароопасность – устанавливает разработчик технологического процесса;
надежным энергообеспечением – устанавливает разработчик проекта.
Предотвращение возникновения источника инициирования взрыва обеспечивают:
регламентацией огневых и газоопасных работ;
предотвращением нагрева оборудования до температуры самовоспламенения взрывооопасной среды;
применением средств, понижающих давление во фронте ударной волны;
применением материалов, не создающих при соударении искр, способных инициировать взрыв взрывоопасной среды;
применением средств защиты от атмосферного и статического электричества, токов замыкания на землю и т. д.;
применением взрывозащищенного электрооборудования;
ограничением мощности электромагнитного и других излучений;
устранением опасных тепловых проявлений химических реакций и механических воздействий.
Взрывозащита – это комплекс мероприятий, предотвращающих воздействие на людей и окружающую среду опасных и вредных факторов взрыва, а также обеспечивающих сохранение материальных ценностей. К мероприятиям взрывозащиты относятся:
установление минимально необходимого количества взрывоопасных веществ и материалов, применяющихся в данном производственном процессе;
обваловка и бункеровка взрывоопасных участков производства или размещение их в защитных кабинах;
применение огнепреградителей, гидрозатворов, газовых или паровых завес;
применение взрывозащищенного оборудования;
защита от разрушения при взрыве с помощью устройств аварийного сброса давления (предохранительные устройства);
применение быстродействующих отсечных и обратных клапанов;
использование систем активного подавления взрыва.
Для каждого взрывопожароопасного объекта, с учетом технологических и других специфических особенностей, на предприятии разрабатывают план локализации аварийных ситуаций, в котором предусматривают меры предупреждению аварий, а в случае их возникновения – действия персонала по локализации и максимальному снижению тяжести последствий, а также технические системы и средства, используемые при этом (например, предохранительные конструкции, взрывозащищенное электрооборудование и др.).
Предохранительные конструкции – специальные конструкции в наружном ограждении помещений, относящихся по взрывопожарной опасности к категориям А и Б, используемые для уменьшения разрушений, причиняемых внутренними аварийными взрывами газо–, паро– и пылевоздушных смесей горючих смесей (ГС). Предохранительные конструкции (ПК), вскрываясь, обеспечивают снижение избыточного давления, возникающего во взрывопо–жароопасных помещениях при внутренних аварийных взрывах горючих смесей (ГС).
По конструктивным особенностям различают следующие виды ПК:
разрушающиеся – стекла глухого остекления помещения;
вращающиеся – открывающиеся створки оконных переплетов, наружные двери и ворота или специальные поворачивающиеся конструкции;
смещающиеся – легкосбрасываемые стеновые панели и облегченные элементы (плиты) покрытия взрывопожароопасного помещения.
При проектировании ПК и выборе их вида учитывают:
объем и форму взрывопожароопасного помещения;
вид ГС, образующейся во взрывопожароопасном помещении и аварийных ситуациях, и степень загазованности помещения ГС к моменту ее воспламенения;
загроможденность взрывопожароопасного помещения строительными конструкциями (колонны, стропильные фермы и т. п.) и оборудованием;
общую площадь и места расположения в наружном ограждении взрывопожароопасного помещения проемов, перекрываемых ПК;
эффективность вскрытия ПК, зависящую от их вида, геометрических и физических параметров, а также допускаемого избыточного давления и условий взрывного горения ГС во взрывопожароопасном помещении.
На эффективность вскрытия ПК влияет также размещение ПК в наружном ограждении взрывопожароопасного помещения. Так, например, в помещениях, линейные размеры которых по длине, ширине и высоте не более чем в три раза отличаются один от другого, ПК размещают равномерно по площади наружных стен помещения, а при необходимости и в его покрытии.
В вытянутых в длину взрывопожароопасных помещениях (при отношении длины к ширине и высоте помещения больше 3, но меньше 10) ПК размещают преимущественно в боковых стенах по длине помещения. При необходимости ПК можно также размещать в покрытии помещения и, при соответствующем обосновании, и в его торцовых стенах.
В помещениях категорий А и Б проектируют, как правило, воздушное отопление. Допускается применение других систем отопления по СНиП, за исключением помещений, в которых хранят или применяют вещества, образующие при контакте с водой или водяными парами взрывоопасные смеси, или вещества, способные к самовозгоранию или взрыву при взаимодействии с водой.
Системы вытяжной общеобменной вентиляции с механическим побуждением для помещений категорий А и Б предусматривают с одним резервным вентилятором (для каждой системы или для нескольких систем), обеспечивающим расход воздуха, необходимый для поддержания в помещениях концентрации горючих газов, паров или пыли, не превышающей 10 % нижнего концентрационного предела распространения пламени (НКПРП) газо-, паро- и пылевоздушных смесей.
Системы местных отсосов взрывоопасных смесей предусматривают с одним резервным вентилятором для каждой системы или для двух систем, если при остановке вентилятора не может быть остановлено технологическое оборудование и концентрация горючих газов, паров и пыли превысит 10 % НКПРП. Резервный вентилятор допускается не предусматривать, если снижение концентрации горючих веществ в воздухе помещения до 10 % НКПРП может быть обеспечено предусмотренной системой аварийной вентиляции, автоматически включаемой в соответствии со СНиП.
Аварийную вентиляцию для помещений, в которых возможно внезапное поступление большого количества вредных или горючих газов, паров или аэрозолей, предусматривают в соответствии с требованиями технологической части проекта, учитывая несовместимость по времени аварии технологического и вентиляционного оборудования.
Аварийную вентиляцию в помещениях категорий А и Б проектируют с механическим побуждением.
Во взрывоопасных зонах допускается к эксплуатации только взрывозащищенное электрооборудование – электрооборудование (электрические машины, аппараты, приборы, инструменты, светильники и др.), в котором предусмотрены конструктивные меры по устранению или затруднению возможности воспламенения окружающей его взрывоопасной среды вследствие эксплуатации этого оборудования.
Взрывозащищенное электрооборудование подразделяют:
по уровням взрывозащиты;
видам взрывозащиты;
группам и температурным классам.
Система специальных и конструктивных мер и средств, предотвращающих возможность воспламенения взрывоопасной среды характеризует уровень взрывозащиты (2, 1, О) электрооборудования:
2 – электрооборудование повышенной надежности против взрыва;
1 – взрывобезопасное электрооборудование;
О – особовзрывобезопасное электрооборудование;
Электрические сети во взрывоопасных зонах всех классов выполняют изолированными проводами с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией и кабелями с бумажной, резиновой и поливинилхлоридной изоляцией в свинцовой и поливинилхлоридной оболочках.
С целью обеспечения взрывобезопасности технологического процесса контролируют:
выполнение требований обеспечения взрывобезопасности согласно ГОСТ 12.1.010-76 и ГОСТ Р 12.3.047-98;
параметры взрывопожароопасности исходных веществ;
технологический режим;
состав атмосферного воздуха производственных помещений;
технологическое оборудование;
электрооборудование.
Подлежащие контролю параметры взрывопожароопасности выбирают исходя из условий проведения данного производственного процесса и в соответствии с ГОСТ 12.1.044-84. В том числе определяют:
концентрационные пределы воспламенения для газов и паров – по ГОСТ 12.1.044-84;
нижний концентрационный предел воспламенения пылевоздушных смесей – по ГОСТ 12.1.044-84;
температурные пределы воспламенения для жидкостей и легкоплавких веществ – по ГОСТ 12.1.044-84;
температуру вспышки – по ГОСТ 6356-75 и ГОСТ 12.1.044-84;
температуру самовоспламенения для жидкостей и легкоплавких веществ – по ГОСТ 12.1.044-84;
чувствительность к удару.
Контроль содержания взрывоопасных веществ в воздухе выполняют:
в производственных помещениях – периодически;
производственных помещениях, где возможно скопление выбросов, проливов газообразных и жидких взрывоопасных веществ, – непрерывно.
Для того, чтобы не допустить образования в воздухе взрывоопасных концентраций веществ в рабочих помещениях устанавливают газоанализаторы. Различают газоанализаторы показывающие, самопишущие и сигнализирующие. Газоанализаторы при повышении концентрации газов или паров в воздухе в количестве 50 % от НКПВ подают звуковой и световой сигналы о появлении опасности. При этом предусматривается блокировка газоанализаторов с вентиляционными установками и производственным оборудованием. Блокировка автоматически обеспечивает включение аварийной вентиляции, отключение подачи электроэнергии и проведение других мероприятий в целях исключения возникновения пожара, взрыва.