НПАОП 24.0-7.19-77Оборудование криогенное. Общие требования безопасности к конструкции.

РАЗРАБОТАН Балашихинским научно-производственным объединением криогенного машиностроения имени 40-летия Октября

Генеральный директор д-р технич. наук Беляков В. П.

Первый зам. генерального директора по научной работе кандидат технических наук Филин Н. В. Зам. директора по научной работе кандидат техничес­ких наук Густов В. Ф.

Руководители темы: Русак Φ. Α.,Гудилин В. Т.

Исполнители: Файнштейн В. И., Наркунский С. Е.

СОГЛАСОВАН с ЦК профсоюза рабочих тяжелого машино­строения

Секретарь ЦК профсоюза Кошкин А. П.

УТВЕРЖДЕН ВПО «Союзкриогенмаш»

Зам. начальника Федотов И. К.

ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ приказом № 6 ВПО «Союзкриоген­маш» от 2 февраля 1978 года

ОТРАСЛЕВОЙ СТАНДАРТ

Приказом МХиНМ ВПО "Союзкриогенмаш" от 2 февраля 1978 г.№6 срок действия установлен

с 1 июля 1978 г.
до 1 января 1983 г.

До 01.01.93 (2,88)

До 30.6.2007,ІПС 2004 №8 с76

Настоящий стандарт разработан в дополнение к ГОСТ 12.2. 003-74 в части изделий криогенного машино­строения, действует совместно с ним и устанавливает об­щие требования безопасности к конструкции на вновь про­ектируемое криогенное оборудование. Требования стандар­та обязательны для выполнения на всех стадиях проекти­рования, начиная с технического задания.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Конструкция и расположение узлов и механизмов должны обеспечивать безопасность их монтажа, эксплуата­ции и ремонта в объеме работ, регламентированном техни­ческой документацией предприятия-изготовителя оборудо­вания.

1.2. Материалы криогенного оборудования должны удов­летворять требованиям совместимости со средой и между собой по механическим, физико-химическим, коррозионным

и другим свойствам.

1.3. Система дистанционного управления и системы автоматики должны исключать возможность возникновения аварийных ситуаций при исчезновении сигнала управления.

1.4. Температура поверхностей оборудования и ограж­дений, расположенных в помещении, в зоне действия пер­сонала не должна быть ниже минус 20 и выше плюс 45 °С,

1.5. Сброс в атмосферу криогенных газов, в том чис­ле и из предохранительных клапанов, должен быть органи­зован таким образом, чтобы в зонах возможного пребыва­ния персонала и проведения каких-либо работ содержание кислорода было не менее 19 и не более 23 %.

1.6. Конструкция оборудования должна исключать воз­можность образования в нем или вне его взрывоопасных смесей.

1.7. Электрооборудование должно соответствовать "Пра­вилам устройства электроустановок", утвержденным Гос-гортехнадзором (а также требованиям ГОСТ 12.2.007.0-75 - 12.2.007.14-75).

1.8. Допустимые уровни звукового давления и уровни звука, создаваемого оборудованием, должны соответство­вать требованиям ГОСТ 12.1.003-76.

1.9. Вибрация, создаваемая оборудованием, не должна

превышать гигиенических норм, утвержденных Госстроем СССР (СН-245-71).

1.10. Конструкция кожуха криогенного оборудования должна удовлетворять следующим требованиям:

- все рабочие площадки должны иметь ограждения;

- для сообщения с площадками и крышей должны быть предусмотрены лестницы;

- настил площадок лестниц и других подвесных площа­док должен быть решетчатым или выполнен из просечно-вытяжных или рифленых листов.

1.11. Конструкция площадок и лестниц должна соот­ветствовать ГОСТ 12.2.012-75. Конструкция площадок для обслуживания должна предусматривать ширину прохо­дов от выступающих элементов или арматуры до огражде­ния не менее 0,9 м.

Все переходы и площадки должны иметь ограждение высотой не менее 1,1 м. В нижней части на высоте от по­ла не менее 150 мм ограждение должно быть глухим. Вы­сота ограждения лестниц не менее 0,9 м.

Угол наклона лестниц не должен превышать 45° .

Вертикальные стремянки должны иметь круговое ограж­дение.

Высота проходов на площадках обслуживания не ме­нее 2 м.

1.12. Подъемные механизмы и приспособления должны быть доступны для обслуживания и ремонта; в необходимых случаях должны предусматриваться специальные площадки.

1.13. Конструкция сосудов и аппаратов, работающих под давлением, должна соответствовать "Правилам устрой­ства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением", утвержденным Госгортехнадзором СССР.

1.14. При проектировании оборудования, работающего с газообразным и жидким кислородом, необходимо учитывать требования ОСТ 26-04-2159-78, РТМ 26-04-81-76, РТМ 26-О4-84-76.

1.15. При проектировании оборудования, работающего с водородом, необходимо учитывать требования "Правил безопасности при производстве, хранении и работе с водо­родом ".

1.16. Защита криогенного оборудования от накопления статического электричества должна выполняться в соответ­ствии с "Правилами защиты от статического электричест­ва в производствах химической промышленности", утверж­денными Министерством химической промышленности СССР.

1.17. На кожухах аппаратов, сосудов и трубопроводов с вакуумной изоляцией должны быть предусмотрены предо­хранительные мембраны, рассчитанные на разрушение при избыточном давлении, не превышающем расчетное давление кожуха.

2. ТРЕБОВАНИЯ К ОСНОВНЫМ ЭЛЕМЕНТАМ КОНСТРУКЦИЙ И СИСТЕМЕ УПРАВЛЕНИЯ

2.1. Блоки разделения воздух а.

2.1.1. Внутриблочное пространство должно сообщаться с атмосферой через сапун (на установках с волокнистой изоляцией) или через клапан сброса на установках, изоли­рованных перлитом. На установках, перерабатывающих ме­нее 10 тыс. м3 /ч воздуха, при изолировании перлитом до­пускается установка сапуна. Сапун должен исключать по­падание в кожух влажного атмосферного воздуха. На пат­рубке сапуна должна быть установлена разрывная мембра­на, рассчитанная на разрушение при избыточном давлении, не превышающем расчетное давление кожуха.

2.1.2. В блоках разделения, изолированных перлитом, должны быть предусмотрены меры, исключающие возмож­ность абразивного износа оборудования и трубопроводов

при возникновении пропусков во фланцах и других разъемных соединениях. Арматура, имеющая фланцевые соединения, должна быть расположена в отсечках, изолируемых волок­нистыми негорючими материалами.

2.1.3. Органы переключения регенераторов и площадки для их обслуживания должны быть защищены от атмосфер­ных осадков.

2.1.4. Конструкция регенераторов и обвязка клапанов холодного конца регенераторов должны обеспечивать пол­ное удаление в трубопровод жидкости, которая может обра­зовываться при прохождении через регенератор воздуха.

2.1.5. Возможность заброса жидкости из сборника ниж­ней колонны или других аппаратов в детандерные фильтры и детандеры при остановках или каких-либо нарушениях тех­нологического режима должна быть исключена.

2.1.6. Выводы газообразного кислорода из колонн и конденсаторов должны быть выполнены таким образом, что­бы предупреждать унос капель жидкого кислорода в клапан­ные коробки регенераторов и трубопроводы.

2.1.7. На участках трубопроводов газообразного кис­лорода, где при работе может скапливаться жидкость вслед­ствие капельного уноса, должны быть предусмотрены про­дувочные линии.

2.1.8. Для испарения жидкого кислорода, постоянно сливаемого из блока разделения с целью обеспечения про— точности конденсаторов, должны быть предусмотрены спе­циальные испарители. Конструкция испарителя должна обес­печивать безопасное полное испарение в нем жидкого кис­лорода.

2.1.9. Для испарения жидкости, сливаемой из отдель­ных аппаратов перед их отогревом, должен предусматри­ваться специальный испаритель быстрого слива, располо­женный вне цеха.

2.1.10 . Дренажгазообразных продуктов из испарите­ля быстрого слива должен удовлетворять требованиям п. 1.3.

Дренажные коллекторы, по которым жидкий кислород при сливе поступает в испаритель, должны иметь устрой­ства для их отогрева.

2.1.11. Аппараты воздухоразделительных установок должны быть оснащены устройством для отбора на анализ жидкого кислорода (пробоотборниками, анализными венти­лями) в соответствии с требованиями ОСТ 26-04-907-76.

2.1.12. Вентили для отбора проб на анализ должны располагаться в легкодоступных местах с надежной естест­венной или искусственной вентиляцией.

2.1.13. Система обеспечения взрывобезопаснос ти, ко­торой оснащены воздухоразделительные установки, должна обеспечивать безопасную работу агрегатов при содержани­ях взрывоопасных примесей в перерабатываемом воздухе до величин, оговоренных в технических условиях на ус­тановку.

2.1.14. Конструкция аппаратов и трубопроводов долж­на обеспечивать возможность полного удаления содержа­щейся в них жидкости.

2.1.15. Сливные трубопроводы и жидкостные трубопро­воды к предохранительным клапанам должны иметь "пет­лю", предохраняющую жидкость, находящуюся в трубопро­воде, от контакта с теплой арматурой.

2.1.16. Материал и конструкция внутриблочных кисло­родных трубопроводов, скорость газообразного кислорода

в них и применяемая арматура должны удовлетворять тре­бованиям ОСТ 26-04-2159-78.

2.1.17. Конструкция аппаратов и трубопроводов, под­лежащих обезжириванию в процессе эксплуатации, должна обеспечивать возможность полного удаления растворителя.

2.1.18. Все теплоизоляционные подкладки под аппара­ты и трубопроводы должны изготовляться из асбоцемента ГОСТ 4248-68 и ГОСТ 18124-72 или других материа­лов, негорючих в среде кислорода.

2.1.19. Конструкция засыпного устройства регенерато­ров должна обеспечивать безопасность досыпки каменной насадки на работающем блоке разделения.

2.1.20. Источники питания воздухом и электроэнерги­ей системы переключения регенераторов должны быть дуб­лированы.

2.1.21. Система подогрева азота или воздуха, исполь­зуемых для отогревов аппаратов или для регенерации сор­бента в адсорберах, должна исключать возможность повы­шения температуры газа выше температуры, допускаемой инструкцией по эксплуатации и не допускать попадания кис­лорода в электропечи.

2.2. Насосы криогенных жидкостей.

2.2.1. Материалы деталей цилиндровой группы насосов для сжиженных газов должны обладать при температурах рабочей жидкости ударной вязкостью а нне ниже 2 кгс/см 2(ГОСТ 9455-60).

2.2.2. Конструкция насосов должна исключать возмож­ность попадания масла от механизма движения в цилиндро­вую группу.

2.2.3. На линии подачи жидкости к всасывающему кла­пану насоса должно устанавливаться устройство, исключаю­щее возможность попадания в цилиндровую группу механи­ческих частиц.

2.2.4. Бачки поплавкового клапана насосов должны иметь вентиль сброса давления и предохранительный кла­пан или предохранительную мембрану, рассчитанные на давление срабатывания не более (0,14 МПа) 1,4 кгс/см 2.

Проходное сечение предохранительного клапана (предохрани­тельной мембраны) должно обеспечивать выброс пятикрат­ного количества паров, которые могут образоваться в бач­ке от естественного притока тепла, при давлении, превыша­ющем рабочее на 25 %.

2.2.5. На нагнетательной линии насоса до испарителя или теплообменника должны быть установлены: манометр и предохранительный клапан (мембрана), отрегулированный на давление, превышающее рабочее на 10-15 %.

2.2.6. Асбестографитовые сальники, состоящие из че­редующихся между собой колец чешуйчатого графита и прографиченного асбеста, можно применять только при работе насосов на жидком кислороде. Для насосов, работающих на жидком азоте или аргоне, асбестографитовый сальник раз­решается применять только на теплом, не смываемом жид­костью конце при давлении не выше (0,6 МПа) 6 кгс/см 2.

2.2.7. Блоки центробежных насосов должны быть обо­рудованы системой автоматической остановки при снижении давления управляющего воздуха.

2.3. Поршневые детандеры.

2.3.1. В конструкциях детандеров должно быть преду­смотрено надежно работающее устройство, защищающее де­тандер от увеличения числа оборотов, превышающих допус­тимое значение (разнос).

2.3.2. На выпускном трубопроводе детандера должна быть установлена предохранительная мембрана или предо­хранительное устройство, предназначенные для защиты от повышения давления до опасных пределов. Для предохране­ния мембраны от разрушения в результате воздействия пуль­сирующего потока на выпускном трубопроводе до мембра­ны должны быть предусмотрены уравнители давления (демп­феры). Проходное сечение предохранительной мембраны или клапана должно обеспечивать при давлении на 25 % более рабочего выброс рабочего газа в количестве, соответствую­щем пропускной способности полностью открытого вентиля, установленного перед детандером, но не более производи­тельности компрессора.

2.3.3. Конструкция детандерного агрегата должна пред­усматривать систему контроля или автоматической останов­ки детандеров в случаях нарушения нормальной эксплуата­ции, а именно:

- при нагреве подшипников выше допустимой температуры

- при повышении давления после детандера в результа­те повышения сопротивления детандерного фильтра или при закрытом запорном вентиле газа из детандера к потреби­телю;

- при снижении давления в системе циркуляционной смаз­ки механизма движения.

2.3.4. Конструкция детандеров должна исключать воз­можность попадания смазки из картера в цилиндр.

2.4. Турбодетандеры

2.4.1. Турбодетандеры с любым видом торможения, кроме электрического, должны иметь систему защиты, пре­дотвращающую увеличение числа оборотов выше допустимых пределов при отказе действия тормозящего устройства. Турбодетандеры с электроторможением должны иметь защи­ту, обеспечивающую прекращение подачи газа в машину

при исчезновении напряжения на клеммах электрогенератора.

2.4.2. На линии подвода газа в турбодетандер должно быть предусмотрено контрольное термометрическое устрой­ство, сигнализирующее о недопустимом понижении темпера­туры газа. Сигнализирующее устройство может не устанав­ливаться, если недопустимое" понижение температуры исклю­чается конструкцией установки.

2.5. Арматура.

2.5.1. Конструкция арматуры должна исключать выход шпинделя из зацепления при полном открытии.

2.5.2. В узлах крепления клапанов к штоку (шпинделю) должны быть предусмотрены устройства, исключающие са­мопроизвольное разъединение соединения.

2.5.3. Закрытие арматуры с ручным приводом должно происходить при вращении маховика (воротка) по часовой стрелке, а открытие - против часовой стрелки.

2.5.4. Электроприводы арматуры должны иметь ручные дублеры и муфты ограничения крутящего момента или кон­цевые выключатели, а также устройства, обеспечивающие дистанционный контроль за положением запорного органа

с пульта управления.

2.5.5. Арматура с пневмоприводом должна иметь уст­ройства, обеспечивающие контроль с пульта управления за положением запорного органа.

2.5.6. Конструкция пневмоприводов арматуры должна соответствовать ГОСТ 12.3.001-77.

2.6. Установки очистки аргона от кислорода методом каталитического гидрирования.

2.6.1. При проектировании установок должно быть обес­печено выполнение требований безопасности при работе с горючими газами.

2.6.2. Установки должны иметь защиту, прекращающую подачу водорода при аварийных ситуациях.

2.6.3. Реакторы каталитического гидрирования должны быть оснащены разрывными мембранами, установленными

в непосредственной близости от реакционного пространства.

2.6.4. В реакторе должно быть не менее 2-х термо­метров, связанных с системой автоматической защиты.

2.7. Криогенные трубопроводы.

2.7.1. Участки криогенных трубопроводов, ограничен­ные с двух сторон запорной арматурой, должны иметь пре­дохранительные устройства (предохранительные клапаны, разрывные мембраны) для защиты от повышения давления при испарении продукта или от повышения его температуры и при необходимости продувочные вентили. Отвод к предо­хранительным устройствам должен производиться из верх­ней точки участка трубопровода.

2.7.2. При транспортировке криогенных продуктов с температурой ниже температуры конденсации воздуха по трубопроводам без вакуумной изоляции должны быть приня­ты меры для защиты металлоконструкций от попадания на них конденсата воздуха. Изоляция таких трубопроводов долж­на, по возможности, ограничивать доступ воздуха к стенке трубы.

2.7.3. При проектировании трубопроводов криогенных систем и установок должна быть предусмотрена компенса­ция температурных перемещений.

2.7.4. Установка и регулировка компенсаторов должна производиться с таким расчетом, чтобы был обеспечен до­статочный запас хода как при захолаживании, так и при отогреве.

2.7.5. Прямые криогенные трубопроводы, не имеющие фиксации кожуха относительно внутренней трубы, не следу­ет устанавливать на вертикальных участках или с уклоном более 15°.

2.8. Криогенные резервуары.

2.8.1. В случае установки криогенных емкостей в при­ямках и подвальных помещениях должны быть предусмотре­ны автоматический анализ воздуха в помещениях и сигнали­зация при достижении предельных концентраций криоагентов.

2.8.2. В эксплуатационной документации должен быть указан максимальный уровень заполнения криогенных резер­вуаров.

2.8.3. Сосуды для жидкого гелия должны иметь предо— хранительные устройства, рассчитанное на раскрытие при меньшем из давлений, возникающих в сосуде при аварийных ситуациях:

- при потере вакуума в теплоизоляционном пространстве;

— при переходе сверхпроводящего устройства, имеюще­гося в сосуде, в нормальное состояние;

- при резком вскипании продукта по другим причинам.

В случае, если давление в сосуде при указанных ситуа­циях не превышает давления наддува сосуда при его эксп­луатации, предохранительное устройство должно отвечать правилам Госгортехнадзора.

2.8.4. Сосуды для жидкого гелия должны быть рассчи­таны на прочность по наибольшему из давлений:

- при охлаждении сосуда;

- при наддуве сосуда;

- при аварийной ситуации по давлению раскрытия предо­хранительного устройства;

- при аварийной ситуации после раскрытия предохрани­тельного устройства.

В последнем случае давление в сосуде определяется сопротивлением дренажного тракта. В аварийных ситуациях за расчетное давление принимается 80 % аварийного давле­ния в сосуде.

2.8.5. Сосуды для жидкого гелия объемом более 500л должны иметь два предохранительных устройства: одно - с организованным дренажом, раскрывающееся при давлении 1,1-1,15 расчетного, другое - открытого типа, раскрываю­щееся при давлении не менее 1,2 расчетного.

2.8.6. Внутренние сосуды для гелия и азота и вакуум­ные кожухи должны быть рассчитаны на устойчивость при наружном давлении 1 кгс/см 2.

2.9. Криогенные системы для сверхпроводящих устройств.

2.9.1. Элементы криостатов для сверхпроводящих уст­ройств должны быть рассчитаны с учетом дополнительных сил, возникающих в рабочем режиме (магнитные, электри­ческие и т.д.). Если дополнительные силы возникают толь­ко в охлажденном криостате, при расчете могут учитывать­ся увеличение прочности и модуля упругости элементов криостата в охлажденном состоянии.

2.9.2. Токовводы криостатов должны быть изолированы от корпуса. Изоляция рассчитывается на пробой при ава­рийном выводе тока из системы. Корпус криостата дол­жен быть заземлен. Требования к электрическим элемен­там - согласно ПУЭ. Стационарные криостаты и гелиевые аппараты должны иметь защиту от статического электриче­ства.

3. ТРЕБОВАНИЯ К СРЕДСТВАМ ЗАЩИТЫ, ВХОДЯЩИМ В КОНСТРУКЦИИ

3.1. Конструкция и метод установки предохранительных клапанов криогенных систем и установок должны исключать возможность обмерзания уплотнительных и других элемен­тов клапанов и обеспечивать их нормальное закрытие и восстановление плотности при снижении давления в систе­ме ниже давления срабатывания клапана.

3.2. Общая пропускная способность предохранительных клапанов должна обеспечивать сброс всего количества га­за, поступающего в аппарат и образующегося в аппарате, без повышения в нем давления более величин, оговоренных в правилах устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением.

3.3. В воздухоразделительных установках, работающих по циклу низкого давления, пропускная способность предо­хранительных клапанов, устанавливаемых на верхней колон­не, а также на других колоннах, работающих при давлении меньшем, чем давление в нижней колонне, должна быть равна или больше пропускной способности полностью откры­той арматуры, соединяющей колонны с аппаратами, рабо­тающими при более высоком давлении, и детандеров. В то же время пропускная способность предохранительных кла­панов всех колонн, кроме нижней, должна быть не менее пропускной способности вентилей подачи в эти колонны грею­щего газа при максимально возможном давлении в коллек­торе.

3.4. В воздухоразделительных установках, работающих по циклам высокого и среднего давления, пропускная спо­собность предохранительных клапанов, устанавливаемых на верхней и нижней колоннах, должна обеспечивать сброс при давлении согласно п. 3.2. всего воздуха, который может быть подан в блок разделения, с учетом временного увели­чения его расхода по сравнению с производительностью компрессора при снижении давления в коммуникациях и ап­паратах, расположенных до воздушного дроссельного венти­ля и детандера, и должна быть не менее пропускной спо­собности полностью открытого дроссельного вентиля.

3.5. Пропускная способность предохранительных клапа­нов, устанавливаемых на отсекаемых трубопроводах и ап­паратах, в которых может остаться жидкость при их отклю­чении арматурой, должна обеспечивать сброс пятикратного количества паров, которые могут образоваться от естест­венного притока тепла.

3.6. Предохранительный клапан, устанавливаемый на головке цилиндра поршневого детандера, должен исключать возможность повышения давления в цилиндре более расчет­ного при закрытом положении впускного и выпускного кла­панов. Предохранительный клапан должен обдуваться сухим газом для предупреждения обмерзания.