Експлуатація та ремонт систем стисненого повітря, супутня документація та енергоощадні заходи

  • З чого складається система стисненого повітря?
  • Які заходи енергозбереження може здійснювати підприємство, що експлуатує ССП?
  • Як підприємству організувати безпечну експлуатацію та ремонт обладнання стисненого повітря?
  • Які є вимоги до ремонтів, оглядів та випробувань такого обладнання?

Система стисненого повітря (ССП) — система, де повітря знаходиться під тиском, який перевищує атмосферний тиск. Використовуються ці системи для накопичення енергії, створення запасу повітря в малому об’ємі, як пневматична пружина.

Нині ССП є практично на кожному підприємстві. Їх експлуатація необхідна в таких галузях, як автомобільна, харчова, нафтохімічна, електронна, хімічна, фарбувальна промисловість.

Обладнання систем підготовки стисненого повітря

Компресорна станція (компресорний цех) — це стаціонарний комплекс для одержання стисненого повітря з метою забезпечення технологічного процесу виробничих цехів. Вона проектується з однотипних компресорів з максимальним навантаженням на кожен.

Компресорна станція має розташовуватися далеко від джерел забруднення повітря механічними домішками, газами і вологою.

Компресорна станція обладнана декількома компресорними лініями, що забезпечують гарантоване постачання споживачам стисненого повітря з урахуванням можливої нерівномірної роботи останніх. Це досягається встановленням проміжних накопичувачів пневмоенергії (ресиверів), як на самій станції, так і на її ділянках.

Якщо споживання стисненого повітря при робочому циклі обладнання рівномірне, то компресорна установка може мати мінімальний об'єм ресивера. Якщо споживання стисненого повітря порційне, вибирають установку з максимально великим об'ємом ресивера.

Стиснене повітря, що виробляється компресорним цехом, надходить у зовнішні (міжцехові) мережі — подається в магістральні трубопроводи, а від них розподільними трубопроводами — до цехів-споживачів. Діаметри трубопроводів повинні бути оптимальними з точки зору забезпечення мінімальних втрат енергії.

Швидкість стисненого повітря в магістральних і розподільних повітропроводах не повинна перевищувати 6 м/с. Якщо вона становить 9 м/с, витрати електроенергії зростають на 2%.

Мережа трубопроводів має бути розділена на секції з можливістю відключення окремих секцій за допомогою запірної регулюючої арматури. При цьому бажано застосовувати дистанційне керування електромагнітними вентилями.

Обладнанням компресорної станції (цеху) може бути (рисунок 1):

Принципова схема компресорної станції:
Рис. 1. Принципова схема компресорної станції:

Компресор. Машини, що стискають повітря понад 3 бар (1,0 бар = 1,0197 кгс/см2), називаються повітряними компресорами. За принципом роботи компресори поділяються на: поршневі, ротаційні, відцентрові та осьові. Застосування того чи іншого типу компресора залежить від конкретних умов, в яких він має працювати.

Компресорна установка характеризується: тиском повітря; продуктивністю компресора, що виражається обсягом всмоктуваного повітря в одиницю часу; потужністю двигуна, який приводить у дію компресор.

Компресорні установки стисненого повітря становлять небезпеку вибуху і руйнування при перегріві стінок циліндрів через високу температуру стисненого повітря та підвищення тиску.

Фільтр — елемент, який дозволяє очистити повітря, що потрапляє в ССП. Повітряний фільтр для стисненого повітря призначений для роботи в діапазоні температур від 1,5 до 65 °С. Він розроблений таким чином, щоб завдяки великій площі фільтрації досягти мінімального перепаду тиску і продовжити термін служби обладнання.

Ресивер — металева міцна ємність для акумуляції пневмоенергії та згладжування пульсації тиску.

На видному місці ресивера повинна бути прикріплена заводом-виготовлювачем металева пластинка з нанесеними тавруванням паспортними даними:

  • найменування заводу-виготовлювача;
  • заводський номер посудини;
  • рік виготовлення;
  • робочий тиск;
  • допустима температура стінок посудини.

Охолоджувач необхідний для зниження температури стисненого повітря, що подається з компресора в систему, адже при стисненні повітря істотно нагрівається.

Сепаратор — пристрій для очищення стисненого повітря та відділення конденсату, який утворюється у пневматичній системі. Працює за принципом центрифугування, що дозволяє видаляти з робочого середовища до 99% вологи й аерозолів.

Осушувач забезпечує видалення парів вологи з отриманого стисненого повітря до точки роси.

Можливості енергозбереження компресорного устаткування

Устаткування для одержання/використання стисненого повітря знайшло широке застосування в сучасній промисловості. Його універсальність, простота та доступність призвели до появи міфу, що стиснене повітря — дешеве благо. Однак насправді це найдорожче джерело енергії, адже зі 100 одиниць електроенергії, які надходять на двигун повітряного компресора, тільки 10–20% виконують реальну корисну роботу. По суті, компресор являє собою електронагрівач із ККД, близьким до 80%, який як побічний продукт виділяє в систему повітря під високим тиском.

Коментар експерта

Ще на стадії проектування завжди варто серйозно розглядати альтернативні можливості, щоб уникати використання устаткування на стисненому повітрі у виробничих цехах підприємства.

Охолодження повітря в процесі стиснення необхідне як з безпекової, так і з економічної точки зору. Чим інтенсивніше охолодження, тим менше витрачається електроенергії на стиснення повітря і тим вищий ККД компресора.

Правила експлуатації компресорів вимагають, щоб температура повітря в нагнітаючому патрубку після кожної ступені стиснення не перевищувала 170 °С.

Найбільш поширена система охолодження повітряних компресорів — водяна, що коштує промисловим підприємствам недешево. Заради економії в якості кінцьових холодильників використовують апарати повітряного охолодження.

Потенціал енергозберігаючих заходів (таблиця 1) для компресорного устаткування ССП досить великий, і їх можна застосувати практично на кожному підприємстві.

ходи енергозбереження у ССП
Таблиця 1. Заходи енергозбереження у ССП

Як бачимо, середні заощадження перевищують 43%, при цьому усереднений період повернення інвестиції — менше одного року.

Рекомендовані енергоощадні заходи наведено у схемі 1.

Схема 1

Організація безпечної експлуатації та ремонту обладнання стисненого повітря

Безпечну експлуатацію та ремонт обладнання стисненого повітря регламентують «Правила охорони праці під час експлуатації обладнання, що працює під тиском», затверджені наказом Міністерства соціальної політики України №333 від 05.03.2018, зареєстровані в Міністерстві юстиції за № 433/31885 від 10.04.2018.

Роботодавець, який експлуатує обладнання під тиском, повинен забезпечити утримання його у справному стані, безпечну експлуатацію та ремонт шляхом організації належного технічного обслуговування, технічного огляду, експертного обстеження у випадках, передбачених законодавством, та ремонту власними силами або шляхом укладання договору з іншим суб'єктом господарювання на виконання певних робіт.

__________
Аналіз вимог нового Технічного регламенту обладнання, що працює під тиском, читайте у № 3 і №4 (2019)

 З цією метою роботодавець зобов'язаний:

  • призначити наказом працівника, відповідального за справний стан, безпечну експлуатацію та ремонт обладнання, який пройшов навчання та перевірку знань з охорони праці у встановленому порядку;
  • розробити та затвердити виробничі інструкції для персоналу, який обслуговує та ремонтує обладнання стисненого повітря, на підставі інструкцій з монтажу й експлуатації виробника або постачальника обладнання;
  • для персоналу, на який покладено обов'язки з обслуговування та ремонту обладнання, визначити певний механізм, згідно з яким йому доручається ведення ретельного спостереження за дорученим устаткуванням шляхом його огляду, перевірки справності арматури, контрольно-вимірювальних приладів (КВП), запобіжних клапанів, засобів сигналізації та захисту, живильних пристроїв;
  • організувати періодичну перевірку знань виробничих інструкцій персоналом;
  • забезпечити проведення технічних оглядів, експертного обстеження обладнання стисненого повітря у випадках, передбачених законодавством, виробничими інструкціями у визначені терміни.

На час відсутності працівника, відповідального за справний стан і безпечну експлуатацію обладнання (відпустка, відрядження, хвороба), виконання його обов'язків має бути покладено на іншого працівника відповідним наказом.

Права та обов’язки відповідального за справний стан, безпечну експлуатацію та ремонт обладнання стисненого повітря викладено у схемі 2.

Схема 2

Не дозволяється доручати обслуговуючому та ремонтному персоналу, який знаходиться на чергуванні, виконання інших робіт під час своєї зміни, не передбачених виробничими інструкціями.

Ремонт обладнання стисненого повітря

Залежно від особливостей, ступеня неполадок і пошкоджень устаткування стисненого повітря, а також трудомісткості ремонтних робіт проводять поточний (плановий) або капітальний ремонт.

Поточний ремонт — це мінімальний за обсягом вид ремонту, під час якого мають бути ліквідовані дрібні пошкодження і забезпечена нормальна експлуатація обладнання до чергового планового ремонту.

Капітальний ремонт пов'язаний з тимчасовим припиненням роботи окремої незалежної частини ССП та проводиться при значному пошкодженні обладнання.

Підходи до обладнання, а також робоче місце для ремонту або демонтажу устаткування повинні бути звільнені від сторонніх предметів і підготовлені для укладання деталей і матеріалів, необхідних для проведення ремонтних робіт.

Вивід в ремонт обладнання здійснюється після підготовки робочих місць, відповідно до умов безпечного виконання робіт.

Ремонт обладнання під тиском слід виконувати відповідно до вимог технічної документації, до складу якої мають входити технічні умови на ремонт. Ризики для обслуговуючого та ремонтного персоналу від основних видів небезпеки під час експлуатації, ремонту обладнання під тиском і його складових частин мають бути зведені до мінімуму за рахунок виконання запобіжних заходів, спрямованих на усунення прогнозованих ризиків і забезпечення безпеки.

Виведення обладнання під тиском в ремонт здійснюється працівником, відповідальним за справний стан і безпечну експлуатацію, відповідно до графіка ремонтів, затвердженого роботодавцем, у разі необхідності проведення ремонту — в порядку, встановленому роботодавцем. Проведення ремонту обладнання під тиском здійснюється за нарядом-допуском.

Профілактичний (поточний) ремонт і заміна зношених деталей компресорних установок, ресиверів, фільтрів, сушарок стисненого повітря проводиться не рідше 1 разу на 6 місяців.

При зовнішньому огляді та подальшому ремонті проводиться перевірка:

  • компресорів (чистка та змащування підшипників, огляд торцевих ущільнень, перевірка затягування болтів кріплення тощо);
  • фільтрів, їх герметичності та функціональних можливостей;
  • ресиверів, їх герметичності;
  • системи трубопроводів, запірної та регулюючої арматури;
  • інших засобів ССП.

При поточному ремонті систем виконуються:

  • підтяжка торцевого ущільнення, затягування болтів кріплення, центрування компресорів;
  • підтяжка сальникових ущільнень запірної арматури, видалення бруду;
  • усунення негерметичності фільтрів, заміна фільтруючого матеріалу.

При капітальному ремонті ССП здійснюються:

  • набивка або донабивка сальників запірної арматури, заміна окремих деталей або повна заміна засувок;
  • фарбування;
  • ремонт компресорів з розкриттям, розбиранням і заміною деталей, за необхідності;
  • ремонт ресиверів, їх чистка;
  • усунення негерметичності трубопроводів.

Обладнання, що вийшло з ремонту, вважається прийнятим в експлуатацію після перевірки його технічного стану, проведення випробувань в робочому режимі (обкатки):

  • після поточного ремонту — протягом 8 годин;
  • після капітального ремонту — протягом 72 годин.

Здача в ремонт та приймання з ремонту устаткування стисненого повітря оформлюється записом у «Журналі здачі в ремонт і приймання з ремонту устаткування», що знаходиться на робочому місці відповідального за експлуатацію компресорної станції (цеху).

Після проведення ремонту відомості про виконані роботи із зазначенням місць ремонту та доданими ремонтними кресленнями, відомості про застосовані матеріали із зазначенням номерів документів вносяться у журнал нагляду (паспорт) ССП.

Зварювальні роботи, що проводяться під час ремонту обладнання під тиском, мають виконуватися відповідно до вимог комплекту документів на технологічні процеси зварювання.

У разі застосування в одному з'єднанні сталей різних марок механічні властивості металу шва мають відповідати властивостям сталі з більшою границею міцності.

Марки присадних матеріалів, флюсів і захисних газів зазначаються в технічних умовах на ремонт обладнання під тиском.

Можливість і механізм зварювання за температури повітря нижче 0 °C установлюються технічними умовами на ремонт обладнання під тиском.

Огляди та випробування обладнання стисненого повітря

Технічний огляд обладнання стисненого повітря складається із зовнішнього, внутрішнього оглядів та гідростатичного випробування.

Огляди та гідростатичне випробування обладнання стисненого повітря має за мету перевірку міцності елементів обладнання під тиском і щільності з'єднань. Обсяг, методи і періодичність технічних оглядів і гідростатичних випробувань посудин стисненого повітря мають бути визначені підприємством-виробником і зазначені в журналі нагляду (паспорті) та інструкції з монтажу, експлуатації та ремонту.

 Для проведення техогляду обладнання має бути зупинено не пізніше терміну, зазначеного в технічній документації.

При технічному огляді допускається використовувати методи неруйнівного контролю, зокрема, метод акустичної емісії.

Періодичний техогляд обладнання стисненого повітря проводиться у терміни, визначені експлуатаційними документами виробника, але не рідше:

  • одного разу на 4 роки — зовнішній і внутрішній огляди;
  • одного разу на 8 років — гідростатичне випробування.

Якщо за умовами виробництва неможливо надати обладнання під тиском для огляду в зазначений термін, роботодавець зобов'язаний надати його достроково або припинити експлуатацію.

Гідростатичне випробування обладнання під тиском проводиться тільки при задовільних результатах зовнішнього і внутрішнього оглядів.

Техогляди та гідростатичні випробування обладнання стисненого повітря проводяться:

  • перед пуском в роботу заново змонтованого обладнання;
  • після відпрацювання нормативного строку експлуатації;
  • після аварії на обладнанні стисненого повітря або його елементах, якщо це вимагається обсягом відновлювальних робіт;
  • після ремонту із застосуванням зварювання;
  • перед пуском обладнання після перебування його на консервації більше двох років.

Гідростатичне випробування обладнання має проводитись водою з температурою не нижче 5 °C і не вище 40 °C. При заповненні обладнання стисненого повітря водою, повітря має бути видалене повністю.

При роботі всередині обладнання стисненого повітря (внутрішній огляд, ремонт, чищення) слід застосовувати безпечні світильники з напругою не вище 12 В, при вибухонебезпечних середовищах — у вибухонебезпечному виконанні.

При зовнішньому і внутрішньому оглядах і гідростатичних випробуваннях обладнання слід звернути увагу на виявлення можливих тріщин, надривів, випинів, корозії на внутрішніх і зовнішніх поверхнях стінок, слідів парування та пропусків у зварних, клепаних і вальцьованих з'єднаннях.

За результатами оглядів та випробувань складаються технічні звіти (протокол випробувань, акт приймання), які затверджуються в порядку, визначеному технічними умовами та інструкціями.

Огляди та випробування проводяться техперсоналом самого підприємства або залученими до проведення оглядів і випробувань акредитованими випробувальними лабораторіями, органами з інспектування.

Заборонено

Якщо при технічному огляді та випробувані обладнання під тиском виявлені дефекти, що викликають сумнів у його міцності, або дефекти, причину яких встановити важко, робота такого обладнання має бути заборонена.

Якщо при техогляді та випробуванні обладнання виявлені поверхневі тріщини або нещільності (теча, сліди парування тощо) у місцях зварювання, вальцювання або клепаних швах, перед їх усуненням підчеканкою, підваркою, підвальцьовуванням мають бути проведені дослідження дефектних з'єднань на відсутність міжкристалітної корозії спеціалізованою організацією.

Ділянки, уражені міжкристалітною корозією, слід видалити.

Результати випробувань відображаються в журналі нагляду (паспорті) обладнання стисненого повітря. До журналу додаються акти і протоколи оглядів, випробувань і приймання в експлуатацію.

Робоча документація з експлуатації та ремонту обладнання стисненого повітря на підприємстві

Кожне обладнання під тиском повинно супроводжуватись експлуатаційною документацією. Вітчизняні виробники, постачальники (імпортери) обладнання під тиском або його складових частин закордонного виробництва мають забезпечити обладнання експлуатаційними документами, табличками і маркуваннями, викладеними державною мово.

До журналу нагляду (паспорту) мають прикладатися настанови (інструкції) з монтажу, експлуатації та ремонту, що містять вимоги до відновлення і контролю металу в період розрахункового терміну служби.

Журнал нагляду (паспорт) і настанови (інструкції) з монтажу, експлуатації та ремонту мають складатися державною мовою.

На кожному агрегаті, посудині має бути прикріплена маркувальна табличка з маркуванням, нанесеним ударним способом (схема 3).

Схема 3

Крім того, разом із журналом нагляду (паспортом) зберігається така документація:

  • креслення загального вигляду з основними габаритними розмірами, технічними характеристиками;
  • копії документів (або виписки з них) про якість металу, що використовувався під час виготовлення;
  • відомості про присадний матеріал (результати випробування наплавленого металу чи копії документів (або виписки з них) про якість електродів);
  • відомості про результати контролю якості зварювання металоконструкції.

У приміщенні компресорної станції (цеху) на видному місці біля щитів і шаф управління, де зазвичай розташовується оператори компресорної станції, має бути стенд, де розміщуватимуться:

  • виробнича інструкція з технічного обслуговування обладнання стисненого повітря та інструкція з охорони праці (другі примірники інструкцій з підписами всіх працівників про ознайомлення мають зберігатися у відповідальної за експлуатацію об'єкту особи);
  • принципові схеми трубопроводів, запірної та регулюючої арматури компресорної станції із зазначенням порядкового номера (до кожної одиниці арматури має бути прикріплена металева бирка із зазначенням порядкового номера, який відповідатиме принциповим схемам).

На компресорну станцію (цех) стисненого повітря слід заводити вахтовий (змінний) журнал, у який вахтовим персоналом вносяться дані про стан обладнання. У цей журнал також записуються всі розпорядження особи, відповідальної за об'єкт.

На кожне обладнання стисненого повітря слід заводити ремонтний журнал, в який працівником, відповідальним за справний стан і безпечну експлуатацію обладнання під тиском, вносяться дані про виконані ремонтні роботи, використані матеріали, зварювання і зварників, про зупинку обладнання під тиском на чистку або промивку. Також відображаються результати оглядів обладнання під тиском, гідравлічних випробувань, чисток із зазначенням дефектів, виявлених у періоди ремонтів.

Дозвіл на експлуатацію обладнання компресорної станції (цеху)

Закон України «Про охорону праці» передбачає, що роботодавець повинен одержати дозвіл на експлуатацію устаткування підвищеної небезпеки (машин, механізмів стисненого повітря).

Дозвіл видається на безоплатній основі Державною службою України з питань праці, яка є центральним органом виконавчої влади, що реалізує державну політику у сфері промислової безпеки та охорони праці.

Постановою Кабінету Міністрів від 26.10.2011 №1107 затверджено Порядок видачі дозволів на виконання робіт підвищеної небезпеки та на експлуатацію машин, механізмів, устаткування підвищеної небезпеки.

Крім заяви на отримання документів дозвільного характеру до Держпраці подається висновок експертизи щодо додержання вимог законодавства з питань охорони праці та промислової безпеки під час експлуатації заявлених машин, механізмів, устаткування стисненого повітря та їх відповідності вимогам зазначеного законодавства.

Термін дії дозволу на експлуатацію машин, механізмів та устаткування підвищеної небезпеки становить 5 років.

У разі коли протягом строку дії дозволу роботодавцем не порушено його умов, термін дії такого дозволу продовжується на наступні 5 років на підставі заяви роботодавця та оригіналу дозволу. Якщо ж не було дотримано вимог законодавства з питань охорони праці, промислової безпеки при експлуатації обладнання, строк дії дозволу припиняється.

Підставою для анулювання дозволу є:

  • заява роботодавця або уповноваженої ним особи про анулювання дозволу;
  • припинення юридичної особи (злиття, приєднання, поділ, перетворення або ліквідація) або підприємницької діяльності фізичною особою – підприємцем;
  • виявлення у поданих роботодавцем документах недостовірних відомостей щодо виконання вимог промислової безпеки при експлуатації устаткування підвищеної небезпеки;
  • виникнення аварії, вибуху, пожежі, нещасного випадку, якщо в акті розслідування встановлено, що причиною такої події стало недодержання вимог промислової безпеки та/або законодавства про охорону праці під час експлуатації устаткування підвищеної небезпеки, на які видано дозвіл;
  • створення перешкод під час проведення посадовими особами центрального органу виконавчої влади з нагляду за охороною праці, або його територіального органу, перевірки додержання вимог промислової безпеки та законодавства щодо охорони праці під час експлуатації устаткування підвищеної небезпеки, на які видано дозвіл.