 Βιβλιοθήκη
|
||
 |
2.2.9 Μηχανικές εκρήξεις 2.2.9.1 Γενικά Μηχανική έκρηξη είναι το αποτέλεσμα της διάρρηξης οποιουδήποτε δοχείου υπό πίεση. Η απλούστερη και πιο γνωστή μηχανική έκρηξη είναι το σπάσιμο ενός μπαλονιού. Το θέμα είναι τεράστιο και περιλαμβάνει λέβητες, πιεστικά δοχεία, αεροθαλάμους, φιάλες αερίων και βόμβες. Οι μηχανικές εκρήξεις μπορεί να προκληθούν από βαθμιαία υπερπίεση και υπερβολική τάση ενός δοχείου, από μείωση της αντοχής του ως αποτέλεσμα θέρμανσης, από διάβρωση ή μηχανική ζημιά ή από έκρηξη (χημική ή φυσική) εντός του δοχείου που θα προκαλέσει τουλάχιστον μια στιγμιαία υπερπίεση. Φαινόμενα αρκετά σχετικά με τις μηχανικές εκρήξεις, που περιλαμβάνονται σε αυτό το κεφάλαιο, είναι: • Καταστροφές που προκαλούνται από υδρόσφυρα (υδραυλικό πλήγμα). • Τραυματισμοί και καταστροφές που προκαλούνται από απρόσεκτα ανοίγματα πιεστικών δοχείων, όπως αυτόκλειστα και χύτρες ταχύτητας. Οι καταστροφές που προκαλούνται από τη διάρρηξη ενός πιεστικού δοχείου εξαρτώνται πολύ από το περιεχόμενο του. Η διάρρηξη ενός πιεστικού δοχείου που περιέχει αέρα είναι πολύ περισσότερο καταστροφική από μία όμοια διάρρηξη με περιεχόμενο το νερό, λόγω της πολύ μεγαλύτερης συμπιεστότητας του αέρα. Τα θραύσματα ενός δοχείου με αέρα επιταχύνονται σε υψηλές ταχύτητες και συμπεριφέρονται ως βλήματα ή θραύσματα βόμβας. Η διάρρηξη, όμως, ενός δοχείου γεμάτου με ένα υγρό, όπως το νερό, απορροφά από μόνη της την περισσότερη ενέργεια που είναι αποθηκευμένη στο συμπιεσμένο υγρό. Η αποθηκευμένη ενέργεια ενός συμπιεσμένου υγρού απελευθερώνεται γρήγορα, έτσι που η δύναμη του συμπιεσμένου υγρού έχει ελάχιστο χρόνο εφαρμογής πάνω στα θραύσματα, ώστε να τους προσδώσει μεγάλη ταχύτητα. Αυτό ισχύει στην περίπτωση που το υγρό είναι κρύο και η τάση ατμών του υγρού είναι χαμηλή. Εάν, όμως, το περιεχόμενο του δοχείου είναι ένα υγροποιημένο αέριο με πίεση ή ένα θερμό υγρό με θερμοκρασία μεγαλύτερη από το σημείο βρασμού του σε ατμοσφαιρική πίεση, τότε το βράζον υγρό θα εξακολουθήσει να εξασκεί δυνάμεις στα θραύσματα αρκετό χρόνο μετά τη διάρρηξη, έτσι που αυτά να αποκτήσουν μεγάλη ταχύτητα. 2.2.9.2 Αυτόκλειστα Οι κίνδυνοι από τη χρήση αυτόκλειστων (αυτόκαυστων) και χυτρών ταχύτητας ξεκινούν από το γεγονός ότι αυτές οι συσκευές πρέπει να ανοίγονται και να κλείνονται συχνά και έτσι είναι εφοδιασμένες με καπάκια που στερεώνονται με ταχυσύνδεσμούς. Αν δεν κλεισθεί καλά το καπάκι, μπορεί να απελευθερωθεί και να εκτοξευθεί από την εσωτερική πίεση. Αν, επίσης, ανοιχτεί πριν από την πλήρη εξαέρωση του αυτόκλειστου, το άτομο που το χειρίζεται κινδυνεύει να τραυματισθεί σοβαρά ή να σκοτωθεί. Τα κύρια μέτρα ασφάλειας σε αυτές τις περιπτώσεις είναι: • Πρόβλεψη για μηχανισμούς που κάνουν αδύνατη τη θέρμανση ή την αύξηση της πίεσης του αυτόκλειστου, αν δεν έχει κλειστεί καλά το καπάκι. • Πρόβλεψη για μηχανισμούς που δεν επιτρέπουν το άνοιγμα του αυτόκλειστου πριν την πλήρη αποσυμπίεσή του. • Τακτικούς ελέγχους του αυτόκλειστου. • Κατάλληλη εκπαίδευση και επίβλεψη των χειριστών. 2.2.9.3 Λέβητες και πιεστικά δοχεία Στη σημερινή εποχή συμβαίνουν πολύ λιγότερες εκρήξεις λεβήτων παρά στις αρχές του αιώνα, παρόλο που οι θερμοκρασίες και οι πιέσεις λειτουργίας ήσαν πολύ χαμηλότερες τότε. Έτσι, για παράδειγμα, το 1914 οι λέβητες λειτουργούσαν σε μέγιστη πίεση 19 bar και μέγιστη θερμοκρασία 315°C, ενώ σήμερα οι αντίστοιχες τιμές είναι 340 bar και 600°C. Η μείωση των ατυχημάτων οφείλεται στο γεγονός ότι μπήκαν σε εφαρμογή πολλές τεχνολογικές βελτιώσεις με τη μορφή νόμων και κωδίκων πρακτικής, όσον αφορά το σχεδιασμό, την κατασκευή, τη λειτουργία και τη συντήρηση τέτοιων μονάδων, ιδιαίτερα μετά από μερικές καταστροφικές και πολύνεκρες εκρήξεις. Σημαντικό ρόλο έπαιξε, επίσης, η γνώση που αποκτήθηκε στο διάστημα αυτό γύρω από την κατεργασία του νερού τροφοδοσίας, ώστε αυτό να γίνει κατάλληλο για την ομαλή λειτουργία λεβήτων υψηλής πίεσης. Δυο όμοιοι λέβητες ή πιεστικά δοχεία (ίδια πίεση και θερμοκρασία λειτουργίας) τοποθετημένοι σε δύο διαφορετικά εργοστάσια είναι δυνατό να εμφανίζουν σημαντικές διαφορές σε λίγο καιρό από άποψη κατάστασης. Οι διαφορές αυτές οφείλονται συνήθως στην ικανότητα και ευσυνειδησία του προσωπικού συντήρησης, που αν λείπουν, μπορεί να οδηγήσουν στην αστοχία ενός δοχείου σε σύντομο χρόνο. Το ικανό προσωπικό είναι λοιπόν ο κρίσιμος παράγοντας για τη μακροζωία και ασφάλεια ενός πιεστικού δοχείου και όχι μόνο. Η κύρια αιτία ατυχημάτων σε πιεστικά δοχεία είναι η διάβρωση, η απόβρωση ή και τα δύο. Τα αποτελέσματα της διάβρωσης μπορεί να είναι οπές ή χαραγές εντοπισμένες σε ορισμένα σημεία ή σε μεγάλη έκταση. Η διάβρωση μεγάλης επιφάνειας του κελύφους μπορεί να προκαλέσει σημαντική μείωση του πάχους του τοιχώματος. Ορισμένες αιτίες διάβρωσης έχουν σχέση με την ίδια την παραγωγική διαδικασία, άλλες όμως μπορούν να αποφευχθούν. Για παράδειγμα, δοχεία που περιέχουν διαβρωτικές ουσίες καταστρέφονται πιο γρήγορα, αν το περιεχόμενο ανακινείται με αναδευτήρα ή με την εισαγωγή ατμού ή αέρα. Σε πρώτο στάδιο μία τοπική διάβρωση μπορεί να μη φαίνεται σοβαρή, καθώς όμως το πάχος του τοιχώματος μειώνεται, το κέλυφος υφίσταται μεγαλύτερη τάση εφελκυσμού, ακόμη και σε κανονικές συνθήκες. Όσο η τάση μεγαλώνει, τόσο αυξάνεται η διάβρωση, φτάνοντας τελικά σε απότομη ρήξη (Σχ. 2.16). Η διάβρωση χωρίς τάση είναι απίθανο να προκαλέσει ξαφνική θραύση ενός μεταλλικού αντικειμένου.
Σχήμα 2.16: Διαδοχικές φάσεις στην αστοχία ενός υλικού σε διάγραμμα τάσης (σ) -παραμόρφωσης (ε): Η ελαστική συμπεριφορά ακολουθείται από αυξανόμενη μη αντιστρέψιμη πλαστική παραμόρφωση έως το σχηματισμό ρωγμής, η διεύρυνση της οποίας οδηγεί τελικά στη θραύση του υλικού. Ορισμένα μεταλλικά ελάσματα είναι εντελώς ακατάλληλα για τη θέση που τα προορίζουμε. Έτσι, ενώ μπορεί να είναι πολύ αξιόπιστα σε συνθήκες χωρίς τάση, αποτυχαίνουν συχνά ταχύτατα σε συνθήκες υπό τάση. Για παράδειγμα μία μεγάλη χημική βιομηχανία χρησιμοποιούσε κάποτε δισκία ανοξείδωτου χάλυβα για μέτρηση της διάβρωσης σε ένα μεγάλο θερμαινόμενο πιεστικό δοχείο από χυτο-χάλυβα. Όταν μετά από χρόνια χρειάστηκε αντικατάσταση του δοχείου, παράγγειλαν αυτή τη φορά ένα δοχείο από τον ίδιο ανοξείδωτο χάλυβα που χρησιμοποιούσαν στα δισκία, εφόσον είχε αποδειχθεί η ικανοποιητική αντοχή του στο συγκεκριμένο περιβάλλον. Μετά από μερικές ημέρες λειτουργίας, όμως, ο χειριστής παρατήρησε διαρροή από το πάχος 1 ίντσας τοίχωμα, οπότε μείωσε την πίεση και σταμάτησε τη λειτουργία του δοχείου. Η εξέταση έδειξε πολλές ρωγμές στον ανοξείδωτο χάλυβα. Η ουσία που περιείχε το δοχείο προκαλούσε ταχεία περικρυ-σταλλική διάβρωση του μετάλλου με εφαρμογή τάσης. 'Οταν τα μέταλλα υφίστανται επαναλαμβανόμενες τάσεις που φθάνουν στα όρια αντοχής τους, τελικά θραύονται από το φαινόμενο που είναι γνωστό ως κόπωση των υλικών. Υπερβολικές τάσεις αναπτύσσονται, επίσης σε δοχεία που δεν μπορούν να διασταλούν ή συσταλούν ελεύθερα σε θερμοκρασιακές μεταβολές. Αν αυτές οι τάσεις συμβαίνουν συχνά, θα πρέπει να αναμένεται θραύση από κόπωση των μετάλλων. Τα πιεστικά δοχεία τοποθετούνται συχνά σε θέσεις που δεν επιτρέπουν την είσοδο από τις ανθρωποθυρίδες για επιθεώρηση των εσωτερικών επιφανειών και αυτός είναι ένας λόγος που οι διαβρώσεις δεν γίνονται έγκαιρα αντιληπτές. Αν ένα δοχείο στηρίζεται σε τσιμεντένιες βάσεις, η διαφορά των συντελεστών διαστολής του σκυροδέματος και του χάλυβα μπορεί να προκαλέσει ρωγμές του σκυροδέματος ακριβώς κάτω από το δοχείο. Εκεί επιπλέον συσσωρεύονται σκόνη και υγρασία που προκαλούν διαβρώσεις στο δοχείο. Βουλωμένες ή με οποιοδήποτε τρόπο αχρηστευμένες ασφαλιστικές βαλβίδες μπορούν επίσης να οδηγήσουν σε ατύχημα. Είναι δυνατό, επίσης, να ρυθμιστούν οι ασφαλιστικές βαλβίδες πολύ ψηλά σε σχέση με την επιτρεπόμενη πίεση του δοχείου, έτσι που να διαρραγεί το δοχείο, αν η πίεση ξεπεράσει τα όρια αντοχής του. Μπορούν τέλος να οδηγήσουν σε σοβαρά προβλήματα ή και ατυχήματα, ελαττωματικά υλικά, όπως εσωτερικές ατέλειες σε λαμαρίνες και χυτά μέρη και κακή κατασκευή, όπως ασθενείς συνδέσεις και κολλήσεις, που μπορεί να φαίνονται ικανοποιητικές στην εμφάνιση, αλλά έχουν πρόβλημα από ατελή ηλεκτροσυγκόλληση, σκουριά, υπερβολικό πορώδες ή ψαθυρότητα. Συνοπτικά, οι εκρήξεις και αστοχίες των πιεστικών δοχείων είναι συνήθως το αποτέλεσμα μίας ή περισσότερων από τις ακόλουθες αιτίες: • Λάθη κατά το σχεδιασμό, κατασκευή και εγκατάσταση. • Απαράδεκτη λειτουργία και ανεπαρκής εκπαίδευση των χειριστών. • Διάβρωση ή απόβρωση μετάλλων. • Αστοχία ή εμπλοκή μηχανισμών ασφάλειας. • Υδρόσφυρα (υδραυλικό πλήγμα). • Έλλειψη ικανοποιητικής και συχνής επιθεώρησης. • Ακατάλληλη εφαρμογή του εξοπλισμού. • Έλλειψη σχεδιασμένης προληπτικής συντήρησης, και • Εσωτερική (φυσική ή χημική) έκρηξη. Για τις κυλινδρικές φιάλες που διατηρούν αέρια υπό πίεση, υπάρχει μια σειρά από μέτρα που πρέπει να λαμβάνονται για την ασφάλεια τους, ανάλογα με το περιεχόμενο: Εύφλεκτα αέρια > Αποθηκεύετε τις φιάλες μακριά από άλλα αέρια σε καλά αεριζόμενο χώρο > Αποφεύγετε τις διαρροές. Ο έλεγχος των διαρροών να γίνεται με σαπουνόνε-ρο (αραιό διάλυμα απορρυπαντικού σε νερό) στα σημεία σύνδεσης ή και στις σωληνώσεις. Η εμφάνιση φυσαλίδων προδίδει την παρουσία διαρροής στο συγκεκριμένο σημείο. Ποτέ μη χρησιμοποιείτε φλόγα για τον εντοπισμό διαρροής εύφλεκτου αερίου. >Εφόσον υπάρχουν διαρροές, αποφύγετε οποιαδήποτε πηγή ανάφλεξης και αερίστε καλά το χώρο. >Απαγορεύεται το κάπνισμα σε χώρους αποθήκευσης εύφλεκτων ή σε χώρους που αυτά χρησιμοποιούνται. >Σε ορισμένες εγκαταστάσεις είναι ιδιαίτερα χρήσιμη η τοποθέτηση των φιαλών εύφλεκτων αερίων σε ειδικές μεταλλικές θήκες υψηλής θερμικής αντοχής εφοδιασμένες με κατάλληλους αισθητήρες θερμοκρασίας. > Εάν θερμανθεί μια φιάλη (π.χ. ασετυλίνης) ακολουθείστε τα εξής βήματα: • Κλείστε τη βαλβίδα (χρησιμοποιώντας προστατευτικά γάντια) και απομακρύνετε τη φιάλη από τη θερμή περιοχή. • Εάν τμήμα της φιάλης είναι θερμότερο, ψυξτε το με νερό. • Εάν η φιάλη είναι ιδιαίτερα θερμή, καταβρέξτε τη με νερό από ασφαλή απόσταση. • Συνεχίστε την ψύξη μέχρι η φιάλη να ψυχθεί ικανοποιητικά. >Σε περίπτωση πυρκαγιάς, ο ασφαλέστερος τρόπος κατάσβεσης είναι η διακοπή της παροχής αερίου. Στην αντίθετη περίπτωση δημιουργούνται εύφλεκτα νέφη. Κλείστε τη βαλβίδα χρησιμοποιώντας προστατευτικά γάντια. >Οι φιάλες εύφλεκτων αερίων να χρησιμοποιούνται πάντοτε με ειδική βαλβίδα αντεπιστροφής, διότι διαφορετικά υπάρχει κίνδυνος έκρηξης της φιάλης. >Χρησιμοποιείστε το περιεχόμενο σε χαμηλή πίεση. Οξειδωτικά αέρια > Λειτουργείτε τις βαλβίδες σε χαμηλή πίεση. >Κρατάτε το σύστημα παροχής (π.χ. τις σωληνώσεις) καθαρό από λάδια ή ακαθαρσίες. > Δεν πρέπει να λαδώνετε το σύστημα παροχής. > Χρησιμοποιείτε υλικά που είναι αποδεδειγμένα συμβατά με το περιεχόμενο, δηλαδή υλικά που δεν αναφλέγονται. > Αποφεύγετε την είσοδο σε κλειστούς χώρους, όπου πιθανόν υπάρχει οξυγόνο σε υψηλές συγκεντρώσεις. Ελέγχετε την ατμόσφαιρα των χώρων αυτών με ειδικά φορητά όργανα ανίχνευσης. > Ειδικά για το οξυγόνο, πρέπει να αποφεύγεται η χρήση του, εάν για την ίδια δουλειά μπορεί να χρησιμοποιηθεί πεπιεσμένος αέρας ή άλλα αέρια. Αδρανή αέρια > Αερίζετε καλά τους κλειστούς χώρους, διότι οι διαρροές δημιουργούν έλλειμμα οξυγόνου και είναι δυνατό να προκαλέσουν ασφυξία. Τοξικά, ερεθιστικά, διαβρωτικά αέρια > Ελέγχετε τακτικά φιάλες και σωληνώσεις για πιθανές διαρροές. > Χρησιμοποιείτε προστατευτικό εξοπλισμό (π.χ. μάσκες). > Ο χειρισμός των φιαλών να γίνεται από εκπαιδευμένο προσωπικό. Γενικά μέτρα που πρέπει να εφαρμόζονται σε όλες τις περιπτώσεις πεπιεσμένων αερίων, είναι: > Χρησιμοποιείτε τις φιάλες για το σκοπό που κατασκευάστηκαν (όχι ως υποστηρίγματα ή κυλίνδρους κύλισης). > Η αποθήκευση και ο χειρισμός τους δεν θα πρέπει να μειώνει τη μηχανική τους αντοχή (αποφυγή κτυπημάτων, τομών,διάβρωσης). > Αποθηκεύσατε τις φιάλες σε καλά αεριζόμενους χώρους, μακριά από βροχή, χιόνι ή καύσιμα. > Τα βαρεία αέρια συγκεντρώνονται στο πάτωμα και είναι πιθανό ο εξαερισμός οροφής να μην αρκεί. > Μην αποθηκεύετε φιάλες χωρίς επισήμανση του περιεχομένου τους. > Μη διατηρείτε περισσότερες φιάλες από τις απαραίτητες σε χώρους εργασίας. Φύλαξη κατά προτίμηση κοντά σε πόρτες και μακριά από διαδρόμους διαφυγής ή δυσπρόσιτα σημεία. > Σημειώστε τις φιάλες που εκτέθηκαν σε πυρκαγιά και αναφέρατε το γεγονός στον προμηθευτή σας. Τέτοιες φιάλες είναι δυνατό να έχουν χάσει την αντοχή τους. > Χρησιμοποιείτε τα κατάλληλο εργαλεία κατά τη σύνδεση των φιαλών (π.χ. κάβουρα ή κλειδί κατάλληλου διαμετρήματος και μήκους). Μην παρασφίγγετε το μειωτήρα πάνω στη φιάλη γιατί είναι δυνατό να καταστραφούν οι βόλτες. > Για να σφίξετε μια βαλβίδα διακόψτε τη λειτουργία της φιάλης. > Κλείνετε τη βαλβίδα, όταν η φιάλη δεν λειτουργεί. > Κρατάτε τις συνδέσεις καθαρές. Ελέγχετε τακτικά την κατάσταση τους. > Συνδέετε μόνον τον κατάλληλο εξοπλισμό για δεδομένη χρήση. > Βεβαιωθείτε για το περιεχόμενο μιας φιάλης πριν τη χρήση. Οι κατασκευαστές έχουν υιοθετήσει έναν χρωματικό κώδικα για το είδος των φιαλών (π.χ. κόκκινο για το υδρογόνο, πράσινο για το άζωτο, γκρίζο για τα αδρανή, κίτρινο για την ασετυλίνη κ.λπ). Διαβάζετε πάντοτε τις οδηγίες και τα σήματα με προσοχή. > Επιστρέφετε τη φιάλη στον προμηθευτή με κλειστή τη βαλβίδα και με το προστατευτικό κάλυμμα. Να παραμένει πάντοτε μικρή ποσότητα αερίου μέσα στη φιάλη ώστε να αποφεύγεται η είσοδος αέρα και υγρασίας. 2.2.9.4 Ασφαλιστικές βαλβίδες Παρά τα μέτρα ασφάλειας που εφαρμόζονται σε διάφορες διεργασίες, συμβαίνει συχνά, είτε λόγω αστοχίας του εξοπλισμού, είτε λόγω λανθασμένου χειρισμού, οι συνθήκες λειτουργίας να μεταβάλλονται πέρα από τα επιτρεπτά όρια. Η ανύψωση της εσωτερικής πίεσης, είτε άμεσα (π.χ. λόγω αυξημένης παροχής), είτε έμμεσα (π.χ. λόγω ανύψωσης τη θερμοκρασίας που προήλθε από ανεπαρκή ψύξη), οδηγεί σε υπερβολική φόρτιση σωληνογραμμών μεταφοράς ή δοχείων. Η πίεση είναι δυνατόν τότε να ξεπεράσει την αντοχή των τοιχωμάτων, με αποτέλεσμα τη καταστροφή τους και την απελευθέρωση ενδεχομένως επικίνδυνων χημικών (εύφλεκτων, διαβρωτικών ή τοξικών). Όλα τα πιεστικά δοχεία πρέπει να είναι εφοδιασμένα με μέσα προστασίας από υπερπίεση και ο κατασκευαστής πρέπει να δίνει πλήρη κατάλογο με τον αριθμό, το μέγεθος και τη θέση κάθε τέτοιου μηχανισμού. Η καλύτερη αντιμετώπιση από άποψη ασφάλειας θα ήταν η τοποθέτηση ασφαλιστικών μηχανισμών σε κάθε σημείο ενός πιεστικού συστήματος. Κάτι τέτοιο, όμως, είναι και δαπανηρή υπόθεση, αλλά επιπλέον απαιτεί σημαντική προσπάθεια από την πλευρά του μηχανικού/μελετητή για τη διαστασιολόγηση των βαλβίδων και των σωληνώσεων, την επιλογή κατάλληλων υλικών για τις ασφαλιστικές σωληνώσεις και την ορθή τοποθέτηση των σωληνώσεων. Ένα σοβαρό σφάλμα, που γίνεται σε περιπτώσεις επέκτασης μιας μονάδας, είναι η σύνδεση των επιπρόσθετων ασφαλιστικών βαλβίδων με το κεντρικό ασφαλιστικό σύστημα που έχει, όμως, σχεδιασθεί για μικρότερες απαιτήσεις. Έχουν αναφερθεί δυο τουλάχιστον ατυχήματα με διαφυγή μεγάλων ποσοτήτων εύφλεκτων ατμών που συνοδεύτηκαν από εκρήξεις, οι οποίες προκλήθηκαν από τη χρήση ακατάλληλων υλικών κατασκευής των συστημάτων προστασίας από υπερπίεση. Τα συστήματα αυτά καλούνται σε μερικές περιπτώσεις να λειτουργήσουν σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες (π.χ. -30°C), που προκαλούνται από το ψυκτικό αποτέλεσμα της εκτόνωσης και της εξάτμισης του περιεχόμενου του δοχείου κατά τη δίοδο του από μια ασφαλιστική βαλβίδα. Σε τόσο χαμηλές θερμοκρασίες οι περισσότεροι χάλυβες έχουν αυξημένη ευθραυστότητα, που σε συνδυασμό με τις τάσεις που προκαλούνται από τη συστολή λόγω ψύξης, μπορεί να οδηγήσει σε διάρρηξη τους. Πρέπει, λοιπόν, όταν σχεδιάζεται ένα τέτοιο σύστημα, να μελετώνται συστηματικά τα υλικά κατασκευής και οι τάσεις που οφείλονται σε χαμηλές θερμοκρασίες και μεγάλες ταχύτητες εξόδου. Οι κυριότερες από τις αιτίες υπερπίεσης που πρέπει να αντιμετωπίζονται έγκαιρα, ώστε να μην οδηγούν σε ατυχήματα είναι: • Υδρόσφυρα (υδραυλικό πλήγμα). • Ατμόσφυρα. • Εσωτερικές φυσικές ή χημικές εκρήξεις. • Ταχείες εξώθερμες αντιδράσεις, που δεν μπορούν να θεωρηθούν ως εκρήξεις. Για την ανακούφιση ενός συστήματος από ασυνήθιστα υψηλές πιέσεις, ανάλογα με τη φύση των υλικών που περιέχονται σε αυτό (αέρια, υγρά ή διφασικό σύστημα), χρησιμοποιούνται βαλβίδες ελατηρίου ή δίσκοι θραύσης (Σχ. 2.17) που ενσωματώνονται στον εξοπλισμό. Οι διατάξεις αυτές εκτονώνουν το περιεχόμενο στην ατμόσφαιρα ή σε ειδικά σχεδιασμένο σύστημα διαχείρισης του εκλυόμενου ρευστού (π.χ. σε πύργο κατακράτησης ή πυρσό). Η λειτουργία των βαλβίδων με ελατήριο βασίζεται σε ένα ελατήριο συγκεκριμένης σταθεράς που επιλέγεται εξ αρχής, έτσι ώστε να συμπιέζεται, όταν η εσωτερική πίεση φτάσει το 10% της κανονικής πίεσης λειτουργίας. Μάλιστα, για να αποφευχθεί η επικίνδυνη αλλαγή της βαλβίδας από κάποιον αναρμόδιο, βιδώνεται στο επάνω μέρος ειδικό προστατευτικό κάλυμμα. Υπάρχουν δύο τύποι τέτοιων βαλβίδων, ο συμβατικός τύπος και ο τύπος αντισταθμιστικού ασκού. Ο πρώτος τύπος χρησιμοποιείται σε συστήματα χαμηλών σχετικά πιέσεων, άρα και χαμηλών πιέσεων ενεργοποίησης. Για μεγαλύτερες πιέσεις, είναι σκόπιμη η χρήση του δεύτερου τύπου βαλβίδας, στο επάνω μέρος της οποίας υπάρχει ασκός, ο οποίος μπορεί να εκτονώνει τον αέρα όταν αυτός συμπιέζεται στο εσωτερικό του. Οι δίσκοι θραύσης αποτελούνται από ένα μεταλλικό φύλλο, ανθεκτικό στη διάβρωση, το οποίο σχεδιάζεται έτσι ώστε να σπάζει σε μια συγκεκριμένη πίεση και χρησιμοποιούνται ξεχωριστά ή σε συνδυασμό με τις βαλβίδες ελατηρίου. Οι δίσκοι θραύσης χρησιμοποιούνται μόνοι τους, όταν απαιτείται να διατηρηθεί η γραμμή εκτόνωσης ανοικτή μετά την εκτόνωση.
Σχήμα 2.17: Τύποι ανακουφιστικών διατάξεων. Οι δίσκοι θραύσης αποτελούνται από ένα μεταλλικό φύλλο, ανθεκτικό στη διάβρωση, το οποίο σχεδιάζεται έτσι ώστε να σπάζει σε μια συγκεκριμένη πίεση και χρησιμοποιούνται ξεχωριστά ή σε συνδυασμό με τις βαλβίδες ελατηρίου. Οι δίσκοι θραύσης χρησιμοποιούνται μόνοι τους, όταν απαιτείται να διατηρηθεί η γραμμή εκτόνωσης ανοικτή μετά την εκτόνωση. 2.2.9.5 Υδρόσφυρα και ατμόσφυρα Η υδρόσφυρα συμβαίνει σε ένα κλειστό σύστημα σωληνώσεων, όταν μεταβάλλεται απότομα η ταχύτητα ενός υγρού λόγω: • Ξαφνικού ανοίγματος ή κλεισίματος μιας βαλβίδας ή άλλου μηχανισμού ελέγχου της ροής, ή • Απότομης εκκίνησης, σταματήματος ή αλλαγής της ταχύτητας μιας αντλίας. Η υδρόσφυρα συνοδεύεται συχνά από δυσάρεστο θόρυβο, αλλά το κυριότερο αποτέλεσμα μιας ξαφνικής αλλαγής της ταχύτητας είναι μια απότομη αύξηση της πίεσης στη σωλήνωση, που μπορεί να προκαλέσει ζημιές στις σωληνώσεις, τις αντλίες, τις ασφαλιστικές βαλβίδες και άλλους μηχανισμούς.
|
|
