Giáo trình an toàn lao động và môi trường công nghiệp chương 9

Trường ĐH SPKT TP. HCM



An toàn lao động và môi trường công nghiệp

CHƯƠNG IX

AN TOÀN ĐỐI VỚI THIẾT BỊ CHỊU ÁP LỰC
IX.1 MỘ T SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢ N
IX.1.1. Thiế t bò chòu áp lực
Thiế t bò chòu áp lực là thiết bò dùng để tiến hành cá c quá trình nhiệt học , hoá học , sinh học ,
cũng như để bảo quản , vận chuyển … các mô i chất ở trạn g thái có áp suất như khí nén , khí hoá lỏng
và cá c chấ t lỏng khá c . thiế t bò áp lực gồm nhiề u loạ i khác nhau và có tên gọi riêng
IX.1.2. Nồi hơi
Nồi hơi là mộ t thiế t bò chòu áp lực . Nó là mộ t thiết bò dùng để thu nhận hơi có áp suất lớ n hơn
áp suất khí quyển để phụ c vụ cá c mục đích khá c nhau ngoà i bản thâ n nó nhờ năng lượ ng đượ c tạ o
ra do đố t nhiên liệu trong các buồng đố t .
IX.1.3. Chá y nổ
Đònh nghóa : Cháy nổ là phản ứng oxy hoá khử toả nhiệt và kèm theoMhiệ n tượng toả sáng
C
P. Htheo
Nổ hoá học là phản ứng oxy hoá khử toả nhiệt rất mạnh ,Tkè
m
khí né n có khả năng sinh
T
K
P
S
công
ĐH

ờng
ư
r
T
- Điề u kiện cần và đủ để cháy và nổ
ề hoá họ c xảy có thể xả y ra :
ộc v
u
h
t
Cháy và nổ ( hoá họ c )muốnyexả
àn y ra đều phải có điều kiện cần và đủ la : phả i có môi trường
qu
n
û
a
nguy hiểm cháy và nguồn gâ
y
chá
y
.
B
Môi trường nguy hiểm cháy chính là hổn hợp giữa chất cháy và chấ t oxy hoá ở nồng độ giới
hạn nhất đònh .
Để cháy ( nổ ) có thể xả y ra đều phải có đủ cả hai yế u tố . Nế u thiếu mộ t trong hai yếu tố thì
không thể xả y ra cháy nổ .
IX.1.4. Cách phâ n loạ i các thiế t bò chòu áp lực
Trê n quan điểm an toàn, ngườ i ta phân các thiế t bò áp lực ra thàn h cá c loại:
- Hạ áp
- Trung áp

- Cao áp
- Siê u á p
Việ c phân chia ra theo á p suấ t làm của mô i chấ t đố i vớ i các loại khác nhau là khác nhau về các
giai áp suấ t
Đối vớ i thiết bò sinh khí axetylen thì thiết bò hạ áp là thiết bò có áp suất nhỏ nhất 0,1at
- Đố i thiết bò oxy :
Loạ i hạ áp có áp suất làm việ c củ a môi chấ t lên đến 16 an toàn
Loạ i trung áp có áp suất làm việ c của môi chấ t từ 16  64 at
loại cao áp có áp suấ t làm việc củ a mô i chất lớ n hơn 64 at
IX.2. NHỮNG YẾ U TỐ NGUY HIỂM ĐÂC TRƯNG CỦ A THIẾ T BỊ CHỊU Á P LỰ C .
IX.2.1. Nguy cơ nổ
Thiế t bò chòu áp lự c làm việ c trong điều kiện mô i chất chứ a trong đó có á p suấ t khác vớ i áp suất
khí quyển do đó giữ a chúng luôn luôn có xu hướn g cân bằng áp suấ t , kèm theo sự giải phóng năng
lượn g khi điều kiện cho phép.

Trang 89

Thư viện ĐH SPKT TP. HCM -


Trường ĐH SPKT TP. HCM



An toàn lao động và môi trường công nghiệp

Nổ vậ t lý là hiện tượng phá huỷ thiế t bò để cân bằn g áp giữ a trong và ngoài khi áp suất môi
chất trong thiết bò vượ t quá trò số cho phé p đã đượ c tính trướ c đối vớ i thiết bò đã chọn hoặc do vậ t
liệu chọn không đúng , cũng như vậ t liệ u làm thành bò lão hoá , ăn mò n , khi đó ứ ng suấ t do áp lự c
môi chấ t chứa trong thiế t bò gây nê n trong thàn h bình vượ t quá trò số ứng suấ t cho phé p củ a vậ t liệ u

làm thành bình
Hiệ n tượng gia tăng ứng suấ t và á p suấ t này xảy ra do nhiều nguyên nhân
p suất tăng không kiểm soá t được do van an toàn khô ng tá c độn g hoặ c việc tá c động
van an toàn không đảm bảo làm giảm áp suất trong thiế t bò .
Tăng nhiệ t độ do bò đố t nóng quá mức, do ngọn lửa trần, bứ c xạ nhiệ t, bò va đập , nạ p
quá nhanh , phản ứng hoá học .
Tính chấ t vật liệu thay đổi do tá c động hoá học , nhiệ t họ c .
Chiề u dầy thành thiết bò thay đổ i do hiện tượn g mài mòn cơ học và mài mòn hoá họ c .
Khi nổ vậ t lý xảy ra , thôn g thườn g thiết bò phá huỷ ở điểm yếu nhấ t .
Đặ c điểm củ a nổ hoá học là áp suấ t do nổ tạo ra là rất lớ n và phá huỷ thiế t bò thà nh nhiều mả nh
nhỏ .
M
P. HC
Công sinh do nổ hoá học rất lớn và phụ thuộ c chủ yếu vàoPK
bảTnTthân chấ t nổ , tố c độ cháy của hổn
HS
g Đnó
hợp , phương thức lan truyền củ a só ng nồ , bên cạnưhờnđó
còn phụ thuộ c kết cấu của thiết bò .
r
T
à
e
IX.2.2. Nguy cơ bỏ ng
äc v
thuo
n
à
e
Thiế t bò làm việc có với môqiuchấ

y t có nhiệ t độ cao ( thấp ) đều gây ra nguy cơ bỏng .
ûn
a
B
Hiệ n tượng bỏng nhiệt xảy ra do nhiều nguyên nhân : Xì hở mô i chấ t , nổ vở thiết bò , tiếp xúc
vói thiết bò có nhiệ t độ cao không đï c bọc hoă c bò hư hỏng cách nhiệt , do vi phạm chế độ vậ n
hành , vi phạm quy trình xử lý sự cố , do cháy
Bên cạ nh đó ta còn gặp hiện tượng bỏng do nhiệt độ thấp ở các thiết bò mà mô i chấ t làm lạnh
lâ u ở áp suấ t lớn , một hiện tượng bỏng không kém phần nguy hiểm .
Hiệ n tượ ng bỏng nhiệ t ở các thiế t bò áp lực thường gây chấn thương rấ t năng do áp suất môi
chất thường rấ t lớn .
IX.2.3 . Các chấ t nguy hiểm có hại
Các thiết bò áp lực sử dụng trong côn g nghiệ p , trong nghiên cứu khoa họ c , đặc biệ t là trong
công nghiệp hoá chất thường có yếu tố nguy hiểm do cá c chất hoặc sản phẩm có tính nguy hiểm độ c
hạ i như : bụ i , hơi , khí đượ c sử dụng hay tỏ a ra trong quá trình sử dụng, khai thác thiết bò . Bản thâ n
cá c chấ t độc hại nguy hiểm này có thể gâ y ra cá c hiện tượng ngộ độ c cấp tính , mã n tính bệnh nghề
nghiệp , cũng có thể gây nên cháy , nổ làm vở thiết bò và gây nên sự cố nghiêm trọng hơn .
Hiệ n tượn g xuấ t hiện các yế u tố gây nguy hiểm, có hạ i thườ ng xảy ra do hiện tượng rò rỉ thiết
bò, đường ống, phụ tùng đườn g ống, tại các van, do nổ vỡ thiế t bò, do vi phạm chế độ làm việ c vi
phạm quy trình vân hành và xử lỳ sự cố.
IX.3. NHỮNG NGUYÊN NHÂN GÂY RA SỰ CỐ CỦA THIẾ T BỊ Á P LỰC VÀ BIỆN PHÁ P
PHÒNG NGỪA
IX.3.1. Những nguyê n nhân gâ y ra sự cố thiết bò á p lực
- Nguyên nhân kỹ thuật
+ thiết bò đượ c thiết kế và chế tạo không đảm bảo quy cách , tiêu chuẩn kó thuật , kết cấu
không phù hợp , dùn g sai vậ t liệ u , tính toán sai ( đặ c biệt tính toán độ bền ) , làm cho thiết bò
không đủ khả năng chòu lực , không đáp ứng tính toán an toàn , cho làm việc ở chế độ lâu dài dưới
tá c động của cá c thôn g số vận hành , tạo nguy cơ sự cố
Trang 90

Thư viện ĐH SPKT TP. HCM -


Trường ĐH SPKT TP. HCM



An toàn lao động và môi trường công nghiệp

+ Thiết bò quá củ , hư hỏng nặ ng . Không đượ c sửa chữa kòp thời , chấ t lượ ng sửa chữ a kém .
+ Không có thiế t bò kiểm tra đo lườ ng hoặ c thiế t bò kiểm tra đo lườn g khô ng đủ tin cậy
+ Không có cơ cấu an toàn , hoặc cơ cấu an toàn không làm việ c theo chức năn g yêu cầu
+ Đường ố ng và thiết bò phụ trợ không đảm bảo đúng quy đònh
+ Tình trạ ng nhà xưở ng , hệ thống chiế u sán g , thông tin khô ng đảm bảo khả năn g kiễm tra
theo dỏ i , vận hành xử lí sự cố mộ t cá ch kòp thờ i
- Nguyên nhân tổ chức
Là nguyên nhân liên quan đến hoạt động , trình độ hiểu biế t của con ngườ i trong quá trình tổ
chứ c khai thá c sử dụng thiế t bò . Sự hoạt động an toàn của thiế t bò phụ thuộ c và o sự hoàn thiệ n bả n
thân máy mó c nhưng chủ yếu vẩn dựa vào trình độ củ a ngườ i vận hành và ý thứ c củ a ngườ i quản li ,
những nguyê n nhân tổ chứ c bao gồm :
+ Người quả n lí thiếu quan tâm vấn đề an toàn trong khai thá c , sử dụng thiết bò chòu áp lực ,
đặ c biệ t là thiết bò làm việc vớ i ap suất thấ p , công suất và dung tích nhỏ , dẩn tớ i tình trạng quản lì
lỏng lẻ o , nhiề u khi không đăng kiểm vẫ n đưa vào hoạt độ ng .
+ Trình độ vận hành củ a công nhâ n yếu , thao tá c sai , nhầm lẫn .HCM
P.
T
T
IX.3.2. Những biện pháp phòng ngừ a sự cố thiế t bò chòu
á
p

lự
c
K
P
HS
Đ
g
- Biệ n pháp tổ chứ c
øn
Trươ
vềđònh
+ Quản lí thiết bò chòu áp lực theo cáucoquy
trong tà i liệu tiêu chuẩn quy phạm
c
ä
th
+ Đào tạo , huấn luyện
yền
u
q
ản
- Xây dựn g các tài liệuBkó thuậ t :
Các tiêu chuẩ n , quy phạm hướng dẫn vận hành là những phương tiện giúp cho việ c quản lí kó
thuật , khai thác thiế t bò một cá ch có hiệu quả và an toà n , ngăn ngừa sự cố , tai nạn lao độ ng và
bệnh nghề nghiệp .
- Biệ n pháp kó thuậ t
+ Thiết kế – chế tạo
+ Kiễm nghiệm dự phòng
+ sử a chữ a phòng ngừ a
IX.4. NHỮNG YÊ U CẦU AN TOÀN ĐỐI VỚI THIẾ T BỊ CHỊU Á P LỰ C

IX.4.1. Yêu cầ u về mặ t quản lí thiế t bò
- Nồ i hơi và thiế t bò chòu á p lự c phải đượ c đăng kí tại cơ quan thanh tra kó thuật an toàn nồi hơi
chòu trách nhiệm khám nghiệm thiế t bò đó
- Nồ i hơi thiết bò chòu áp lự c đượ c đăng kiểm phải là những thiết bò có đủ hồ sơ theo quy đònh
trong các tiêu chuẩn quy phạm
- Khôn g đượ c phép đưa vào vận hành cá c nồi hơi và thiết bò chòu áp lự c chưa đăng kiểm
- Nồ i hơi và thiế t bò chòu á p lực phải đượ c kiểm ttra đònh kì theo quy đònh
IX.4.2. Yêu cầ u đố i với thiế t kế , chế tạo , lắp đặ t và sử a chữa
- Yêu cầu đố i với thiế t kế
+ Việ c thiế t kế , chọn kế t cấ u củ a thiết bò phải xuất phát từ đặ c tính củ a mô i chấ t công tác , của
quá trình hoạt động củ a thiế t bò
+ Kế t cấu củ a thiết bò phải đảm bảo sự vững chắ c , độ ổn đònh , thao tác thuận tiện và đủ tin cậy
, tháo lắp dể và dể kiễm tra bên trong cũng như bên ngoài
+ Kế t cấu kích thướ c thiết bò phải đảm bảo độ bền
- Yêu cầu chế tạo, sửa chữa
Trang 91

Thư viện ĐH SPKT TP. HCM -


Trường ĐH SPKT TP. HCM



An toàn lao động và môi trường công nghiệp

Việ c chế tạo và sửa chữ a nồi hơi – thiế t bò chòu áp lự c chỉ đượ c phé p tiế n hành ở những nơi có
đầy đủ cá c điều kiệ n về con ngườ i , máy mó c thiế t bò gia công , côn g nghệ và điều kiện kiểm tra thử
nghiệm đảm bả o cá c quy đònh trong tiêu chuẩn quy phạm và phả i được cấ p thẩm quyền cho phé p .
Việ c chế tạo , sử a chữ a phả i đảm bả o cá c dung cho phép đố i với kích thước chi tiế t .

Công việ c liên quan tớ i hàn phải do thợ hàn có bằng hàn áp lự c tiến hành .
- Yêu cầu đố i với lắp đặ t
+ Sử dụng cá c vật liệu đã quy đònh trong thiế t kế .
+ Không đượ c tự ý cả i tiến , thay đổi hoặ c vứt bỏ cá c bộ phận chi tiế t củ a thiế t bò
+ Đảm bảo kích thướ c , khoảng cách giữa các thiết bò với nhau , giữ a các thiết bò vớ i tườn g xây
và cá c kết cấu khác củ a nhà xưở ng
+ Kiểm tra các bộ phận , chi tiết trước khi lắp đặt . Đố i vớ i cá c bộ phậ n đượ c bào quản hàng
dầu , mỡ thì phải có biệ n pháp làm sạch trước khi lắp
IX.4.3. Yê u cầ u đố i với dụ ng cụ kiểm tra và đo lườ ng
- Việ c trang bò dụ ng cụ kiễm tra đo lường là bắt buộ c đố i với nồ i hơi và thiế t bò chòu áp lực , để
Mi trừ những thay đổi có khả
giúp ngườ i vận hành theo dõ i cá c thông số làm việ c của thiế t bò nhằmHloạ
P. C
T
T
năng gây sự cố thiế t bò
K
H SP
Đ
g
Các dụng cụ kiểm tra đo lường gồm :
øn
Trươ
+ Dụ ng cụ đo áp suất , châ n không uộc về
th
+ Dụ ng cụ đo nhiệ t độ
yền
u
q
Bảnc chấ t lỏng , mứ c nhiên liệu , nhiê n liệu dạng rờ i … ) dụng cụ đo lưu

+ Dụng cụ đo mức ( mứ
lượn g.
+ Trang bò kiểm tra và đo biến biến dạn g , đo tá c độn g của áp suất và nhiệt độ .
+ Dụn g cụ kiểm tra đo lường đố i với từng dạng thiế t bò khác nhau là khá c nhau , về kiểu cách ,
chủn g loạ i và số lượng .
- Để thự c hiện chức năn g , cá c dụng cụ kiễm tra , đo lường thoả mãn yêu cầu sau :
+ Có cấp chính xác phù hợp
+ Có thang đo phù hợp
+ Có khả năn g kiểm tra sự hoạt động cũng như độ chính xá c số chỉ
+ Dể quan sá t
- Xuất phát từ yêu cầu an toàn , cá c tiêu chuẩn và quy phạm đều quy đònh
+ Không đượ c sử dụng lẫn lộn các loạ i đồn g hồ cho các loạ i mô i chất khá c nhau
+ Khô ng đượ c sử dụ ng cá c dụng cụ kiểm tra , đo lường nếu khô ng có niêm chì hoặc dấu hiệu
kiểm tra
+ Không đượ c sử dụng các loạ i thiết bò kiểm tra , đo lườ ng đã quá kiểm chuẩn
+ Không đượ c sử dung các loạ i dụ ng cụ đã hư hỏng
IX.4.4. Yêu cầ u đố i với cơ cấ u an toàn
- Cơ cấu an toà n là phương tiện bảo vệ bắ t buộ c đố i vớ i nồ i hơi và thiết bò chòu áp lực , khỏ i bò
phá huỷ khi áp suất và nhiệt độ của môi chất công tác vượ t quá giớ i hạn cho phép
- Cơ cấu an toàn có rất nhiều loại , hoạt động theo rất nhiều nguyên lí khác nhau như : tá c động
trự c tiếp , tác động gián tiếp , van kiểu đệm , nước tác động theo nguyên lí nhiệ t , màng nổ phá huỷ
. cấu tạo , cơ cấ u an toà n có thể là van kiểu lò so , kiểu đố i trọng , mà ng xé nổ , cơ cấu ngăn ngừ a
kiểu khô , kiểu ướ t , các loạ i van thô .

Trang 92

Thư viện ĐH SPKT TP. HCM -


Trường ĐH SPKT TP. HCM

An toàn lao động và môi trường công nghiệp

- Van an toàn , theo nguyên lý tá c động và cấu tạo là những cơ cấu an toà n khô ng phá huỹ và
có khả năng tái lập lại độ kín khít để duy trì sự hoạt độ ng của thiế t bò .
- Màng an toà n cũng có nhiều dạng khác nhau , đinh chì thuộ c loạ i cơ cấu an toàn có bộ phân bò
phá huỷ khi hoạ t độn g và nó không có khả năn g tá i lập lạ i độ kín khít để thiế t bò hoạt độ ng trở lại ,
sau mổi lần tác động phải ngừng máy để thay thế bộ phận hay thiết bò đã bò phá huỷ.
- Để đảm bảo khả năng bảo vệ chống nổ , vỡ thiết bò cá c cơ cấu an toàn phả i thoả mãn các yêu
cầ u sau :
+ Đảm bảo độ tin cậy khi hoạt động .
+ Đạ t độ chính xá c theo yêu cầu .
+ Đảm bảo khả năng thông thoát , tức là khả nă ng giải phóng môi chấ t . qua tiế t diện củ a van .
+ Đảm bảo độ kín khít .
+ Không gây nguy hiểm khi tá c độ ng .
- Để đảm bảo khả năng an toàn cần phải :
+ Không đượ c sử dụng các cơ cấu an toàn chưa được kẹp chì , kiểm đòmh .
+ Không sử dụ ng cơ cấu an toàn mộ t cách tuỳ tiện
HCM
TPu. an toàn , kòp thờ i thay thế các
+ Phải thườn g xuyên kiểm tra khả năng hoạt động củ aPK
cơT cấ
HS
màng an toàn , đinh chì khi hết thờ i hạn sử dụng ường Đ
r
về Tt đối tuân thủ các quy đònh củ a quy phạm hoặc của
+ khi lắp đặ t cá c cơ cấu an toàn phả
iäctuyệ

o
u
th
thiết kế .
yền
u
q
ản
IX.5. YÊU CẦ U ĐỐI VỚ IBPHỤ TÙNG ĐƯỜNG Ố NG
- Các loạ i van , van tiế t lưu , van mộ t chiều , vò i , phụ kiện đườn g ống là những chi tiế t , bộ
phân cho sự vận hành an toà n củ a thiết bò áp lự c ( đóng ngắt dòn g môi chất , chỉ cho dòng môi chấ t
đi theo một chiề u , kiểm tra mứ c , xã cáu cặn … ) .
- Chấ t lượ ng củ a van , phụ tùng , đườn g ống , cá ch bố trí lắp đặt chú ng .. có ý nghóa lớn trong
việ c bảo đảm an toàn cho ngườ i và thiết bò . Để đảm bảo mụ c tiêu này , cá c cơ cấu đóng mở , phụ
tùng dườn g ống phả i :
+ Đảm bảo độ kín khít đón g mỡ
+ Không có khuyế t tật , không rạn nứt , ren không bò hư hỏn g
+ Các van có kế t cấu phù hợp thao tá c thuận tiện .
+ Van và phụ tù ng đường ố ng phả i có nhãn hiệu rõ ràng , trên tay van phả i có mũ i tên chỉ chiều
chuyển độ ng của môi chất , đường kín trong quy ướ c , áo suất quy ước , nhiệ t độ cho phép .
khi lự a chọn van phụ tùn g đường ống phả i lưu ý trong cách chọn kiểu van , vò trí và cách lắ p đặt
.
Việ c chọ n van , phụ tùng đường ống đượ c că n cứ vào mô i chất sử dụng , tính chấ t củ a mô i chất ,
thôn g số làm việc của mô i chấ t , lưu lượng củ a môi chấ t , chức năng của van .Khi lắ p đặt phả i đúng
chiều chuyển động củ a mô i chất , đúng vò trí và số lượng .

Trang 93

Thư viện ĐH SPKT TP. HCM -