Многие криогенные вещества не могут существовать в жидком состоянии при комнатной температуре. Если такие жидкости при низкой температуре поместить в закрытые сосуды, а затем нагревать до температуры окружающей среды, то при достижении ими критических и сверхкритических температур в сосуде возникнут очень высокие давления. Это может привести к аварии.

При повышении температуры на Δt° давление р (кгс/см2) в сосуде, полностью заполненном сжиженным газом, можно определите по формуле

р=α*β/Δt,

где α и β — соответственно средние значения коэффициентов объемного расширения и объемного сжатия в интервале Δt приращения температуры.

Чтобы давление не превышало опасных значений, наполнение баллонов, а также транспортных цистерн и бочек должно соответствовать нормам, указанным в табл. 19

20. Безопасность работы оборудования под давлением. Предотвращение образования и взрыва горючих систем. Виды опознавательной маркировки и знаков безопасности.

На хозяйственных объектах для обеспечения производственных процессов широко используются герметические системы, находящиеся под давлением. К таким системам относятся:
1) трубопроводы для перекачки воды, горючих и негорючих жидкостей, пара, воздуха и других газообразных продуктов;
2) баллоны, содержащие сжатые, сжиженные и растворенные газы;
3) сосуды для сжиженных газов (стационарные и транспортируемые);
4) производственные и исследовательские установки с герметическими системами, находящимися под давлением.
Для того, чтобы обеспечить безопасную эксплуатацию систем повышенного давления проводится большой комплекс инженерно-технических мероприятий:
- контроль за изготовлением и состоянием герметических систем;
- предотвращение расширения жидкостей и газов в замкнутых объемах;
- предотвращение образования и взрыва горючих систем;
- использование опознавательной маркировки и знаков безопасности.
При изготовлении и эксплуатации технических систем, баллонов и сосудов, работающих под давлением, в соответствии с ГОСТ 12.2.085-85, ГОСТ 12.1.010-95, ГОСТ 12.2.052-88, ГОСТ 12.3.001-96, Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением (ПБ-15-96) и другими нормативными документами ведется контроль состояния герметических систем ультразвуковым, люминесцентным, магнитным методами, просвечиванием рентгеновскими и гамма-лучами. Кроме того, при эксплуатации герметических систем производятся периодические осмотры наружных и внутренних поверхностей трубопроводов, баллонов и сосудов с целью выявления трещин, вмятин, расслоений и других дефектов, а также проводятся механические и гидравлические испытания гидравлических систем. В некоторых случаях для оценки состояния систем, находящихся под давлением, проводятся и микроскопические исследования.
Для предотвращения расширения жидкостей в замкнутых объемах на стадии проектирования герметических систем большое внимание уделяется правильному выбору конструкционных материалов изделия, т.е. при расчете прочности изделия учитывается величина коэффициентов теплоемкости и расширения материала, его электропроводность и другие показатели.
В процессе эксплуатации баллонов, сосудов и емкостей в соответствии с правилами их эксплуатации ограничивается их наполнение нормами предприятия-изготовителя для того, чтобы предотвратить избыточный рост давления в герметических системах. Для управления работой и обеспечения безопасных условий эксплуатации герметические системы в зависимости от их назначения оснащаются запорной или запорно-регулирующей аппаратурой, указателями уровня, газоиндикаторами, приборами для измерения давления и температуры, устройствами для аварийного сброса давления (пружинными или рычажно-грузовыми клапанами, устройствами с разрушающими мембранами, импульсивными устройствами и т.д.). Взрывоопасные герметические системы оснащаются защитными системами, которые обеспечивают использование гидрозатворов, огнепреградителей, инертных газов и паровых завес.
Для обеспечения безопасной эксплуатации герметических систем, работающих под давлением, они периодически подвергаются техническому освидетельствованию (после монтажа, пуска в эксплуатацию и в процессе их эксплуатации).
Предотвращение образования и взрыва горючих систем - еще одно направление обеспечения безопасности эксплуатации герметических систем, находящихся под давлением. Горючая система – это совокупность горючего и окислителя. Самовоспламеняющиеся горючие системы взрываются сразу после соприкосновения горючего вещества с окислителем. Для взрыва несамовоспламеняющихся горючих систем необходимо наличие инициатора зажигания (открытый огонь, электрический разряд, повышение давления или температуры).
На хозяйственных объектах используются следующие способы обеспечения взрывобезопасности при эксплуатации герметических систем:
1) исключение условий образования горючих систем;

2) предотвращение горения в случае образования горючих систем;

3) локализация очага горения.

Для выделения вида опасности герметических систем нормативными документами (ГОСТ 12.4.026-87 и др.) установлены виды и порядок использования на производстве опознавательной маркировки и знаков безопасности. В качестве опознавательной маркировки используются:
- опознавательная окраска наружной поверхности трубопроводов, баллонов, сосудов;
- сигнальные цветовые кольца (полосы);
- отличительные знаки;
- предупредительные надписи и плакаты.
Опознавательная окраска трубопроводов указывает на свойства транспортируемого вещества: вода – зеленый, пар – красный, воздух – синий, газы – желтый, кислоты – оранжевый, щелочи – фиолетовый, жидкости – коричневый, прочие вещества – серый цвет. Для выделения вида опасностей на трубопроводы наносятся сигнальные цветные кольца. Так, на трубопроводы с взрыво-опасными, легковоспламеняющимися веществами наносят красные кольца, с безопасными – зеленые, с токсичными – желтые кольца.
Наружная поверхность баллонов также окрашивается в определенный цвет, а на нее наносится надпись и сигнальная полоса. Например, баллон со сжатым кислородом окрашивается голубой краской, имеет надпись «кислород» черного цвета и черную сигнальную полосу. Для горючих и негорючих газов, не обозначенных в Правилах устройства и безопасности эксплуатации сосудов, работающих под давлением (ПБ 10-115-96), предусмотрена следующая окраска: все другие горючие газы – красная, все другие негорючие газы – черная.
Резервуары и цистерны снаружи окрашиваются в светло - серый цвет, имеют надпись с названием содержимого вещества и сигнальную полосу. Например, цистерна с аммиаком имеют надпись «Аммиак, ядовитый сжиженный газ» черным цветом и желтую полосу.
Знаки безопасности разделены по ГОСТу на четыре группы: запрещающие (6 знаков), предупреждающие (11), предписывающие (12) и указательные (10 знаков). Например, запрещающий знак «Запрещается пользоваться открытым огнем» изображается в виде красного круга с белым полем внутри и символическим изображением горящей спички черного цвета, перечеркнутым красной полосой, а предупреждающий знак «Осторожно! Опасность взрыва» изображается в виде равностороннего треугольника желтого цвета с символическим изображением опасности и каймой черного цвета.
Для профилактики производственного травматизма и заболеваемости работников предприятия используются дополнительно предупредительные плакаты (учебные, инструктивные информационные и т.д.) и предупредительные надписи, например: «Стой! Опасная зона».