книги / Основы технологической безопасности производств энергонасыщенных материалов и изделий

Правила утверждаются вышестоящим государственным органом (агентство, министерство) и согласовываются с ЦК профсоюза, Главным санитарным врачом, МВД и Министерством юстиции.

Правила состоят из шести разделов: I. Введение, общие положения.

II. Общие правила.

III. Специальные меры безопасности в отдельных производствах.

IV. Обеспечение безопасности при испытании.

V. Работа с отходами и бракованной продукцией.

VI. Учет, хранение и транспортирование огне- и взрывоопасных веществ, составов и изделий из них.

Рассматривая технологическую безопасность в производстве порохов и СТРТ, опустим разделы I и II, касающиеся общих положений (инструкции, техническая и технологическая документация, требования к оборудованию, вентиляции и т.п.); исключим из рассмотрения и пункты, касающиеся ВВ, пиротехнических составов иизделий, инициирующихвеществ и боеприпасов.

Разделы III, V, VI рассмотрим с точки зрения того, как конкретные свойства порохов, в том числе получаемые при тестировании, преломляются в конкретные требования правил эксплуатации. Аналогичный подход был использован при анализе правил устройства, когда мы в качестве ключевого элемента правил рассмотрели роль тротилового эквивалента.

5.2.1. Дымные пороха

Как указывалось ранее, дымный порох при испытании на чувствительность к радару оказывается менее опасным, чем пироксилин и нитроглицериновые пороха. Однако по чувствительности к искре, возникающей при ударе металлических предметов, дымный порох очень опасен. Эти свойства пороха налагают особые требования по построению технологического

151

процесса и, в частности, по предотвращению искрообразования

ископления зарядов статического электричества.

Вправилах указаны специальные требования:

♦по проверке компонентов пороха, калиевой селитры, угля, серы на отсутствие посторонних предметов (фильтрация, просейка);

♦применению тары из неискрящихся материалов;

♦обязательной дополнительной просейке возвратных отходов;

♦регулярной (не реже одного раза в месяц) переборке и мытьюпластмассовых шаров, применяемыхв шаровых мельницах;

♦устройству рельсовых путей для вагонеток, въезжающих

впроизводственные здания, из цветного металла, очистке колеи внутри здания, вагонетки и ее колес от пыли влажным способом во всех случаях при выезде вагонетки из здания.

В правилах предусматривается разбивание пороховых плиток только деревянным молотком, смоченным водой.

Зарядка конвертов перед прессованием и разборка после прессования должна проводиться на специальных деревянных столах, обитых кожейи электропроводной техпластиной (резиной).

Все выпускные печки должны быть выполнены из электропроводного материала (пленки, резины); электропроводные покрытия столов и печки должны быть заземлены.

5.2.2.Производство пироксилина и коллоксилина

Основную опасность в производстве нитратов целлюлозы представляют загорания. Пожароопасны такие фазы производства, как сушка и транспортировка целлюлозы; при транспортировке образуется значительное количество целлюлозной пыли, усиливающей эту опасность.

Пожароопасными являются и фазы нитрации и стабилизации. Загорание в нитраторах, на круговых аппаратах, в центри-

152

фугах опасны еще и тем, что при этом выделяется большое количество окислов азота, создающих опасность отравления.

Самую большую опасность в производстве представляют высохшие пироксилин и коллоксилин, они становятся чувствительны к удару, искре и трению. Волочение тары по неубранному пироксилину, загорание высохшего пироксилина в плохо промытых трубопроводах приводило к взрывам с тяжелыми последствиями. Аварии по этим причинам дали повод для выработки ряда обязательных требований правил эксплуатации, которые остаются во всех редакциях и изданиях. Эти требования предусматривают:

1)недопущение накопления пыли целлюлозы при работе рыхлительных и резательных аппаратов;

2)тщательный контроль отсутствия несмоченного волокнистого материала на поверхности кислоты в нитраторах

ивытеснительных аппаратах рекуперации;

3)аварийную вентиляцию с 12-кратным обменом воздуха на фазе нитрации;

4)запрет на хранение кислой нитроклетчатки в мутильниках и вытеснителях без залива ее водой;

5)измельчение нитроклетчатки в мельницах только под

водой;

6)запрет подачи острого пара в лаверы при неработающих мешалках;

7)влажность измельченной нитроклетчатки, предназначенной для хранения, должна быть не менее 25 %;

8)инструмент в здании хранения нитроклетчатки должен быть из цветного металла или деревянным.

Наконец как отголосок реальных событий один из пунктов правил гласит: «В помещении хранения нитроклетчатки запрещается волочение предметов по полу, а также трение

иудары их друг о друга и проведение каких-либо посторонних работ».

153

5.2.3. Производство пироксилиновых и сферических порохов, сгорающих гильз и зарядов из них

На фазах получения порохов требования по безопасности резко возрастают по сравнению с фазами производства нитроклетчатки.

Замкнутые объемы аппаратов способствуют при загорании быстрому росту давления. Спиртоэфирный растворитель, будучи легколетучим растворителем, при неблагоприятных условиях может создать в помещении взрывоопасные концентрации паров. При движении в процессах сушки, мешки и укупорки больших масс пороха существенно возрастает вероятность электризации, пылеобразования и россыпей. Указанные факторы требуют более тщательной разработки технических мер по обеспечению технологической безопасности.

Для всех помещений в производстве пироксилиновых и сферических порохов, сгорающих гильз и зарядном производстве важнейшим условием является поддержание относительной влажности, температуры и влажности полов для защиты от статического электричества.

Исправность заземления оборудования, коммуникаций, приспособлений и инструмента должна систематически (по графику) проверяться с регистрацией в журналах.

Для предотвращения перехода загорания во взрыв все замкнутые аппараты для работы с порохами должны быть оборудованы вышибными поверхностями или разрывными мембранами, рассчитываемыми из условий dр/dτ соответствующих обеспечению безопасных условий для каждого конкретного аппарата.

Особые требования установлены для участков рекуперации растворителей:

♦ массовая концентрация паров растворителя в поступающей на установки паровоздушной смеси должна быть не более 30 г/м3, а по эфиру – не более 16 г/м3;

154

♦на газоходах должны быть установлены либо мембраны, либо прерыватели взрывной волны;

♦для транспортировки паровоздушной смеси каждая рекуперационная установка должна иметь резервный вентилятор;

♦для исключения самовозгорания активированного угля температурные режимы регенерации должны строго соблюдаться и поддерживаться автоматически.

В помещениях, где осуществляется работа с порохами, не допускается попадание на порох прямых солнечных лучей. Окна должны быть застеклены матовыми стеклами или закрашены светлой краской.

На всех фазах производства порохов предусматриваются меры, исключающие подсыхание пленок, крошек, сметок или пыли продуктов на оборудовании в помещении. Влажность продуктов поддерживается строго по регламенту.

В производственных помещениях регулярно (по графику) проводится генеральная уборка с пуском и проверкой систем пожаротушения, промывкой водой пола, стен, потолка, аппаратов, коммуникаций и газоходов. Генеральная уборка принимается комиссией и оформляется либо актом, либо журнальной записью.

Возвратные отходы, поступающие в мешатель, строго контролируются на наличие в них посторонних предметов на специальном латунном наклоне с освещенностью 300 лк.

При прессовании на периодических прессах загрузку пороховой массы в изложницу проводят не менее чем в пять приемов,

сподпрессовкой и выдержкой под давлением не менее 2 с. Это необходимо для исключения запрессовки воздуха в изложницу и последующего разогрева пороховой массы при компрессии.

На фазе сушки технологические операции должны выполняться особенно внимательно.

Отбор образцов, перемешивание и выгрузка пороха после сушки должны осуществляться после прекращения подачи нагретого воздуха и после охлаждения пороха до температуры

155

не выше 25 °С. Это требование, как указывалось ранее, связано сповышением чувствительности пироксилиновых порохов к удару и трению с повышением температуры.

На фазе флегматизации критическим фактором является электризация, поэтому заземление оборудования и загрузочной воронки должно регулярно проверяться.

Контроль заземления важен и при упаковке пороха; здесь заземляются тара, весы и засыпное устройство. Заземление – объект особого внимания и на аппаратах Г-ЗФ, особенно при выгрузке пороха из ящиков.

На фазе механизированной мешки также предусматриваются меры по защите от статического электричества и механического воздействия на порох. Транспортерные ленты, применяемые в оборудовании, должны быть изготовлены из электропроводной резины, а для предотвращения попадания посторонних металлических предметов вместе с порохом в аппараты мешки предусматриваетсяобязательнаяустановкаметаллоотсекателей.

В производстве сферических порохов требования безопасности на фазах сортировки, сушки, мешки, развешивания и упаковки аналогичны требованиям в производстве пироксилиновых порохов.

Отличаются по требованиям к безопасности фазы отгонки растворителя и фазы хранения и переработки нитроглицериновой массы.

Процесс отгонки растворителя должен осуществляться автоматически. Нитроглицериновая масса должна храниться в отдельном помещении, где относительная влажность не менее 65 %.

5.2.4. Производство сгорающих гильз

Кроме пироксилина в производстве используется ТНТ, поэтому необходимо соблюдать меры безопасности, предусмотренные для работы с тротилом, как в твердом, так и в расплавленном состоянии.

156

К таким мерам безопасности относятся следующие:

1)предельно допустимая температура расплавленного тро-

тила – 105 °С;

2)время пребывания расплавленного тротила в ванне станка намотки не должно превышать 120 ч, после чего остатки тротила отправляются на уничтожение;

3)удаление в конце каждой смены наплывов тротила на навойниках (горячей водой или пароводяной смесью);

4)удаление пироксилино-целлюлозного полотна из ванны тротила в случае перерыва в намотке более 5 мин;

5)допустимая температура подаваемого пара на участок плавки тротила и намотки гильз не должна превышать 135 °С;

6)применение инструмента только из цветного металла;

7)пропарка станков калибровки гильз пароводяной смесью каждую смену.

5.2.5. Производство баллиститных порохов

Особые меры по технологической безопасности в производстве баллиститных порохов вызываются содержанием в них нитроглицерина, наличием его паров в процессе вальцевания и сушки, скоплением нитроглицеринового конденсата на поверхностях оборудования, стенах и потолке помещения, в вентиляционных системах.

Такие операции, как вальцевание и прессование, осуществляются при достаточно высоких температурах (90 °С), поэтому все факторы, приводящие к дополнительному разогреву пороховой массы, чрезвычайно опасны из-за быстрого нарастания температуры до критической (180 °С) и последующего воспламенения. Явления воспламенения на ранних стадиях становления непрерывногопроизводстванередко завершалисьпереходом горенияво взрыв.

В настоящее время комплекс технологических мер позволил практически исключить взрывы в производстве баллиститных порохов, и большинство этих мер являются обяза-

157

тельными требованиями правил эксплуатации. Так, при изготовлении нитроэфиров особое внимание обращается на следующие правила и требования:

1)обязательность точного соответствия оборудования утвержденным проектам и паспортам;

2)строгое соблюдение режимов перемешивания и температурных режимов. В случае повышения температуры и тем более при появлении бурых паров в контрольном сепараторе продукт немедленно вытесняется на инжектирование;

3)при работе по инжекторному способу запрещается вручную регулировать расход кислот во время ведения процесса нитрации; воздух, применяемый для перемешивания реакционной массы в аппаратах, должен быть очищен от влаги и масел;

4)запрещается переносить нитроэфиры из здания в здание вручную; исключения составляют пробы на анализ не более 20 г по массе;

5)производство должно быть дистанционно управляемым

сполным выводом людей (работники находятся на пульте управления).

Перечень требований не ограничен перечисленными выше. Кроме этого, он включает порядок устранения отклонений от нормального хода технологического процесса. К таким требованиям относятся устранение проливов нитроэфиров, порядок хранения нитроглицерина до передачи его на фазу варки, требования к смазочному материалу, используемому для смазки кранов и других мест, соприкасающихся с продуктом, требования к системе блокировки и т.д.

«Варка» пороховых смесей и их отжим от воды. Безо-

пасность на этих фазах обеспечивается при соблюдении основных требований именно к этим участкам производства. Здесь мы имеем потенциальную опасность появления высохших подтеков пороховой массы, подсохшей крошки после отжимного аппарата, которые имеют развитую поверхность, способную гореть с большой скоростью и даже переходить во взрыв.

158

На участке ввода компонентов в варочные котлы в ряде рецептур используются ВВ, что требует соответствующего оформления этих операций. В частности, загрузка в мешатели (котлы) должна осуществляться только во влажном виде или

ввиде суспензии.

Ксальникам перекачивающих насосов предъявляются требования по непрерывному охлаждению их водой.

Вальцевание порохового полотна. Несмотря на то, что

внепрерывном процессе производства требования по влажности

кполуфабрикату после вальцев существенно смягчены (3–3,5 %), эта фаза производства остается по-прежнему пожароопасной, что подтверждается статистикой.

«Вспышки» на вальцах – результат целого ряда причин, иногда проявляющихся одновременно. К ним относятся:

♦подача в процесс неразогретых возвратных отходов;

♦неисправность металлоотсекателей, питателей, питателей вальцев, транспортных средств;

♦неисправность формующих колец и дисковых ножей;

♦перерывы в питании вальцев.

Содержание в хорошем состоянии оборудования на этой фазе – залог безаварийной работы.

Сушка пороховой таблетки. Безопасность на фазе сушки обеспечивается при обязательном соблюдении двух условий:

1)исправности сушилки (шнековой или барабанной);

2)систематической профилактики против скопления конденсата нитроэфиров на стенах, потолке и оборудовании. Это достигается регулярным обжигом помещения и оборудования и смазкой всех трущихсячастейаппарата(шестерни, цепи, ролики).

Прессование. В настоящее время процесс прессования хорошо изучен, тщательно диагностируется на пульте с помощью компьютера, поэтому взрывы на прессах перешли в разряд редких событий. Отметим некоторые важнейшие требования по безопасности.

159

Первоочередными действиями персонала являются проверки перед запуском на исправность и функционирование системы пожаротушения (БАПС), устройства автоматического отключения пресса при запредельных нагрузках прессования (для каждого состава).

Подаваемый в процесс полуфабрикат после сушилки должен обязательно проходить через металлоотсекатель.

Перед пуском пресса в работу должна производиться обязательная проверка специальным щупом зазора между ребордами винта и втулкой пресса, во избежание недопустимых люфтов при работе.

После окончания процесса прессования пороховая масса из пресса и раструба должна быть вытеснена инертной массой.

Большой практический опыт зафиксирован в правилах по времени остановки пресса без разгрузки, в случае каких-либо неисправностей на предыдущих фазах. Это время не должно превышать 3 ч.

В случае неисправности в работе собственно пресса, сопровождающейся высокими нагрузками прессования, пресс останавливается, раструб отсоединяется и после охлаждения отправляется для выжигания на площадку сжигания.

Механическая обработка порохов. Чертежи на заряд из баллиститного пороха предусматривают в ряде случаев механическую обработку заготовок – сверление, торцовку, фрезерование и обточку. Обработку осуществляют дистанционно на специальных станках.

Дефектоскопия, бронирование, механическая обработ-

ка. При дефектоскопии важнейшим требованием безопасности является исключение контакта устройств электронной аппаратуры с топливом. Так, для изделий со скоростью горения 20 мм/с и выше контакт кассет преобразователей с топливом яв-

ляется опасным.

Подача и перемещение изделий массой более 20 кг должна быть механизирована.

160