ПАМЯТКА-3 ДЛЯ ПРЕДПРИЯТИЙ-ЗАКАЗЧИКОВ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫХ МЕМБРАН И МЕМБРАННЫХ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ А.М.Какурин, Н.Е.Ольховский

А.М. Какурин, генеральный директор ООО «НИПВФ «Тензор», кандидат технических наук
Н.Е. Ольховский, эксперт, кандидат технических наук

В дополнение к предыдущим Памяткам 1 и 2 с целью оказания практической помощи предприятиям-заказчикам в оптимизации принимаемых ими решений по подготовке и оформлению технических заданий на предохранительные мембраны и мембранные предохранительные устройства (МПУ), требующиеся для оснащения (дооснащения, переоснащения) находящихся в эксплуатации опасных производственных объектов, работающих под давлением, а также по заказам МПУ (мембран) и допуску их к эксплуатации авторами подготовлен тематический обзор «Мембранные предохранительные устройства», который издаётся в виде отдельной брошюры.

Разделы обзора: Вводная часть; Область применения; Опыт применения; Мембраны, давление срабатывания которых определяется расчётным путём (предостережение); Мембраны, давление срабатывания которых определяется по результатам ститистического контроля (предостережение); Мембраны, давление срабатывания которых устанавливается по результатам неразрушающего контроля (предпочтение); Наиболее распространённые недостатки и негативные последствия заполнения предприятиями-заказчиками форм технических заданий, введенных Правилами ПБ 03-583-03 (предостережение); Техническое задание на предохранительные мембраны и мембранные предохранительные устройства; Разъяснения и рекомендации по оформлению технических заданий на предохранительные мембраны и мембранные предохранительные устройства; Наиболее известные производители предохранительных мембран и мембранных предохранительных устройств (отечественные предприятия и зарубежные фирмы); Положительный опыт изготовления и приёмо-сдаточных испытаний мембран; Предлагаемый порядок допуска МПУ (мембран) к эксплуатации; Контрольные испытания мембран; Заключение.

В тематическом обзоре в качестве предостережения обращено внимание предприятий-заказчиков на то, что допуск к эксплуатации мембран и МПУ с такими мембранами, давление срабатывания которых определяется предприятием-изготовителем расчётным путём или по результатам т.наз. «статистического контроля», сопряжён с негативными, в том числе опасными, последствиями: ложное (преждевременное) срабатывание мембран при давлении ниже Ртреб.мин. и несрабатывание отдельных мембран (фактически заглушек) при опасном повышении давления в объектах применения таких мембран.

На давление срабатывания мембран оказывают большое влияние много разных факторов: механические свойства материалов, используемых для изготовления мембран (фольга, лента, лист), анизотропия свойств и область их рассеяния, неоднородность структуры и неравномерность термической обработки, неметаллические (в том числе газовые) включения, исходная толщина и разнотолщинность заготовок, утонение заготовок в процессе их формообразования, способы и режимы формообразования заготовок, условия закрепления мембран, режимы их нагружения, температурные условия и т. д. Установить результирующее влияние всех факторов на давление срабатывания мембран расчётным путём практически невозможно. Поэтому расхождения (несовпадения) расчётных и фактически получаемых данных практически неизбежны, что подтверждается не только данными предприятий, эксплуатирующих (эксплуатировавших) такие мембраны, но и результатами судебно-технических экспертиз по фактам аварий и несчастных случаев из-за допуска к эксплуатации мембран и МПУ с такими мембранами, давление срабатывания которых определялось расчётным путём.

Т.наз. «статистический контроль» мембран в процессе их изготовления на практике сводится к следующему:

- из каждой партии испытаниям подвергаются мембраны, отобранные случайным образом (до проведения испытаний давление срабатывания мембран остаётся неизвестным);
- по результатам разрушающих испытаний мембран, отобранных случайным образом, давление срабатывания, распространяющееся на все мембраны в изготовленной партии, определяется и указывается в виде вероятностного интервала от Рмин. до Рмакс. (при этом давление срабатывания каж-дой неиспытанной мембраны в партии остаётся неизвестным): испытаны одни случайные образцы - получены одни результаты, из той же партии испытаны другие случайные образцы - получены другие результаты, испытано разное количество образцов, отобранных случайным образом, - получены разные результаты. Естественно, что такой контроль предопределяет не только возможность, но и неизбежность срабатывания отдельных мембран из партии при давлении, выходящем за требуемые пределы, что подтверждается не только данными предприятий, эксплуатирующих (эксплуатировавших) такие мембраны, но и результатами судебно-технических экспертиз по фактам аварий и несчастных случаев из-за допуска к эксплуатации мембран и МПУ с такими мембранами, давление срабатывания которых определялось по результатам «статистического контроля».

Чтобы предприятия-заказчики не подвергали себя неоправданному риску, допуская к эксплуатации мембраны и МПУ с такими мембранами, давление срабатывания которых (установленное расчётным путём или по результатам «статистического контроля») выходит (может выйти) за требуемые пределы, в тематическом обзоре предложено предприятиям-заказчикам в технических заданиях на требующиеся им МПУ (мембраны) предусматривать обязательность:

- установления и указания предприятием-изготовителем давления срабатывания каждой мембраны в партии (по результатам неразрушающего контроля);
- представления предприятием-изготовителем протокола приёмо-сдаточных испытаний, проведенных с соблюдением следующего условия: из изготовленной партии испытаниям подвергаются мембраны, отобранные не случайным образом, а те из них, минимальное и максимальное давление срабатывания которых (установленное по результатам неразрушающего контроля) не выходит за требуемые пределы (Ртреб.мин....Ртреб.макс.), указанные в техническом задании.

Такая обязательность была предусмотрена ранее действовавшим руководящим документом РД 03-15-92 (3). Выдержки из указанного документа:

- Настоящий документ разработан с целью гарантированного предотвращения опасных перегрузок избыточным и (или) вакуумметрическим давлением сосудов, цистерн, баллонов, бочек, другого технологического оборудования и трубопроводов. Указанная цель достигается путём оснащения оборудования и трубопроводов мембранными предохранительными устройствами (МПУ) с гарантированной точностью срабатывания мембран, обеспечиваемой неразрушающим контролем мембран в процессе их изготовления;
- При подготовке документа проанализировано состояние действующей нормативно-технической документации, изучен и использован передовой отечественный и зарубежный опыт, учтена техническая возможность изготовления предохранительных мембран с гарантированной точностью срабатывания;
- Контроль за изготовлением мембран осуществляется Госгортехнадзором России путём проведения периодических обследований предприятий-изготовителей;
- Контроль за эксплуатацией мембран осуществляется органами Госгортехнадзора путём проведения периодических обследований предприятий-потребителей мембран;
- Цель обследования - обеспечение гарантированной защиты оборудования от опасных перегрузок давлением путём оснащения его мембранными предохранительными устройствами, соответствующими требованиям руководящего документа РД 03-15-92;
- По результатам обследования составляется акт-предписание, в котором указываются выявленные недостатки и срок их устранения. В акте-предписании указывается также срок представления предприятием в орган Госгортехнадзора письменного уведомления об устранении отмеченных недостатков.

Обследования предприятий-изготовителей мембран проводились с учётом технической возможности установления по результатам неразрушающего контроля давления срабатывания каждой изготовляемой мембраны с допуском, т. е. отклонением фактического давления срабатывания Рфакт. от давления срабатывания Рнк, установленного по результатам неразрушающего контроля, менее 1% (4...7).

Анализ представленных в Госгортехнадзор России материалов первого целевого обследования предприятий-изготовителей и предприятий-потребителей МПУ (мембран) показал, что на ряде подконтрольных предприятий выявлены такие недостатки и нарушения, необходимость устранения которых требует принятия неотложных мер (8). По мере выявления допускавшихся предприятиями недостатков органами Госгортехнадзора до ввода в действие Правил ПБ 03-221-98 (9) оперативно принимались соответствующие меры по устранению выявленных недостатков и обеспечению гарантированной защиты объектов от опасных перегрузок давлением путём оснащения объектов мембранами и МПУ только с такими мембранами, давление срабатывания каждой из которых (установленное по результатам неразрушающего контроля) не выходит за требуемые пределы.
К сожалению, такая практика осталась в прошлом: с вводом в действие указанных Правил, а
затем и Правил ПБ 03-583-03 (10) стало необязательным соблюдение требований ранее действовавшего руководящего документа РД 03-15-92:

- установление предприятиями-изготовителями по результатам неразрушающего контроля давления срабатывания каждой изготовляемой мембраны;
- поставка предприятиям-заказчикам и допуск к эксплуатации мембран и МПУ только с такими мембранами, давление срабатывания каждой из которых (установленное по результатам неразрушающего контроля) не выходит за требуемые пределы;
- проведение периодических обследований предприятий-изготовителей и предприятий-потребителей МПУ (мембран);
- по мере выявления допускавшихся предприятиями недостатков принятие соответствующих мер по устранению выявленных недостатков.

Но стало обязательным соблюдение таких требований действующих Правил ПБ 03-583-03, которыми изначально, т. е. ещё на стадии подготовки и оформления предприятиями-заказчиками технических заданий на МПУ (мембраны), требующиеся для оснащения (дооснащения, переоснащения) находящихся в эксплуатации опасных производственных объектов, работающих под давлением, практически запрограммированы допускаемые предприятиями недостатки с их негативными, в том числе опасными, последствиями (см. в тематическом обзоре раздел «Наиболее распространённые недостатки и негативные последствия заполнения предприятиями-заказчиками форм технических заданий, введенных Правилами ПБ 03-583-03»).

С целью оказания практической помощи предприятиям-заказчикам в надлежащем оформлении технических заданий на требующиеся им МПУ (мембраны) с устранением запрограммированных Правилами ПБ 03-583-03 недостатков и их негативных последствий в тематическом обзоре приводится предлагаемая типовая форма технического задания с разъяснениями и рекомендациями по её заполнению, предусматривающая представление таких исходных данных и технических требований, которые являются не только необходимыми, но и достаточными для разработки, изготовления, испытаний, доводки до требуемых технических характеристик и поставки предприятиями-изготовителями МПУ (мембран) применительно к конкретным условиям их установки, монтажа и эксплуатации с указанием установленного по результатам неразрушающего контроля давления срабатывания каждой поставляемой мембраны.

Для сведения предприятий-заказчиков МПУ (мембран) далее в качестве примеров обеспечения по результатам неразрушающего контроля гарантированной точности срабатывания мембран при давлении, не выходящем за требуемые пределы, указанные в технических заданиях предприятий-заказчиков, приведены результаты приёмо-сдаточных испытаний мембран, давление срабатывания которых устанавливалось ООО НИПВФ «Тензор» по результатам неразрушающего контроля.

 Таблица 1.
Результаты приёмо-сдаточных испытаний мембран, изготовленных и поставленных ООО НИПВФ «Тензор» по техническим заданиям предприятий-заказчиков




В представленной таблице приняты следующие обозначения: Ду - диаметр условный мембран; Fтреб. - требуемая (по пропускной способности) площадь проходного (сбросного) сечения, которое должно освобождаться при срабатывании мембран; Ртреб. - требуемое давление срабатывания мембран при заданной температуре; Т - заданная температура; Тип - тип мембран (МХ - мембраны хлопающие, работающие на потерю устойчивости); Материал - материал мембран; П-М: П - паспортный номер партии мембран; М - номер мембраны в партии; Рнк - давление срабатывания мембран, установленное по результатам неразрушающего контроля (Р20 - при температуре 20 0С; Рт - при заданной температуре: Рт = Р20 х Кт, где Кт - температурный коэффициент, установленный по результатам предварительных испытаний); Рфакт. - фактическое (зарегистрированное при испытаниях) давление срабатывания мембран (Р20 - при температуре 20 0С; Рт - при заданной температуре); Fфакт. - фактическая площадь проходного (сбросного) сечения, освобождавшегося при срабатывании мембран; g - допуск на давление срабатывания мембран: g = [(Рфакт. - Рнк) : Рнк] х 100.

 Заключение
Положительный опыт эксплуатации предохранительных мембран и мембранных предо-хранительных устройств (МПУ) производства ООО НИПВФ «Тензор» является результатом:

а) надлежащего оформления предприятиями-заказчиками технических заданий (ТЗ) на мембраны и МПУ, т. е. с учётом разъяснений и рекомендаций, приведенных в тематическом обзоре «Мембранные предохранительные устройства», издаваемом в виде отдельной брошюры, заказы на которую (с указанием количества экземпляров) принимает: генеральный директор ООО НИПВФ «Тензор» Какурин Александр Митрофанович (344058 Ростов-на-Дону, ул. 2-я Краснодарская, 129. Телефон: (863) 218-55-82. E-mail: 2185580@mail.ru);
б) разработки, изготовления, доводки до требуемых технических характеристик и поставки мембран и МПУ с такими мембранами, давление срабатывания каждой из которых (установленное по результатам неразрушающего контроля) не выходит за требуемые пределы, указанные в ТЗ;
в) допуска к эксплуатации мембран и МПУ с такими мембранами, соответствие которых требованиям ТЗ подтверждено результатами приёмо-сдаточных испытаний, проведенных с соблюдением порядка и условий таких испытаний, приведенных в упомянутом тематическом обзоре.


Литература:
1. А.М.Какурин, Н.Е.Ольховский. Памятка-1 для предприятий-заказчиков предохранитель-ных мембран и мембранных предохранительных устройств. «Химагрегаты», 2017, № 4(40).
2. А.М.Какурин, Н.Е.Ольховский. Памятка-2 для предприятий-заказчиков предохранитель-ных мембран и мембранных предохранительных устройств. «Химагрегаты», 2018, № 2(42).
3. Требования к разработке, изготовлению и применению мембранных предохранительных устройств (РД 03-15-92). «Безопасность труда в промышленности», 1993, № 4.
4. В.П.Зацаринный, Н.Е.Ольховский, Б.Г.Пьянков, Е.В.Рожков. Неразрушающий контроль давления срабатывания мембран по акустической эмиссии. Сборник научных трудов «Повышение безопасности эксплуатации нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств с помощью предохранительных мембран». Москва, Всесоюзное научно-производственное и проектно-конст-рукторское объединение «НЕФТЕХИМ», 1979.
5. Ю.Н.Бочаров, Б.Г.Пьянков, С.Г.Тищенко, Л.Б.Царюк. Определение давления срабатывания мембран по нелинейности зависимости «давление-перемещение». Сборник научных трудов (см. выше № 4).
6. Н.Е.Ольховский. Некоторые вопросы эксплуатационной надёжности куполообразных пре-дохранительных мембран. «Бюллетень Постоянной комиссии СЭВ по стандартизации. Секция по технике безопасности», Братислава, 1983, № 1.
7. Н.Е.Ольховский. Новые технические решения по защите аппаратуры от опасных перегру-зок давлением. «Журнал Всесоюзного химического общества им. Д.И.Менделеева», 1985, № 1.
8. Е.А.Малов, Н.А.Хапонен, Н.А.Потапов. Результаты целевого обследования предприятий и неотложные меры по обеспечению гарантированной защиты оборудования от опасных перегрузок давлением. «Безопасность труда в промышленности», 1994, № 9.
9. Правила разработки, изготовления и применения мембранных предохранительных уст-ройств ПБ 03-221-98. Москва, ПИО ОБТ, 1999.
10. Правила разработки, изготовления и применения мембранных предохранительных уст-ройств ПБ 03-583-03. Москва, ПИО ОБТ, 2003.