Размещено на http://www.allbest.ru/

Безопасность и экологичность проекта

Обоснование технологии работы

Монтажная площадка насыщена транспортными средствами и грузоподъемными механизмами, электроустановками и сварочным оборудованием, при эксплуатации которой возможен травматизм.

Анализ причин несчастных случаев показывает, что один из опасных, сложных и ответственных работ является сварка, поэтому в своем проекте я рассматриваю охрану труда сварочных работ при проведении их в монтажных полевых условиях.

Для ручной электродуговой сварки существует несколько опасных факторов воздействий на сварщика: поражение электрическим током при прикосновении человека к токовыводящим частям электрической цепи; поражение лучами электрической дуги глаз и открытой поверхности кожи; ожоги от капель брызг металла и шлака при сварке; взрыва в результате проведения сварки вблизи легковоспламеняющихся и взрывоопасных веществ; травмы различного рода механического характера при подготовке трубопровода к сварке и в процессе сварки.

Источники электрического тока

Источником питания является передвижная электростанция ДЭС-60, со сварочным агрегатом АДД-502. Корпуса источников тока, машин, аппаратных ящиков, электродвигателей, щитов, ограничителей-приставок и металлические площадки, на которых выполняются работы, необходимо заземлить, а на видном месте вывесить надпись: «Без заземления не включать!». Не допускается одновременное устройство защитного заземления и зануления сети, питающейся от одного источника.

Кожный покров человека в сухом состоянии оказывает значительное сопротивление прохождению электрического тока. Расчетное сопротивление человека соответствует 1000 Ом. Безопасным для жизни, но вызывающим болезненное ощущение считается ток 0.03-0.05 А. Предельным безопасным напряжением для человека можно считать

U_пред=I*R ( 6.1 ),

U_пред= 0.05*1000=50 В;

где I=0.05 А; R_чел=1000 Ом.

Однако при влажной коже или ее повреждениях сопротивление снижается до 400 Ом.

При выполнении сварки в пожароопасных и взрывоопасных местах обратный провод от свариваемого трубопровода до клемм источника тока должен быть только изолированным, не уступающим по качеству прямому сварочному проводу.

При ручной сварке в качестве сварочных применяются гибкие одножильные провода, площадью сечения 25 и 35 мм².

Во всех местах соединения провода и подсоединения его к источнику тока и свариваемому трубопроводу обеспечивается надежный контакт, для чего используется соединительная муфта. Обратный провод подсоединяют к трубопроводу с помощью специальных клемм заземления или струбцин.

Сварочная установка должна иметь автоматические выключатели в магистральном проводе сварочной цепи и предохранители на каждом ответвлении к сварочным постам.

Электродержатели должны удовлетворять требованиям ГОСТ 14651-78*Е, то есть иметь гарантируемую изоляцию, высокую механическую прочность и выдерживать не менее 8 000 зажимов электродов. При выполнении сварочных работ необходимо соблюдать требования ГОСТ 12.3.003-86, санитарных правил при сварке металлов, утвержденных Министерством здравоохранения Российской Федерации, правилами пожарной безопасности при проведении сварочных и других работ, утвержденными ГУПО МВД РФ.

Применяем электроды с менее токсичным покрытием. К ним относятся электроды марки Э42А, Э46А, Э50 (УОНИ 13/45, УОНИ 13/55). Состав электродных покрытий приведен в таблице 6.1.

Таблица 1. Состав электродных покрытий

Компоненты, вес %	УОНИ 13/45	УОНИ 13/55
Мрамор Плавкий шпат Кварц Ферромарганец Ферросилиций Ферротитан	53 18 19 2 3 15	54 15 9 5 5 12

Перед сваркой особое внимание следует обратить на исправность осциллятора и наличие в нем конденсатора безопасности. Контроль за состоянием электрооборудования и его безопасной эксплуатации проводится в соответствии с ГОСТ 12.1.019-79 и ПУЭ, ПТЭ и ПТБ, утвержденным Гостехнадзором РФ.

Лучистая энергия, выделяемая дугой

Спектр электрической дуги содержит инфракрасные, видимые и ультрафиолетовые лучи. Свет сварочной дуги превышает в 16000 раз максимальную яркость, допустимую для незащищенного газа и при облучении в течении 10-15 секунд лучи могут вызвать ожог. Более длительное воздействие дуги может привести к повреждению кристаллика глаза и потере зрения.

Ультрафиолетовое излучение вызывает ожоги глаз и кожи, инфракрасное может вызвать помутнение кристаллика глаза. Воздействие излучения дуги вредно не только для сварщиков, но и для подручных рабочих.

Для предотвращения поражения глаз необходимо применять защитные стекла - наиболее темные сварщикам и более светлые вспомогательным рабочим. Светофильтры выбираются в соответствии с требованиями ГОСТ 9411-81*Е. Защитные стекла вставляются в щитки и маски, снаружи закрывают простым стеклом для предохранения их от брызг расплавленного металла. Щитки изготавливают из изоляционного материала- фибры, фанеры, и по форме и размерам они должны защищать лицо и головы сварщика, соответствующие ГОСТ 12.4.023-84*.

Для электродуговой сварки с металлическим электродом с силой тока 100А применяются светофильтры С-5 (или Э-2) с проницаемостью лучей: для видимых 0.0035-0.015 %, инфракрасных-0.3 %, ультрофиолетовых-0 %.

Нагретый металл, капли и брызги металла

Образующиеся при сварке брызги расплавленного металла имеют температуру до 1800єС, при которой одежда разрушается. Для защиты используют специальную одежду. Спецодежда для сварщиков должна надежно защищать рабочих от искр и брызг расплавленного металла, повышенных температур, теплового излучения, механических воздействий, влаги, холода.

Костюм летний мужской для сварщиков по ТУ-17-08-123-80 тип А для рабочих сварочных профессий в монтажных и полевых условиях. В летний период сварщикам предлагаются полусапоги юфтевые на противоскользящей резиновой подошве по ГОСТ 12.4.060-78* с допельно-клеевым креплением подошвы. Для защиты рук применяют рукавицы брезентовые по ГОСТ 12.4.010-75* удлиненные (краги) типа Е.

Одежда сварщика не должна иметь складок, открытых карманов или разрезов, куда могли бы попасть брызги и расплавленные капли; при сварке обязательно ношение головного убора по ТУ 36-2455-82 на который надевается маска с наголовником по ГОСТ 12.4.035-78* и брезентовые перчатки. Брюки необходимо носить на выпуск, куртки застегивать на все пуговицы, запрещается заправлять ее в брюки. Карманы куртки закрывают клапанами. Ботинки следует плотно зашнуровать. Прибивать подошвы ботинок металлическими гвоздями запрещается.

Для защиты от соприкосновения с влажной, холодной землей и снегом сварщики должны обеспечивать теплыми подстилками, матами, ковриками по ГОСТ 4997-75*.

Для защиты от атмосферных осадков, сильного ветра и солнечных лучей на площадке следует пользоваться переносными брезентовыми палатками с каркасом из легких сплавов.

Вредные газы и аэрозоли

Высокая температура дуги (6000-8000⁰ С) неизбежно приводит к тому, что часть сварочной проволоки, покрытий переходит в парообразное состояние. Эти пары, попадая в атмосферу, конденсируются и превращаются в аэрозоль конденсации, частицы которой по дисперсионности приближаются к дыму.

Яды в виде дымов и газов поступают в организм работающего в основном через органы дыхания (95-98 % от всех отравлений). Этот путь наиболее опасен в связи с тем, что поверхность пузырьков легочной ткани (альвеол) в среднем при растяжении составляют у человека 90-100 м², толщина же альвеолярных мембран колеблется в пределах 0.001-0.004 мм, поэтому в кровь поступает большое количество ядовитых веществ, быстро разносимых кровотоком по организму. При выполнении физической работы объем дыхания и скорость кровотока резко увеличивается и отравление наступает быстрее. Особенно опасно соединение марганца, вызывающее при длительном дыхании заболевание легких (пневмокониоз). Окись углерода является чрезвычайно токсичным газом. При объёмном содержании его в воздухе: 0.1% через 21 час, появляется головная боль, тошнота, недомогание; 0.5 %- через 20-30 минут опасное отравление; 1%-после нескольких вдохов наступает потеря сознания, а через 1-2 минуты возможен смертельный исход. Электросварочная пыль содержит около 92 % окислов железа, 2 % соединений марганца, 2 % соединения кремния.

Попадание в среду с большим попаданием газов может вызвать отравление вплоть до смертельного. При выполнении сварочных работ такими местами могут быть пространства под шлем-маской и рядом с трубопроводом при сварке. Загрязненность воздуха вредными газами не должна превышать предельно допустимой концентрации ПДК по ГН 2.25-689-98, указанных в таблице 2.

Таблица 2. Предельно допустимые концентрации

Загрязненность газами	ПДК, мг/м3
Окись углерода Фтористые соединения Окись марганца Аэрозоли общей концентрации	30 0.5 0.3 4

При сварочных работах скорость движения воздуха должна быть не менее 0.25 м/с и не более 1.5 м/с. норма обмена воздуха на 1 кг расхода сварочных материалов должна быть не менее, для УОНИ 13/45 - 2800-3400 м³, а для УОНИ 13/55 - 4300-5400 м³.

Простейшим фильтрующим средством защищающим органы дыхания от газов, аэрозолей и пыли является респиратор ШБ-1 “Лепесток” (Лепесток-5 защищает от пыли при концентрации не превышающей ПДК в 5 раз).

Респираторами нужно пользоваться при наличии опасности отравления ядовитыми парами образующимися при сварке. Для контроля загазованности производятся периодические замеры концентрации вредных газов в воздушной среде. Для этой цели используются газоанализаторы АУХ-2 с индикаторными трубками.

Средства индивидуальной защиты должны быть сосредоточены в специальном пункте выдачи, хранения и эксплуатации средств индивидуальной защиты.

Вблизи мест производства должны находится аптечки, содержащие медикаменты необходимые для оказания первой медицинской помощи при ожогах, отравлении, ушибах, порезах и тому подобное. Рядом вывешивают рекомендации по оказанию первой помощи пострадавшим.

Вибрация

Наружную и внутреннюю поверхность свариваемых труб очищают от ржавчины и загрязнений. Эту работу выполняют электрошлифовальной очистной машиной. При работе со шлифовальной машиной через руки человека передается вибрация. Вибрация вызывает в организме человека реакции, которые являются причиной функциональных расстройств различных органов. Вредные действия вибрации выражаются в виде повышенного утомления, головной боли, боли в суставах, повышенной раздражительности, некоторого нарушения координации движения.

При работе со шлифовальной машиной следует применять индивидуальные средства защиты рук от воздействия вибрации. К ним относятся изделия типа рукавиц или перчаток, а также вибразащитные прокладки, которыми снабжены крепления к ручке шлифовальной машины.

Требования к персоналу, допускаемому к выполнению сварочных работ

К сварочным работам при строительстве трубопроводов допускаются сварщики, сдавшие испытание согласно “Правилам аттестации сварщиков”. К аттестации допускаются сварщики не моложе 18 лет. Лица проходящие аттестацию, должны подготовить и ввести в действие сварочное оборудование, произвести сварку в заданном режиме, а также уметь производить сварку в любом пространственном положении и устранять видимые дефекты сварки.

Паред допуском к работе сварщик должен сварить контрольный стык в условиях, близких к тем, в которых будет протекать его работа. Результаты испытаний проверяются и заносятся в протокол.

Идентификация опасности

Наибольшую опасность при эксплуатации подводного перехода нефтепровода представляет авария в виде порыва трубы на полное сечение.

Порыв трубы может быть следствием нескольких причин, в том числе: заводские дефекты труб, брак строительно-монтажных работ, внутренняя или внешняя коррозия, возникновение избыточных напряжений в трубопроводе вследствие деформаций русла реки (провисы, оголение), разрушение трубопровода сторонними организациями.

Идентификация опасности выполняется по следующим показателям: свойства нефти, количество нефти на объекте, надежность нефтепровода, вероятность аварии, масштаб и тяжесть последствий аварии.

Физико-химические и взрывопожарные свойства нефти

Физико-химические свойства перекачиваемой по нефтепроводу ТУ-1 нефти, соответствуют ГОСТ 9965-76 "Нефть. Степень подготовки для нефтеперерабатывающих заводов".

Таблица 3. Усредненные показатели по взрывопожароопасности и токсичности нефти

№ п/п	Наименование показателя	Единица измерения	Величина показателя
1	Горючесть		ЛВЖ
2	Температура - вспышки - самовоспламенения	0С	21-27 226-300
3	Концентрационный предел взрываемости - нижний - верхний	% об	1.5 7.0
4	Теплота сгорания	кДж/кг	46050
5	Класс опасности		3

Таблица 4. Содержание опасного вещества

Наименование опасного вещества	Физическое состояние	Пороговое количество, т	Содержание опасного вещества, участок ППМН (5811м)*
	агрегатное состоя-ние	Темпера-тура, 0С	Давле-ние,МПа
1.Нефть- легковоспламеняющаяся жидкость	Жид-кость	5-10	6.3	200	558.8

Протяженность участка нефтепровода принята между отсекающими задвижками, расположенными на удалении от проектируемого перехода 3928 м и 1300 м.

Согласно Федеральному закону " О промышленной безопасности..." данный объект относится к особоопасным по количеству опасного вещества, которое превышает пороговое значение.

Оценка показателей надёжности нефтепровода

В качестве характеристики надежности используется вероятность безотказной работы нефтепровода в течение года. Основой методики оценки показателей надежности нефтепровода служит вероятностный подход к анализу возникновения отказов в форме нарушения герметичности трубы (порыв).

Таблица 5. Выбор параметра потока отказов

Причина отказа	Доля в общем числе отказов	Параметр потока отказов	Мероприятия, направленные на снижение параметров потока отказов	Эксперт-ная оценка снижения параметра потока отказов, %	Параметр потока отказов
1.Коррозия	0.82	0.02706	Применение труб с увеличенной толщиной стенки, 100 % контроль металла труб и сварных соединений, внутритрубная диагностика, изоляция с применением полимерных материалов, электрохимзащита	96	0.00108
2.Брак СМР	0.025	0.000825	100 % контроль сварных швов, повышенные требования к гидроиспытанию на циклические нагрузки	90	0.000825
3.Заводской дефект труб	0.02	0.00066	Повышенные требования к гидроиспытанию, контроль металла труб неразрушающими методами	90	0.000066
4.Прочие (механич.повреждение, ошибки при эксплуатации и др.)	0.135	0.004455	Автоматический контроль параметров перекачки, сигнализация и блокировка опасных параметров, обучение персонала и др.	80	0.000891
Итого	1	0.033			0.00286

В качестве функции распределения отказов во времени использована экспотенциальная зависимость, которая широко используется применительно к нефтепроводам. Вероятность безотказной работы нефтепровода определяется:

Р (t)=exp^-оLt (6.2.),

где ₀ - параметр потока отказов, 1 км/год;

L - длина нефтепровода, км;

t - время, год.

Произведение _оl выражает интенсивность потока отказов за год.

P(t) = e^{-0,00286 0,583} = 0.99833;

Вероятность возникновения аварии и степень риска

Авария на данном участке магистрального нефтепровода представляется крупномасштабным порывом трубы в русле реки (на полное сечение). Вероятность отказа может быть определена как: Q(t)= 1- P(t) = 0.00167 год^-1. Вероятность крупномасштабного порыва экспертно принята равной 6 %, тогда

Q(t)= 0.00167 0,06 = 1 10^-4.

Таблица 6. Вероятность - тяжесть последствий

Ожидаемая частота год-1	Тяжесть последствий
	катастрофическая	критическая	некритическая	принебрегаемая
Частый отказ	1	А	А	А	С
Вероятный отказ	1-10-3	А	А	В	С
Возможный отказ	10-3-10-4	А	В	В	С
Редкий отказ	10-4-10-6	А	В	С	Д
Практический неверочтный отказ	10-6	В	С	С	Д

Критерии при определении тяжести последствий:

· катастрофическая - приводит к смерти людей, существенному ущербу объекта, наносит невосполнимый ущерб окружающей среде;

· критическая - угрожает жизни людей, потере объекта, окружающей среде;

· некритическая - не угрожает жизни людей, потере объекта;

· пренебрегаемая - не относящаяся по последствиям ни к одной из вышеперечисленных.

Индексы соответствуют следующим требованиям:

А - обязателен детальный анализ риска, требуются особые меры безопасности для снижения риска;

В - желателен детальный анализ, требуются меры безопасности;

С - рекомендуется проведение анализа риска и принятие мер безопасности;

Д - анализ и принятие мер безопасности не требуется.

нефтепровод сварка безопасность

Масштаб и тяжесть последствий аварий

Масштаб и тяжесть последствий аварии определяется количеством нефти разлившейся в результате аварии и своевременностью и эффективностью действий служб по ликвидации аварии. Наибольшую опасность при аварии на подводном переходе представляет экологическое загрязнение, поэтому в настоящем разделе другие последствия не рассматриваются.

Количество нефти, поступившей в реку при порыве трубы определяется как сумма составляющих:

V₁ - нефть, вылившаяся до остановки перекачки (под напором насоса);

V₂ - нефть, вылившаяся из трубопровода до закрытия отсекающих задвижек (под напором столба жидкости, обеспеченного разностью отметок земли);

V₃ - нефть, вылившаяся из трубопровода после закрытия отсекающих задвижек до выравнивания давления воды и нефти (с учетом профиля прокладки трубопровода).

Объем V₂ определяются с учетом перепада напора в точке разгерметизации по формуле:

(6.3),

- коэффициент, зависящий от режима движения нефти в трубопроводе, определяется исходя из числа Рейнольда;

Д - диаметр трубопровода, м;

q= 2,81 - ускорение свободного падения, м/сек²;

h- перепад напора в точке разгерметизации, м.ст.ж;

Объем V₃ определен исходя из объема участка нефтепровода, ограниченного задвижками, с коэффициентом учитывающем давление слоя воды над местом порыва трубопровода, а также профиль прокладки трубопровода. Коэффициент экспертно принят 0,5 - для левобережного участка, а 0,7 - для правобережного участка.

Таблица 7. Предполагаемое распределение нефти при разрыве нефтепровода в подводной части

Объем нефти, м3	Распределение нефти, м3/т
V1	V2	V3	всего	на поверхности воды	на дне	в воде	на берегах
11.8	250.6	275.9	538.3	430.6 383.2	26.9 23.9	53.8 47.9	26.9 23,9

Нефть, при разгерметизации трубопровода на участке подводного перехода, будет поступать в реку, первоначально стремясь выйти на поверхность воды.Затем, одновременно с образованием пленки и началом испарения летучих компонентов, начинается захват нефти турболентным речным потоком и частичное осаждение на дно и берега. Со временем количество нефти в воде уменьшается за счет биохимического и химического окисления. Доминирующим при этом является процесс биохимического окисления. Степень экологического загрязнения может быть охарактеризована величиной ущерба окружающей среде. Величина ущерба определяется как сумма ущерба за загрязнение воды, воздуха, земли. При этом учитываются результаты работ по локализации и ликвидации последствий аварии, а именно, из количества разлившейся нефти исключается количество собранной и утилизированной. Из этого следует, что значительного снижения ущерба можно добиться за счет запаса сил и средств для локализации и ликвидации аварийного разлива нефти. Принимаем долю собранной нефти 0.9 от той части, что вышла на поверхность. Ущерб от загрязнения земель не рассчитывается, так как береговая зона не является сельскохозяйственными угодьями (пашней, пастбищем, сенокосом и др.). При расчете количества испарившейся нефти принимаем время испарения 168 часов (до окончания работ по сбору нефти), с учетом уменьшения поверхности испарения по мере локализации и сбора нефтяного пятна.

Ущерб рассчитан по формуле:

У=5К_u C_и М (6.4.),

где К_u - коэффициент на инфляцию;

С_в - норматив платы за выброс загрязняющих веществ в водные объекты (в атмосферу), руб. за 1 тн.;

М - масса загрязняющих веществ, подлежащая компенсации, т.

Таблица 8. Результаты расчета

Среда	М, т	Св, руб/т	Кu	У, руб.
вода	110.12	243.925	5,3	711817
воздух	123.58	0.055	5,3	180
И т о г о				711997

Как показывают расчеты, основной вклад в сумму ущерба окружающей среде вносит загрязнение водного бассейна.

Выводы

Замена резервной нитки подводного перехода нефтепровода ТУ-1 через р. Белая проводится с целью повышения надежности и безопасности работы нефтепровода.

Надежность и безопасность достигается за счет повышения прочностных характеристик, а также за счет мер по предупреждению и обнаружению аварийных ситуаций, к которым относятся: 100 % контроль качества металла труб и сварных соединений неразрушающими методами, надежная гидроизоляция, электрохимзащита, контроль давления, контроль утечек, применение средств телемеханики для оперативного реагирования на опасные отклонения в процессе перекачки.

Достигнутый показатель надежности нефтепровода характеризуется вероятностью отказа трубопровода в виде крупномасштабного порыва и определен как редкий - 10^-4 случаев в год. Учитывая редкую вероятность отказа экологический риск, при значительной сумме ущерба - 711.997 тыс. руб., может быть определен как приемлемый. Другим важным показателем при оценке риска, является число людей, пострадавших от аварии. Учитывая мероприятия, предусмотренные утвержденными планами локализации и ликвидации последствий аварии и отсутствие питьевых водозаборов вблизи от места аварии принято, что пострадавших не будет.

Для обеспечения повышения требований к охране окружающей среды при сооружении и эксплуатации предусматривается:

1) Укладка трубопровода на глубину ниже максимального уровня промерзания грунтов (1.8м) для обеспечения минимальных нормативных напряжений в металле трубопровода и обеспечения нормативных условий эксплуатации антикоррозионной изоляции трубопровода из полимерной ленты.

2) Установка на проектируемый участок нефтепровода системы непрерывного контроля герметичности трубопровода. Принцип действия системы основан на регистрации акустической эмиссии (шума), возникающей при истечении жидкости через сквозной дефект в трубе. Возникающая аккустическая эмиссия распространяется по трубопроводу в обе стороны от течи и достигает близ расположенных датчиков герметичности. Система включает установку на трубопровод 8 датчиков герметичности на расстоянии 150 м друг от друга, в том числе в русловой части 3 шт. и на береговых участках 5 шт. Всей работой системы контроля герметичности управляет автономный микропроцессорный контроллер (блок), установленный в блоке линейной телемеханики нефтепровода ТУ-1.

3) Применяются изоляционные материалы, не влияющие на биологический режим водоема и химический состав грунта.

4) Планируются береговые склоны с обеспечением уклонов, предотвращающих обрушение грунта.

5) Проводятся рекультивационные работы на всех нарушенных строительством участках земли.

6) Закрепляются грунты на береговых склонах реки путем посева многолетних трав.

7) Устанавливается берегоукрепление на участках разработки траншей на береговых урезах каменной наброской толщиной 0.4 м общей площадью 1188 м².

8) Для предотвращения повреждения подземных трубопроводов (нефтепроводов, канализационных коллекторов Уфимского ОЛ НПЗ) в зоне производства строительно-монтажных работ предусматривается устройство переездов через действующие коммуникации из железобетонных дорожных плит по насыпи из минерального грунта.

9) Места переездов через действующие коммуникации и местоположение подземных коммуникации в зоне строительства обозначаются металлическими указательными знаками высотой 2 м.

10) Место базировки временного городка строителей и стоянки строительных машин и механизмов предусматривается на обустроенной площадке, расположенной на левобережном высоком берегу р. Белой.

Размещено на Allbest.ru

...