Горячая вода и пар под давлением: существует ли эффективная защита?
Новая разработка ГК Энергоконтракт дает однозначный ответ — да!
Новая разработка ГК Энергоконтракт дает однозначный ответ — да!
Энергоконтракт уже многие годы является признанным экспертом в вопросах защиты от термических рисков электрической дуги. Логично, что компании энергетического сектора, работников которых не 1 и не 2 спасала специальная одежда Энергоконтракта, свои запросы относительно новых разработок обращают, в первую очередь, к производителю. Именно так началась разработка костюма, защищающего от воздействия горячей воды и пара под высоким давлением: с запросом в Энергоконтракт одновременно обратились несколько компаний.
Очевидно, что обслуживание тепловых сетей несет серьезные риски аварий и, как правило, если они происходят, то влекут за собой вред здоровью людей, иногда непоправимый. Это связано, прежде всего, с серьезнейшим износом оборудования, работающего под избыточным давлением.
По состоянию на начало 2017 г в РФ доля трубопроводов, отработавших расчетный срок службы, составляла 42,2% (15 814 ед.), и в ближайшие годы эта цифра будет неуклонно расти. Кроме этого, росту аварийности на объектах тепловой энергетики способствуют и другие факторы. К ним можно отнести сокращение штата вспомогательного обслуживающего и ремонтного персонала; низкое качество его профессиональной подготовки, неудовлетворительное качество проведения монтажных и ремонтных работ на оборудовании, работающем под избыточным давлением.
По статистике Ростехнадзора, при эксплуатации оборудования, работающего под избыточным давлением, в период с 2005 по 2016 гг произошло 43 аварии и 68 несчастных случаев со смертельным исходом. Всего за указанный период в результате аварий и несчастных случаев травмы различной степени тяжести получили 111 человек; чаще это обслуживающий данное оборудование персонал (85% от общего числа пострадавших). Почти половина несчастных случаев, произошедших при эксплуатации оборудования, работающего под избыточным давлением (47% от общего количества), в период 2005-2016 гг вызваны термическим воздействием рабочей среды на пострадавших.
Неофициальные данные, которые приводятся экспертами, серьезно отличаются. Так, по оценкам компании Т Плюс, в РФ на объектах ЖКХ трудятся более 3 млн человек, которые могут быть прямо либо косвенно связаны с риском неконтролируемого воздействия теплоносителя. Количество травм различной степени тяжести в год доходит до 8 тыс, на долю таких поражений приходится до 30% несчастных случаев в секторе тепловой энергетики.
Если добавить к этому запросы нефтяных компаний и предприятий целлюлозно-бумажной промышленности, где также присутствуют риски выбросов горячего пара под высоким давлением, и констатировать полное отсутствие упоминания сколько-нибудь эффективной защиты в отраслевых нормах выдачи специальной одежды (ведь серьезно считать таковой комплект ОПЗ от повышенных температур не приходится), получается, что весьма значительное число работников сегодня остается фактически беззащитными!
Принимаются ли какие-то меры для того, чтобы облегчить ситуацию по травматизму, например, в тепловой энергетике?
Ответ — да. Так, в 2016 г был подготовлен проект изменений в Технический регламент Таможенного Союза «О безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением» (ТР ТС 032/2013), конкретизирующих требования к трубопроводам пара и горячей воды, а также проект изменений в Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением» в части требований к эксплуатации объектов, на которых используются трубопроводы пара и горячей воды.
Достаточно ли данных нормативных ограничений для того, чтобы обеспечить безопасность? Думаю, лишь отчасти.
Отмечу, что ожоги горячим паром под высоким давлением представляют собой еще более серьезную опасность в связи со спецификой его воздействия. Проникая через слои эпидермиса, он очень быстро достигает дермы, причем, если на поверхности кожи могут быть зафиксированы лишь поверхностные ожоги I степени, то внутренние ожоги могут быть и II степени также, причем их невозможно диагностировать при осмотре. В этом их основная опасность.
Перед тем как приступить к разработке защитной продукции, эксперты ГК Энергоконтракт, разумеется, детально изучили имеющийся мировой опыт и те разработки, которые уже существуют в России. Основной задачей при работе с таким продуктом и новым риском для производителей СИЗ является, на наш взгляд, создание такой защитной одежды, которая обеспечит необходимый и достаточный уровень защиты. При этом Энергоконтракт твердо стоит на том, что никакие СИЗ не дают работникам и работодателям права сознательно нарушать технику безопасности и правила проведения работ, и всячески подчеркивает это при общении с заказчиками.
Анализ зарубежного и российского рынка показал, что производители подходят к вопросу обеспечения защиты от рисков выброса пара и горячей воды по-разному. Зарубежные компании идут по пути создания защиты от нескольких рисков: кроме непосредственно горячей воды и пара, их костюмы защищают также от выбросов открытого пламени, электрической дуги, загрязнений нефтью и нефтепродуктами и неблагоприятных погодных условий. При этом, собственно, сама защита от основного интересующего нас риска обеспечивается на достаточно условном уровне: конструкция защитных изделий ничем не отличается от обычных костюмов — это куртка и полукомбинезон; герметичность конструкции не предусмотрена; защитные свойства обеспечиваются за счет свойств ткани верха (Nomex® с огнестойкой мембраной). Российские производители, напротив, ориентируются на один риск и основным принципом своих костюмов сделали герметичность конструкции: представленные сегодня на рынке комплекты «Аква Термо» и «Монерон Изотерм», скорее, являются полноценными гидрокостюмами, где защита от повышенных температур обеспечивается с помощью теплоизоляционного слоя, чем специальной одеждой. Такое решение также имеет свою оборотную сторону: резиновые костюмы имеют ограничения по использованию в холодное время года; их вес приближается к 10 кг; а надеть такую конструкцию без посторонней помощи невозможно, как и проработать в ней всю смену.
Энергоконтракт в своей разработке попробовал скомпилировать лучшее от обоих решений, отказавшись от создания костюма водолаза, но предложив такой вариант защиты, который позволит проводить в нем достаточно долгое время, не пострадает при отрицательных температурах, обеспечит мультизащиту в случае необходимости, а также сможет быть относительно комфортным.
Кроме того, принимая во внимание, что не всем заказчикам требуется защита капсульного типа, были разработаны 2 варианта комбинезона: закрытый, герметичный, и открытый в области ступней.
Итак, что же представляет собой разработка Энергоконтракта? Это комбинезон, выполненный из ткани Nomex® с огнестойкой мембраной — данный вид защитных материалов активно используется компанией при изготовлении термостойких курток-накидок и плащей, защищающих от воды и атмосферных осадков. Водоупорность данного вида ткани, согласно протоколам испытаний, составляет не менее 7200 Па, водопроницаемость по ГОСТ 22944-78 — не менее 8,5 часов. Герметичность костюма обеспечивается за счет проклеенных швов.
Что касается физико-механических характеристик ткани, то они, безусловно, обеспечивают серьезное конкурентное преимущество продукции Энергоконтракта перед конкурентами. Так, показатели разрывной нагрузки ткани по основе/утку находятся на уровне 1000/900 Н, стойкость к истиранию — более 11 тыс циклов, разрывная нагрузка швов — до 800 Н. Насколько данные показатели важны? На наш взгляд, в условиях работы в ограниченных пространствах они являются приоритетными. Добавим к этому огнестойкость, удельное поверхностное электрическое сопротивление на уровне 107 Ом, возможность эксплуатации при температурах до -50°С, пороговое время для защиты от контакта с поверхностями, нагретыми до 250°С, и общий вес костюма с теплоизоляционным слоем до 4,5 кг.
Для обеспечения дополнительной защиты внутренний слой комбинезона продублирован огнестойкой мембраной — той самой, что с успехом используется в боевой одежде пожарного. Теплоизоляционный слой комбинезона обеспечивает защиту от повышенных температур (и пониженных — в холодное время года), амортизационные вкладыши в наколенниках — возможность комфортной работы в любых положениях, обработанные силиконом детали усиления на локтях и ниже колен — повышенную износостойкость.
Рекомендуется комплектовать комбинезон защитным шерстяным, полушерстяным или хлопчатобумажным бельем; для защиты рук использовать СИЗ рук из плотной резины и ПВХ, надетые на утепленные перчатки; ноги защищать резиновыми сапогами с усиленным подноском, например, ЭС-1М с теплоизоляционным вкладышем, лицо — каской со щитком и подшлемником. По просьбе заказчика наша компания готова предоставить рекомендации по подбору необходимых комплектующих, а также поставить их.
Как и другие производители, Энергоконтракт столкнулся с тем, что риски, от которых защищает новая разработка, не регламентируются Техническим регламентом и каким-либо стандартом — российским либо зарубежным. По этой причине комбинезон, получивший название ЭК-Пар (его модификации — ИР-Пар и Комби Пар Нм/в), сертифицирован как защита от смежных рисков. В сертификате его название звучит как «комбинезон для защиты от воды (атмосферных осадков 3 класс защиты), от повышенных температур (от контакта с нагретыми поверхностями до 250°С), от механических воздействий (истирания) и общих производственных загрязнений из синтетической термостойкой антиэлектростатической ткани Номекс® с огнестойкими свойствами и МНВО-отделкой». Модификация Комби Пар Нм/в, выполненная в виде обычного комбинезона без дополнительной защиты ступней, также имеет защитные свойства от пониженных температур — она может использоваться в I-III климатических поясах. Ее важным преимуществом является возможность всесезонного использования: без утепляющего слоя комбинезон также обеспечивает адекватную защиту от горячего пара и может использоваться в летний период.
Чтобы гарантировать защитные свойства, комбинезон был проверен в реальных условиях работы. Облаченный в него испытатель-доброволец подвергался воздействию горячего пара температурой 200°С под давлением 16 атмосфер. Испытания проходили в ноябре 2017 г на одном из месторождений Татнефть и поразили присутствующих членов комиссии: комбинезон без теплоизоляционного слоя, надетый на термобелье, обеспечил весьма комфортное состояние испытателя в целой серии испытаний каждое продолжительностью более 2 минут. Следов попадания пароводяной смеси в пододежное пространство, как и каких-либо ожогов, зафиксировано не было.
Тем не менее, Энергоконтракт настаивает на том, что какой бы эффективной ни была защита, сознательно рисковать здоровьем и жизнью в ней непозволительно. Скажем, герметичность изделия от погружения в горячую воду по грудь и более может и не пострадать, однако организм каждого человека индивидуален, и как поведет себя сердце или другие внутренние органы в таких условиях, никто не знает.
Кроме того, неизменным должен остаться и другой постулат: ни одно средство индивидуальной защиты не разрешает, а ни один сознательный производитель не порекомендует нарушать в нем правила проведения работ.
В первую очередь, это инструкция № ИОТ-36 по охране труда при работе в тепловой камере, подвале, а также «Правила техники безопасности при эксплуатации тепломеханического оборудования электростанций и тепловых сетей» (РД 34.03.201-97). В этих документах однозначно оговариваются условия, при которых можно начинать работы, в том числе отсутствие загазованности и запаренности помещения, температура воздуха не выше 32°С, уровень воды не более 200 мм и температура воды не более 45°С.
В таком случае при правильном использовании защитного костюма любая аварийная ситуация — вызвана она форс-мажором, отказом оборудования или человеческой ошибкой — не станет критической. Защитные свойства комбинезонов Энергоконтракта позволят оперативно устранить ее причину и безопасно эвакуироваться с места происшествия в максимально короткий срок.
Автор: В. Озерицкая, руководитель Отдела продуктового развития ГК Энергоконтракт
Источник
Давление создаваемое водой при погружении
Давление и глубина всегда взаимосвязаны. Соотношение между ними выявляется через специальную формулу. Давление меняется на разной глубине. О том, как оно высчитывается и что требуется для вычислений мы расскажем дальше.
Глубина погружения
Организм человека в большей степени адаптирован к воздушной среде. В воде он чувствует себя иначе, поскольку она гораздо плотнее воздуха. У некоторых людей возникает тяга к покорению глубины только из-за такого физиологического фактора.
На суше организм испытывает давление в 1 атмосферу, поэтому на каждый квадратный сантиметр приходится всего 1 кг. В результате этого возникает нагрузка около 16 тонн, но она компенсируется внешним давлением, из-за чего человек не ощущает такой тяжести.
Вода тяжелее воздуха, поэтому при погружении эта величина постоянно растет и меняется в зависимости от веса столба воды. Чем ниже погружается человек, тем сильнее поднимается давление воды, на этом основано уже несколько теорий, которые удалось подтвердить.
Получается, что при погружении в толщу повышается плотность жидкости, из-за чего при опускании постоянно увеличивается разница между давлением внутри и снаружи.
На суше существует только атмосферное давление, его показатель статичен: на каждом квадратном сантиметре земли оно составляет 1033 кг. Его испытывают все люди и предметы на поверхности. Несмотря на высокий показатель, человек не чувствует его из-за уравновешивания и распределению по всему телу.
К этому показателю тело приспособлено, поскольку при нем развивались все органы и части тела. Однако, существует еще и давление водяного столба, его называют гидростатическим. Оно указывает на показатель, который демонстрирует уровень жидкость в результате силы тяжести. При погружении тело человека ощущает оба показателя. С помощью гидростатики ученые определяют не только водонепроницаемость и остальные параметры, они изучают гидравлику, законы равновесия и способы их практического применения.
Даже находясь на мелководье, тело человека испытывает гидростатическое и атмосферное давление. Во время ныряния и другого резкого погружения на глубину разница стремительно растет, поскольку плотность среды увеличивается. Так происходит из-за того, что верхние слои всегда оказывают давление на нижние, появляется сдавливающая сила, которая сильнее ощущается на глубоководье.
Насколько зависимы эти показатели?
На глубине погружения в 10 метров давление составляет 1 атмосферу, при превышении дистанции оно медленно увеличивается. Если опуститься на 100 метров, то ощущение появится такое же, как тело испытывает в паровом котле.
При этом создаваемое водой на дне озера давление не всегда соразмерно тому, что рассчитывается изначально. Показатели здесь следующие:
- 10 м — прирост составляет 100%, то есть вместо одной атмосферы появляется две;
- 20 м — показатель составляет лишь 50%;
- 40 м — он достигает уже 25%;
- 60 м — уровень падает до 15–20%.
Каждый погруженный в воду предмет дополнительно испытывает гидростатический прессинг, этот показатель считается избыточным.
Впервые взаимосвязь между глубиной и давлением обнаружили во время изучения того, как организм человека меняется при нахождении на глубине. Этим же объясняется то, что при сильном погружении люди не могут вдохнуть кислород, даже если он подключен.
В этом случае влияет разница между двумя уровнями давления и тем, насколько сильным становится класс прессинга, который влияет на грудную клетку. Поэтому при большом погружении грудная клетка просто разрывается, даже если человек подключен к кислородному баллону.
Как рассчитать давление воды?
Поскольку уровень меняется в зависимости от глубины, его определяют по следующей формуле:
- h — уровень глубины погружения в метрах, при этом не учитывают, какой именно объект там находится;
- g — ускорение, возникающее в результате силы тяжести, иногда вместо него за показатель берут силу свободного падения, на поверхности он не меняется и едва превышает 9 единиц;
- р — плотность, которая высчитывается в соотношении килограмм на квадратный метр.
Эта формула появилась в результате формирования закона Паскаля, который определяет показатель давления на жидкость и газ. Выявленная закономерность указывает, что значение прессинга меняется в зависимости от размера водяного столба.
По этой формуле с каждым метром давление увеличивается примерно на 0,1 атмосферу, поэтому при погружении на глубину с каждым метром увеличивается сила воздействия.
На какой глубине давление опасно?
Поскольку каждые 10 метров показатель увеличивается на одну единицу, организм человека выдерживает только определенную глубину. При погружении сердцебиение замедляется примерно на 20%, а при частом нырянии еще больше. Из-за этого в организме снижается уровень потребления кислорода. В такой ситуации организм рефлекторно защищает легкие от попадания воды и повышает давление.
В этот период кровь приливает к жизненно важным органам, чтобы защитить их от высокого давления. Также повышается гемоглобин, чтобы формировались запасы кислорода. Рефлекс появляется даже в том случае, если не нырять, а просто опустить голову в прохладную воду.
Организм пытается предотвратить влияние прессинга, но полностью защититься от него он не может. Уже на глубине 3 м диафрагма неспособна в достаточной мере расширить легкие, чтобы они раскрылись и сделали вдох. У дайверов эта проблема решается тем, что воздух подается под тем же давлением, что и в окружающей среде.
Компенсировать прессинг удается только примерно до 60 метров, на этой глубине давление уже равняется 5 атмосферам. После этого воздух становится еще плотней, поэтому даже при возможности дыхания на этот процесс у человека уходят все силы. В таблице показаны остальные показатели давления и глубина погружения при этом.
Поскольку при погружении прирост давления неодинаковый и снижается он медленно, у человека остается достаточно времени, чтобы подняться повыше. Если этого не сделать, то кислород станет токсичным и вызовет отравление, которое спровоцирует судороги, тошноту, головную боль.
Источник
