Около 75% пользователей технологических резервуаров сообщают о сбоях в работе. Мы расскажем, как этого избежать.
Технологические ванны – это необходимость; они обеспечивают выполнение процессов нанесения покрытий и травления, но при этом часто оказываются участниками производственных несчастных случаев, утечек, аварийных ситуаций и пожаров. Это может повлечь за собой угрозу для безопасности рабочих, а также загрязнение грунтовых вод, что негативно повлияет на прибыль и репутацию компании.
Говорят, что здравомыслящий человек учится на своих ошибках, а мудрый человек учится на чужих ошибках, и эта статья предоставит вам возможность стать мудрее, избежав своих ошибок. Вместо технических и научных аспектов мы поделимся с вами реальным опытом, который мы накопили за последние 40 лет работы в индустрии покрытий.
Поскольку не существует «идеального» материала для ванны, и любой резервуар, в сущности, является самым уязвимым элементом, ванны нельзя рассматривать как потребительский товар и безответственно подходить к их выбору.
Около 75% пользователей технологических резервуаров сообщают об утечках. Правильный выбор материала и применение передовых технологий и методов изготовления/сварки могут существенно снизить риски преждевременного выхода из строя.
ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ
Хотя утечки зачастую можно устранить, связанные с этим потери продукции и химических веществ могут потребовать затрат. Согласно недавнему исследованию, 67% владельцев производственных предприятий сообщили об утечках, которые привели к существенным расходам или косвенным издержкам, а у 18% происходило катастрофическое повреждение резервуара в прошлом. Эти компании сообщили о серьезных последствиях: вредное воздействие на работников, повреждение вторичной защитной оболочки резервуара, ответственность за загрязнение окружающей среды или обязательства по очистке.
Распространенной причиной разрушения резервуара является некачественная сварка. Сварочные аппараты обеспечивают максимальную прочность сварных швов, и производственные цеха должны иметь программы по обеспечению качества и квалифицированных сварщиков для выполнения сварки пластмасс в соответствии со стандартом AWS b2.4. Ручная сварка – это утомительный процесс, требующий постоянной концентрации внимания, а поскольку сварка больших резервуаров занимает много часов или дней, весьма вероятна повышенная утомляемость и снижение концентрации. Чем меньше сварных швов, полученных методом ручной сварки (как с точки зрения погонных футов, так и относительно количества проходов), тем лучше.
Советы по безопасности при работе с резервуарами
Однако сварные швы – это не единственная причина повреждений резервуаров. В одном качественно изготовленном семилетнем полипропиленовом резервуаре, который никогда не протекал, вдруг произошел выброс через боковую стенку из-за скрытой коррозии конструкционной стали, вызванной каплями кислоты на верхнем ободе резервуара. На ободе резервуара был установлен дымоотводящий колпак, и пластик, герметизирующий стальную конструкцию, очевидно, был поврежден. Горячие пары конденсируются в жидкость и даже очень медленно стекающие капли со временем будут составлять галлоны кислоты. Одна капля в минуту равна одному галлону в неделю (364 галлонов за 7 лет), поэтому даже одна капля в час в течение семи лет даст 6 галлонов кислоты. В этом случае фактическое количество, необходимое для растворения стали, не имеет большого значения; какое бы оно ни было, его было достаточно для полной коррозии стали.
К счастью, этот инцидент произошел в выходные дни, когда никого не было рядом с резервуаром, наполненным горячей кислотой. Если бы при этом кто-то находился на платформе рядом с резервуаром, мы можем только представить себе последствия этого происшествия.
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРЕДОТВРАЩЕНИЮ ПОДОБНЫХ КАТАСТРОФ
Проверяйте стенки резервуара на предмет деформаций и прогибов. Используйте лазерные измерительные приборы, направляйте лазерный луч от одного конца стенки до другого. Если вам нужно отойти от края, чтобы достать до другого конца, это расстояние показывает, насколько стенка отклонилась или прогнулась. Наполненные резервуары стремятся принять округлую форму, поэтому требуется конструкция укрепления стенок, в противном случае, пластмасса может самопроизвольно разрушиться (см. рисунок). Следует отметить, что для правильного измерения отклонений резервуар должен быть заполнен до своего рабочего уровня.
К счастью, стенка этого резервуара разрушилась в выходной день, когда никого не было рядом с ним.
Визуально проверяйте целостность конструкционной стали. Может казаться, что это легко, однако зачастую визуальный осмотр невозможен, поскольку сталь заключена в пластмассовый кожух, который защищает ее от агрессивного воздействия брызг химических реагентов и самой атмосферы. К тому же, если на резервуаре установлены боковые отсосы, настилы или другие элементы, измерение описанных выше прогибов может быть затруднено. Можно использовать искровое испытание при постоянном токе (не при переменном токе); это самый безопасный метод, но он требует заземления, что усложняет задачу. Другой вариант (не подходит для нержавеющей стали) – это использование большого включающего/выключающего сварочного магнита для проверки сквозной коррозии низкоуглеродистой стали. Если сталь на месте, сильный магнит будет с ней взаимодействовать даже через пластиковую оболочку.
Скрытая коррозия под полипропиленовым кожухом привела к этому катастрофическому разрушению стенки резервуара.
Рассмотрите возможность использования стальных резервуаров со сплошными стенками вместо отдельно стоящих пластмассовых резервуаров с кожухом. Стальные резервуары снабжаются либо запатентованной футеровкой (без проблемной ручной сварки с подкладками), либо для их обшивки используется механизированная сварка. Мы никогда не слышали про полное разрушение стенки резервуаров такого типа. Стальная конструкция может быть обшита, что позволит легко выполнять искровое испытание, или покрыта прозрачным виниловым покрытием, которое будет защищать сталь и обеспечит визуальный контроль коррозии.
Этот резервуар приблизительно 15 футов в высоту и диаметром 12 футов был разрушен в цехе
ХУДШИЕ ПОЛИПРОПИЛЕНОВЫЕ РЕЗЕРВУАРЫ
При обсуждении катастроф, связанных с резервуарами, нельзя не упомянуть возгорания пластмассовых резервуаров. Когда в начале 1980-х годов мы начинали изготавливать полипропиленовые резервуары машинного производства, мы думали, что они великолепны, и наши клиенты тоже, пока сокрушительный пожар не произошел на производственной линии большого цеха. Оказывается, из 30 испытанных пластмасс полипропилен оценивался как худший с точки зрения пожароопасности. Полипропилен был назван “дизельным топливом в твердом состоянии”, поскольку это почти полностью углеводород и горит с максимальной скоростью выделения тепла, приближающейся к показателям бензина. Температуры до 1093°C (2000°F) достаточно, чтобы сталь потеряла свою прочность и конструкция разрушилась. К тому же, тушение пожара усложняется из-за наличия опасных материалов. Некоторые заводы были полностью уничтожены.
В спецификациях компании FM Global Property рекомендуется использовать “огнестойкую конструкцию для всех гальванических ванн и ванн травления, дымоотводящее и вытяжное оборудование и воздуховоды”. Представлены исчерпывающие и обязательные к выполнению требования к спринклерным противопожарным системам, струям из пожарного рукава (500 галлонов в минуту), водоснабжению, системам сигнализации и блокировки, системам локализации и минимальному одночасовому интервалу между тушением горючих пластмассовых резервуаров и возобновлению работы персонала.
Поливинилхлорид (ПВХ), хлорированный ПВХ (ХПВХ) и поливинилиденфторид (ПВДФ) обеспечивают отличную огнестойкость, поскольку являются самыми менее воспламеняемыми пластмассами и самозатухающими; они не будут продолжать гореть без непрерывного воздействия большого источника горения. Кроме того, эти материалы имеют низкий показатель скорости распространения пламени, обусловленный низким тепловыделением. Испытания показали, что при сжигании полипропилена выделяется в 14 раз больше тепла, чем при сжигании ПВХ.
Резервуар слева, футерованный углеродистой сталью, защищен полностью герметичной прозрачной виниловой обшивкой. Резервуар из полипропилена (справа имеет стальную конструкцию, изоляцию и прозрачную виниловую защитную обшивку.
ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ ОШИБОК, СВЯЗАННЫХ С ЧЕЛОВЕЧЕСКИМ ФАКТОРОМ
Разумеется, человеческий фактор тоже может отразиться на состоянии резервуаров. Вот несколько примеров, с которыми мы столкнулись:
- Работник добавил воздух на входе в медленно опорожняемый пластмассовый баллон в системе обработки, чтобы ускорить спуск. В результате баллон взорвался из-за избыточного давления.
- Большая, футерованная сталью ванна для нанесения цинк-никелевого покрытия потеряла все свое драгоценное содержимое, когда ее случайно опорожнили. Фрэнк Алтмайер, директор по обучению Национальной ассоциации отделки поверхностей, советует не использовать спускные краны в гальванических ваннах.
- Ванну из ПВДФ, которая всегда служила для кислотной обработки, приспособили для другой цели — щелочного раствора, в результате чего ванна разрушилась. Не думайте, что большой резервуар может содержать любой раствор; лучше полагайтесь на рекомендации своего поставщика.
- Специалист по анодированию использовал ванну щелочного травления вместе с куполообразным резервуаром для сбора и отделения осадка. Травильный раствор производил большое количество пены, содержащей газообразный водород, который накапливался в куполе резервуара; вентиляция обеспечивалась всего лишь небольшой трубой. Искра из неизвестного источника в травильной ванне (вероятно, от контакта металла с металлом подъемной штанги) вызвала реакцию водорода в пене, и отстойный резервуар взлетел как ракета, пробил стену здания и приземлился на стоянке, расплющив одну из машин.
Наш совет таков: учитесь на опыте и катастрофических неудачах других; становитесь мудрее благодаря чужим ошибкам, а не своим.
Кертис Год, Директор компании GOAD COMPANY
