Rozvody kyslíku a potrubní systémy

IGC
DOC 13/12
ROZVODY KYSLÍKU A POTRUBNÍ
SYSTEMY
IGC Doc13/12/CZ
Revize dokumentu IGC Doc 13/02
Odborný překlad proveden pracovní skupinou PS-1 ČATP
EUROPEAN INDUSTRIAL GASES ASSOCIATION
(EVROPSKÁ ASOCIACE PRŮMYSLOVÝCH PLYNŮ)
AVENUE DES ARTS 3-5 B – 1210 BRUSSELS
Tel : +32 2 217 70 98 Fax : +32 2 219 85 14
E-mail : [email protected] Internet : http://www.eiga.eu
ČESKÁ ASOCIACE TECHNICKÝCH PLYNŮ
U Technoplynu 1324, 198 00 Praha 9
Tel: +420 272 100 143 Fax: +420 272 100 158
E-mail : [email protected] Internet : http://www.catp.cz/
1
IGC
DOC 13/12

ROZVODY KYSLÍKU A POTRUBNÍ
SYSTEMY
KLÍČOVÁ SLOVA

POTRZBNÍ SYSTEM

KYSLÍK

KRITERIA

BEZPEČNOST

NORMY A PŘEDPISY
Odmítnutí odpovědnosti
Veškeré technické publikace EIGA, nebo vydané jménem EIGA, včetně praktických manuálů,
bezpečnostních postupů a jakýchkoliv dalších technických informací, obsažených v těchto publikacích, byly
převzaty ze zdrojů, o které považujeme za spolehlivé a které se zakládají na odborných informacích a
zkušenostech, aktuálně dostupných u členů asociace EIGA a dalších, k datu jejich vydání.
I když asociace EIGA doporučuje svým členům používat své publikace nebo se na ně odkazovat, je
používání publikací asociace EIGA nebo odkaz na tyto publikace členy asociace nebo třetími stranami čistě
dobrovolné a nezávazné. Proto asociace EIGA a členové asociace EIFA neposkytují žádnou záruku za
výsledky a nepřebírají žádný závazek či odpovědnost v souvislosti s referencemi a s použitím informací a
doporučení obsažených v publikacích asociace EIGA.
Asociace EIGA nemá žádnou kontrolu nad čímkoli, pokud se jedná o provádění nebo neprovádění výkonu,
chybnou interpretaci informací, správné nebo nesprávné používání jakýchkoli informací a doporučení
obsažených v publikacích a\sociace EIGA., ze strany osob nebo organizačních jednotek (včetně členů
asociace EIGA) a asociace EIGA výslovně neuzná v této souvislosti jakoukoli odpovědnost. Publikace
asociace EIGA jsou pravidelně revidovány a uživatelé jsou upozorňováni, aby si opatřili poslední vydání.
© EIGA 2012 – EIGA uděluje povolení k reprodukci této publikace za předpokladu, že Asociace bude uvedena jako zdroj
EUROPEAN INDUSTRIAL GASES ASSOCIATION
Avenue des Arts 3-5 B 1210 Brussels Tel +32 2 217 70 98 Fax +32 2 219 85 14
2
IGC
DOC 13/12
Obsah
1
Úvod .......................................................................................................................................................... 1
2
Rozsah a účel ........................................................................................................................................... 1
3
Definice ..................................................................................................................................................... 2
4
Filozofie návrhu ......................................................................................................................................... 4
4.1
Obecná kritéria ................................................................................................................................. 4
4.2
Kompatibilita materiálů pro provoz s kyslíkem ................................................................................. 6
4.2.1 Hořlavost materiálu ...................................................................................................................... 6
4.2.2 Mechanismus vznícení a zapalovací řetězec .............................................................................. 6
4.2.3 Analýza nebezpečí a vyhodnocení rizika u kyslíku...................................................................... 7
4.3
Volba kovů ........................................................................................................................................ 7
4.3.1 „Hraniční“ tlaky z hlediska rychlosti pro kyslík se standardní čistotou ......................................... 8
4.3.2 Atmosféry obohacené kyslíkem se sníženou čistotou ................................................................. 8
4.3.3 Atmosféry kyslíku o velmi vysoké čistotě (UHP – Ultra high purity) ............................................ 9
4.4
Kritéria rychlosti a tlaku plynu ........................................................................................................ 10
4.4.1 Obecně....................................................................................................................................... 10
4.4.2 Křivka rázové rychlosti a výběr kovového materiálu pro potrubí a zařízení .............................. 10
4.4.3 Rychlostní omezení v místech, kde nedochází k nárazům ....................................................... 11
4.5
Nekovové materiály ........................................................................................................................ 12
4.5.1 Vlastnosti a rizika ....................................................................................................................... 12
4.5.2 Konstrukční postupy a výběr materiálu ...................................................................................... 13
4.6
Potrubní systémy............................................................................................................................ 14
4.6.1 Podzemní potrubní systémy ...................................................................................................... 14
4.6.2 Nadzemní potrubní systémy ...................................................................................................... 15
4.6.3 Značkovače potrubí ................................................................................................................... 15
4.6.4 Katodická ochrana ..................................................................................................................... 15
4.7
Rozmístění, dálkově ovládaný provoz, použití bariér .................................................................... 16
5
Potrubí, ventily a zařízení ....................................................................................................................... 16
5.1
Všeobecná kritéria .......................................................................................................................... 16
5.1.1 Kritéria výběru materiálu ............................................................................................................ 16
5.2
Potrubí a armatury.......................................................................................................................... 16
5.2.1 Místa nárazů .............................................................................................................................. 16
5.2.2 Místa bez nárazu ....................................................................................................................... 17
5.2.3 Specifická umístění potrubí ........................................................................................................ 17
5.3
Ventily ............................................................................................................................................. 19
5.3.1 Všeobecně ................................................................................................................................. 19
5.3.2 Funkce ventilu ............................................................................................................................ 19
5.3.3 Typy ventilů ................................................................................................................................ 21
5.3.4 Ventilová těsnění a těsnící materiály ......................................................................................... 23
5.3.5 Jiné možné zdroje vznícení ve ventilech ................................................................................... 23
5.4
Zařízení .......................................................................................................................................... 23
5.4.1 Kónické sítové filtry .................................................................................................................... 24
5.4.2 Sítové filtry typu Y ...................................................................................................................... 24
5.4.3 Filtry ........................................................................................................................................... 24
5.4.4 Zařízení na měření průtoku........................................................................................................ 25
5.4.5 Průtržné membrány ................................................................................................................... 26
5.4.6 Izolační spoje ............................................................................................................................. 26
5.4.7 Pružné spoje .............................................................................................................................. 27
5.4.8 Různé položky (prvky) zařízení.................................................................................................. 28
5.4.9 Ochranné systémy ..................................................................................................................... 28
5.4.10
Výměníky tepla ...................................................................................................................... 29
5.5
Maziva ............................................................................................................................................ 29
6
Čištění ..................................................................................................................................................... 29
6.1
Všeobecné požadavky ................................................................................................................... 29
6.1.1 Strategie čištění ......................................................................................................................... 29
6.1.2 Standard čistoty ......................................................................................................................... 30
6.1.3 Metody čištění ............................................................................................................................ 30
6.1.4 Komponenty potrubního systému .............................................................................................. 31
3
IGC
DOC 13/12
6.1.5 Svařování ................................................................................................................................... 31
6.1.6 Tlaková zkouška ........................................................................................................................ 31
6.1.7 Instalace vybavení potrubí ......................................................................................................... 31
6.2
Specifikace a výroba materiálu potrubního vedení ........................................................................ 31
6.2.1 Všeobecné požadavky ............................................................................................................... 31
6.2.2 Sbírky norem a normy................................................................................................................ 31
6.2.3 Výrobní proces ........................................................................................................................... 32
6.2.4 Tepelné zpracování ................................................................................................................... 32
6.2.5 Hydrostatická zkouška ............................................................................................................... 32
6.3
Předem vyčištěné potrubí............................................................................................................... 32
6.3.1 Všeobecně ................................................................................................................................. 32
6.3.2 Výroba potrubí ........................................................................................................................... 32
6.3.3 Tlaková zkouška ........................................................................................................................ 32
6.3.4 Konečná úprava vnitřního povrchu ............................................................................................ 33
6.3.5 Příprava k expedici .................................................................................................................... 34
6.3.6 Udržování čistoty ....................................................................................................................... 34
6.3.7 Konečné čištění ......................................................................................................................... 35
6.3.8 Zkouška těsnosti a profukování ................................................................................................. 35
6.4
Čištění po provedení instalace ....................................................................................................... 35
6.4.1 Všeobecně ................................................................................................................................. 35
6.4.2 Tlaková zkouška ........................................................................................................................ 36
6.4.3 Konečná úprava vnitřního povrchu ............................................................................................ 36
6.4.4 Udržování čistoty ....................................................................................................................... 36
6.4.5 Zkouška těsnosti a vyfukování ................................................................................................... 36
6.5
Kontrola .......................................................................................................................................... 36
6.5.1 Postup ........................................................................................................................................ 36
6.5.2 Vyšetřování s použitím ultrafialového záření (UVA) .................................................................. 36
6.5.3 Kritéria přejímky ......................................................................................................................... 37
6.5.4 Nápravná činnost ....................................................................................................................... 37
6.5.5 Těsnění, profukování a monitorování ........................................................................................ 37
6.6
Záznamy ......................................................................................................................................... 37
7
Montáž .................................................................................................................................................... 37
7.1
Všeobecná kritéria .......................................................................................................................... 37
7.2
Montážní plán ................................................................................................................................. 38
7.3
Montáž potrubí a svařování ............................................................................................................ 38
7.3.1 Všeobecně ................................................................................................................................. 38
7.3.2 Kvalifikace .................................................................................................................................. 39
7.3.3 Podložné prstence ..................................................................................................................... 39
7.3.4 Příprava pro svařování ............................................................................................................... 39
7.3.5 Svařovací požadavky na materiály ............................................................................................ 39
7.4
Montáž a instalace ......................................................................................................................... 39
7.4.1 Vyrovnání ................................................................................................................................... 39
7.4.2 Přírubové spoje .......................................................................................................................... 40
7.4.3 Izolační spoje ............................................................................................................................. 40
7.4.4 Závitové spoje ............................................................................................................................ 41
7.4.5 Ventily ........................................................................................................................................ 41
7.4.6 Podpěry, žlaby a ukotvení .......................................................................................................... 41
7.5
Kontrola a zkoušení ........................................................................................................................ 42
7.6
Nedestruktivní testování – Defektoskopie ...................................................................................... 42
7.6.1 Tlaková zkouška ........................................................................................................................ 42
7.6.2 Zkoušení rentgenovými paprsky ................................................................................................ 43
7.7
Dokumentace ................................................................................................................................. 43
8
Projektování a stavba řídicích stanic ...................................................................................................... 43
8.1
Funkce ............................................................................................................................................ 43
8.2
Stručné pokyny k projektování ....................................................................................................... 43
8.2.1 Uzavírací ventily pro případ nouze ............................................................................................ 44
8.2.2 Izolační ventily ........................................................................................................................... 44
8.2.3 Škrticí klapky a ventily procesu řízení ........................................................................................ 44
8.2.4 Filtry a sítkové filtry .................................................................................................................... 44
8.2.5 Průtokoměry ............................................................................................................................... 44
8.2.6 Regulace průtoku a tlaku ........................................................................................................... 45
8.2.7 Skladování plynu ........................................................................................................................ 45
4
IGC
DOC 13/12
8.2.8 Regulace přetoku nebo odvětrání .............................................................................................. 45
8.2.9 Ventily odlehčení tlaku a odvzdušňovací ventily........................................................................ 45
8.2.10
Přístroje ................................................................................................................................. 45
8.3
Normy a konstrukční předpisy ........................................................................................................ 46
8.4
Materiály ......................................................................................................................................... 46
8.5
Bariéry nebo zábrany ..................................................................................................................... 46
8.5.1 Kritéria požadavků na bariéry .................................................................................................... 46
8.5.2 Kritéria návrhu ............................................................................................................................ 46
8.5.3 Požadavky na provoz ................................................................................................................. 47
8.6
Umístění ......................................................................................................................................... 47
8.7
Zemnění ......................................................................................................................................... 49
8.8
Montáž ............................................................................................................................................ 49
8.9
Instalace ......................................................................................................................................... 49
8.10
Zkoušky .......................................................................................................................................... 49
8.10.1
Zkoušení po montáži ............................................................................................................. 49
8.10.2
Zkoušení po instalaci ............................................................................................................. 49
8.11
Uvedení do provozu ....................................................................................................................... 49
8.11.1
Bezpečnost ............................................................................................................................ 50
8.11.2
Postup .................................................................................................................................... 50
8.11.3
Filtry ....................................................................................................................................... 50
8.12
Provoz ............................................................................................................................................ 50
9
Provoz, monitorování a údržba ............................................................................................................... 51
9.1
Všeobecné bezpečnostní pokyny .................................................................................................. 51
9.1.1 Pracovníci obsluhy a údržby ...................................................................................................... 51
9.1.2 Ovládání izolačních ventilů ........................................................................................................ 51
9.1.3 Svařování a řezání ..................................................................................................................... 52
9.1.4 Obohacení kyslíkem a nedostatek kyslíku................................................................................. 52
9.1.5 Odstavení/spuštění potrubních vedení a potrubních systémů .................................................. 52
9.1.6 Odvětrávání a snižování tlaku.................................................................................................... 53
9.1.7 Profukování ................................................................................................................................ 53
9.1.8 Nástroje ...................................................................................................................................... 53
9.2
Uvedení potrubního vedení, potrubí a stanic do provozu .............................................................. 54
9.3
Provoz a monitorování ................................................................................................................... 54
9.4
Informace třetím stranám, práce v sousedství s potrubními vedeními a aktualizace dokumentů . 54
9.4.1 Všeobecně ................................................................................................................................. 54
9.4.2 Tok informací ............................................................................................................................. 54
9.4.3 Souhrn prací............................................................................................................................... 55
9.4.4 Záznamy .................................................................................................................................... 55
9.4.5 Aktualizace výkresů potrubního vedení ..................................................................................... 55
9.5
Speciální prohlídky ......................................................................................................................... 55
9.6
Poškození systému potrubního vedení .......................................................................................... 55
9.6.1 Netěsnosti .................................................................................................................................. 55
9.6.2 Opětné potvrzení platnosti ......................................................................................................... 56
10
Všeobecná ochranná opatření ................................................................................................................ 56
10.1
Plán odezvy na krizové situace ...................................................................................................... 56
10.1.1
Spolupráce s veřejnými orgány a dalšími odbornými poradci ............................................... 56
10.1.2
Popis systému potrubního vedení ......................................................................................... 56
10.1.3
Řídící střediska ...................................................................................................................... 56
10.1.4
Oznámení události (nehody) ................................................................................................. 56
10.1.5
Postup varování ..................................................................................................................... 56
10.1.6
Odstavení potrubí .................................................................................................................. 56
10.1.7
Vybavení pro nouzové případy .............................................................................................. 57
10.1.8
Nápravná činnost ................................................................................................................... 57
10.1.9
Potrubní vedení s katodickou ochranou ................................................................................ 57
10.1.10 Formulář zprávy o nehodě ..................................................................................................... 57
10.1.11 Cvičení pro případ krizové situace ........................................................................................ 57
10.2
Zdroje energie a údery blesku ........................................................................................................ 57
10.3
Požár .............................................................................................................................................. 58
10.4
Nebezpečí plynoucí z nedostatku kyslíku a předběžná opatření ................................................... 58
10.5
Zprava o nehodě a škodách ........................................................................................................... 59
10.6
Systém řízení bezpečnosti ............................................................................................................. 59
10.6.1
Oznámení úřadům a konzultace ohledně trasy ..................................................................... 59
5
IGC
10.6.2
10.6.3
10.6.4
10.6.5
10.6.6
10.6.7
10.6.8
10.6.9
10.6.10
10.6.11
DOC 13/12
Návrh (projekt) a stavba ........................................................................................................ 59
Systémy odstavení ................................................................................................................ 59
Provoz .................................................................................................................................... 59
Kontrola překážek od třetí strany........................................................................................... 60
Údržba a kontrola .................................................................................................................. 60
Hlavní politika prevence nehod a systémy řízení bezpečnosti .............................................. 60
Plánování pro nouzové případy ............................................................................................. 60
Informace pro veřejnost a zainteresované strany ................................................................. 60
Plánování využití půdy ........................................................................................................... 61
Ohlašování nehod.................................................................................................................. 61
Dodatek A – Popis zkušební metody hoření s podporovaným vznícením ...............................................61
Dodatek B – Mechanismus potenciálního vznícení ..................................................................................63
Dodatek C – Tabulka jmenovitých složení slitin a rozsahů ......................................................................64
Dodatek D – Tabulka vyňatých tlaků a minimální tloušťky .......................................................................65
Dodatek E – Tabulka minimálních bezpečných vzdáleností ....................................................................66
Dodatek F – Příklad programu preventivní údržby ...................................................................................67
6
IGC
DOC
13/12
1
Úvod
Tuto publikaci připravila skupina specialistů v oboru kyslíkových potrubních systémů. Tato skupina
představuje hlavní výrobce kyslíku v různých zemích Evropy a Severní Ameriky. Tato publikace je
založena na technických informacích a zkušenostech, které mají autoři v současné době k dispozici.
Společnosti průmyslových plynů se prostřednictvím Rady pro mezinárodní harmonizaci (IHC), složené
z Asijské asociace průmyslových plynů (AIGA), Asociace pro stlačený plyn (CGA) a Evropské
asociace průmyslových plynů (EIGA), Japonské asociace průmyslových a medicinálních plynů
(JIMGA) zapojily do procesu vývoje harmonizovaných bezpečnostních postupů a tato publikace je
jedním z nich.
Nicméně je nutné konstatovat, že provoz kyslíkových potrubních systémů, které byly vyvinuté během
40 let v různých zemích Evropy a Severní Ameriky, přinesl srovnatelné bezpečnostní data, přestože
národní postupy vykazují mnoho odlišností, pokud se jedná o návrh a provoz. Některé národní úřady
také zavedly legislativu, která je v těchto zemích pro uvedené provozní činnosti povinná.
Údaje uvedené v tomto dokumentu platí pouze pro budoucí instalace a ne pro instalace stávající.
Nicméně údaje v tomto dokumentu uvedené mohou pomoci u stávajících instalací nebo u instalací,
které jsou v projektové fázi. Publikace nenahrazuje národní zákony doporučené postupy uvedené
v této publikaci.. Autoři nečiní žádná oficiální prohlášení ani neposkytují záruky ohledně uvedených
informací nebo ohledně kompletnosti tohoto dokumentu a odmítají jakékoliv záruky vyjádřené nebo
předpokládané, kromě jiného záruku prodejnosti a záruku o způsobilosti pro určité použití nebo určitý
účel.
V tomto dokumentu se používají jednotky ISO a v závorkách jsou uvedené odpovídající britské
jednotky. Odpovídající jednotky mohou být přibližné.
2
Rozsah a účel
Do rozsahu tohoto dokumentu přísluší kovová kyslíková potrubí, systémy rozvodných a přenosových
potrubních vedení a plynové potrubní systémy ve vnějších provozech (zařízeních) na separaci
vzduchu vedoucích k chladicí skříni. Rozsah je omezen na plynný kyslík v rozsahu teplot mezi
-30 °C a 200 °C (-22 °F a 400 °F), tlaky až do 21 MPa (3000 psig) a teplotu rosného bodu -30 °C
(-22 °F) nebo nižší v závislosti na místních podmínkách.
Tento dokument se nevztahuje na následující procesy:
Zařízení na plnění kyslíkových lahví.
Potrubní zařízení na lékařský (medicinální) kyslík.
Interní potrubí chladicí skříně.
Kyslíkové kompresorové jednotky.
Odpařovače kapalného kyslíku.
Kyslíková zařízení o velkých objemech (kapalina nebo plyn o vysokém tlaku) na stanovišti
zákazníka až k místu, kde plyn vstupuje do distribučních systémů.
Potrubí na specializovaných zařízeních a strojích, jako je tomu u čištění plamenem, tryskovému
děrování atd.
Účelem této publikace je více porozumět souvislostem, které se týkají bezpečného provedení návrhu,
provozu a údržby přenosových a distribučních potrubních systémů plynného kyslíku. Tato publikace
není určena k tomu, aby se stala nějakou povinnou normou nebo sbírkou norem.
Některé z postupů představují konzervativní kompromisy a nejsou zde uvedeny všechny situace.
Konstruktér je upozorněn na to, že tento dokument není kompletní konstrukční příručkou a
neodstraňuje nutnost kompetentního technického posuzování a interpretace. Navrhuje se, aby
uživatel přezkoumal každé specifické problémy nebo záležitosti se svým dodavatelem kyslíku, který by
měl být schopen poskytnout radu a poučení.
1
IGC
DOC
13/12
Přestože technické údaje poskytnuté v tomto dokumentu nejsou považované za povinné, často se zde
v tomto dokumentu používá slovo „musí“. Použití slova „musí“ představuje důležitou okolnost, tedy že
nějaký příslušný způsob, na který je zde v tomto dokumentu proveden odkaz, se musí dodržet
z bezpečnostních důvodů. Použití slova „měl by“ znamená, že způsob, na který se zde odkazuje, se
obvykle používá, ale připouští, že se někdy používají jiné bezpečnostní postupy.
3
Definice
Rozvodné potrubí
Potrubí a obsažené komponenty ve vlastnictví (obecně ve vlastnictví zákazníka) na místě použití
kyslíku.
Potrubí zařízení
Potrubí v rámci zařízení na výrobu kyslíku.
Přenosová potrubí
Potrubí mezi hranicí zařízení na výrobu kyslíku a hranicí rozvodného potrubního vedení včetně
potrubí, které je vedeno přes veřejné pozemky a přes pozemky třetí strany.
Plynný kyslík
Plyn, který obsahuje více než 23,5 objemových % kyslíku (přičemž zbytek jeho komponent jsou inertní
plyny).
Tepelně odolné slitiny
Tepelně odolné slitiny jsou technické slitiny, které poté, co byly vystaveny vznícení, buď nevzplanou
nebo projeví reakci uhašení hoření, což má za následek minimální tepelné poškození . Kov používaný
při výjimečném tlaku nebo nižším pro definovanou soustavu provozních podmínek včetně čistoty
kyslíku, teploty a minimální tloušťky materiálu by měl být za těchto podmínek považovaný za „tepelně
odolnou slitinu“. Příklady kovů, které jsou vysoce tepelně odolné, a proto projevují vysoké „ hraniční“
tlaky , jsou měď, nikl a slitiny měď/nikl jako Monel. Jiné technické slitiny jako nerezová ocel mohou
prokazovat kolísavé stupně tepelné odolnosti v závislosti na tlaku kyslíku, čistotě kyslíku, teplotě,
konfiguraci zařízení, uspořádání potrubí a tloušťce kovu.
Hraniční tlak
Hraniční tlak í je maximální tlak, při kterém materiál nepodléhá omezením rychlosti v ovzduší
obohaceném kyslíkem, kde může dojít k působení (vlivu) částic. Při tlacích nižších než „hraniční“
tlakse považují vznícení a šíření hoření za nepravděpodobné na základě mechanismu vznícení
uvedeném v tomto dokumentu. Hraniční tlaky slitin uvedených v dodatku D jsou založené na
průmyslových zkušenostech a za podmínek používaných pro testování podporovaného hoření
(spalování) podle ASTM G124, zkušební metody pro určení chování spalování (hoření) technických
materiálů v atmosféře obohacené kyslíkem [1].
POZN.: Mohou se používat materiály nad hraničním tlakem za předpokladu, že hodnoty rychlosti tlaku
jsou nižší než křivky na Obrázcích 2 a 3 nebo že vyhodnocení rizika prokázalo, že vznícení je
nepravděpodobné nebo se může zmírnit za pomoci jiných bezpečnostních opatření.
„Kyslíkové“ materiály
Za účelem tohoto dokumentu jsou „kyslíkové“ materiály technické slitiny, které nepodléhají žádným
omezením rychlosti kyslíku v rámci definovaných mezních hodnot tlaku, tloušťky materiálu a čistoty
kyslíku. V Dodatku C a Dodatku D je identifikováno složení specifických slitin spolu s jejich omezeními
tloušťky a „hraničními“ tlaky pro kyslík.
2
IGC
DOC
13/12
Slitiny mědi
Slitiny na bázi mědi, které se používají u komponentů potrubních systémů kyslíku, obecně obsahují
minimálně 55 hmotnostních % mědi. V této skupině jsou zahrnuté mědi, mosazi (jedná se o slitinu
mědi primárně se zinkem), bronzy (jedná se o slitinu mědi s hliníkem, křemíkem, manganem, cínem,
olovem atd.) a mědi-niklové slitiny (jedná se o slitinu mědi s niklem). Tyto slitiny měly vynikající historii
aplikace v rámci provozu s kyslíkem. Je však třeba být obezřetnými v případě použití hliníkových
bronzů. Hliníkové bronzy, které obsahují více než 2,5 % a až do 11 % hliníku (bráno podle hmotnosti)
se ve velké míře používaly pro odlévané komponenty (např. pro těla ventilů, potrubní armatury atd.)
pro provoz potrubních kyslíkových vedení mnoho let bez významné historie poruch. Nicméně se
nedoporučuje používat hliníkový bronz, protože zkoušky hořlavosti (zápalnosti) prokazují, že při
vznícení budou podporovat hoření dokonce i při nízkém tlaku.
Obsah hliníku ve slitinách mědi by měl být omezen do 2,5 % (podle hmotnosti).

Slitiny niklu
Slitiny na bázi niklu, které se používají u komponentů přenosových potrubních systémů kyslíku,
obsahují nejméně 50 hmotnostních % niklu, přičemž se používalo obsahu niklu až do 99+
hmotnostních %. Nicméně některé tabulky slitin niklu mohou uvádět slitiny s obsahem niklu jen 30
hmotnostních %. Obecně je tedy možno konstatovat, že čím vyšší je kombinovaný obsah niklu a mědi,
tím vyšší je tepelná odolnost takové slitiny. Může být také prospěšná kombinace niklu a kobaltu.
Následují některé z hlavních skupin slitin niklu a příslušné příklady každé z nich: nikl (Nikl 200), niklměď (Monel-400 a Monel-500), nikl-chrom (Inconel 600 a Inconel X-750) a nikl-chrom-molybden
(Hastelloy C-276 a Inconel 625).
Slitiny nerezové oceli
Železné slitiny se stanou nerezovými slitinami tehdy, pokud jejich obsah chrómu je nejméně 10 až 13
hmotnostních %. Existuje řada klasifikací nerezových ocelí. Tyto nerezové oceli jsou závislé na
složení slitiny, na krystalické mřížce, na mechanismu zpevňování a na poměru feritových stabilizátorů
vůči austenitickým stabilizátorům.
Následuje klasifikace nerezových ocelí s příklady pro každý takový typ:
Austenitická (304, 304L, 316, 316L, 321, 347).
Feritická (430).
Martenzitická (410).
Vytvrzování vylučováním (17- 4 PH).
Duplex (329, SAF 2205).
Označení předchozích slitin platilo pro produkty, tedy slitiny pro tváření, ale existují slitiny, jako jsou
CF-8, CF-3, CF-8M, CF-3M, které představují, pokud se jedná o odlévání, obdobu 304, 304L, 316
respektive 316L.
Z různých nerezových ocelí se nejběžněji používají nerezové oceli řady 300 a jejich obdoby pro
přenosové potrubní systémy plynného kyslíku.
Kobaltové slitiny
Obchodní výpisy kobaltových slitin obvykle začínají u minimálního obsahu kobaltu nejméně 40
hmotnostních %. Slitiny odolné proti opotřebení, jako jsou Stellit 6 nebo Stellit 6B, se někdy používají
jako povlak na lemech ventilu, aby se snížilo poškození erozí na minimální hodnotu a aby se zvýšila
životnost ventilu. Slitiny kobaltu mají úspěšnou historii v souvislosti s průmyslovým využitím kyslíku,
když se používaly jako povlaky, přestože jejich tenký profil může snížit jejich tepelnou odolnost.
Neželezné slitiny
Když se v tomto dokumentu použije výraz neželezné slitiny, zahrnuje pouze slitiny mědi, niklu
a kobaltu. Nezahrnuje hliník nebo reaktivní materiály, jako je titan nebo zirkonium.
3
IGC
DOC
13/12
Železné slitiny
Tato kategorie zahrnuje uhlíkovou ocel, nízkolegovanou ocel a všechny nerezové oceli bez ohledu na
to, zda tyto řady slitin jsou ve formě odlitku nebo ve formě tvářené slitiny.
Kyslík o standardní čistotě
Kyslík o standardní čistotě je definován kyslík o čistotě 99,5+ objemových %.
Kyslík o nízké čistotě
Plynný kyslík obsahující 35 objemových % kyslíku nebo méně (23,5 % až 35 %).
Kyslík o velmi vysoké čistotě (UHP)
Čistota kyslíku je minimálně 99,999 objemových procent kyslíku.
Rychlost
Aktuální objemová průtoková rychlost dělená minimální plochou vnitřního průtočného průřezu potrubí.
Je důležité vědět, že rychlost v potrubí a jeho komponentech se může významně lišit.
Tlak plynu
Tlak plynu je maximální tlak, kterého lze v potrubním systému dosáhnout.
4
Filozofie návrhu
4.1
Obecná kritéria
Bezpečný návrh a provoz přenosového potrubí nebo potrubního systému kyslíku závisí na různých
faktorech, které se mohou vzájemně ovlivňovat. Tato kapitola popisuje hlavní rizika a nebezpečí, která
jsou spojená s kyslíkovými systémy a způsob, kterým taková nebezpečí mohou být minimalizována
prostřednictví dobrého technického návrhu.
Nebezpečí kyslíku se může účinně znázornit pomocí požárního trojúhelníku, který ukazuje, že pro
vznik požáru jsou nutné tři hlavní elementy: oxidační činidlo, palivo a zdroj vznícení.
Obrázek 1– Požární trojúhelník kyslíku
U kyslíkových systémů je samotný kyslík oxidačním činitelem a nebezpečí požáru systému se zvyšuje
se zvyšující se koncentrací, tlakem, teplotou a průtokovou rychlostí. Palivy u kyslíkových systémů jsou
stavební materiály (kovy, nekovy a mazadla) nebo potenciální kontaminanty jako částečky materiálu,
oleje nebo maziva. Zdroje vznícení běžné pro kyslíkové systémy zahrnují působení částic, kompresní
ohřívání (teplo), ohřívání (teplo) vzniklé třením a další, které jsou uvedeny dále v dokumentu.
4
IGC
DOC
13/12
Protože každá strana trojúhelníku je v kyslíkovém systému v nějaké úrovni vždy přítomná, konstrukce
kompatibilní s kyslíkem je zpravidla jediným faktorem, který minimalizuje závažnost každé strany
požárního trojúhelníku na přijatelnou úroveň. Např. minimalizace závažnosti oxidačního činitele by
mohla zahrnovat snížení tlaku, teploty nebo koncentrace kyslíku jako praktické. Minimalizace
závažnosti paliva by mohla zahrnovat zajištění používání slitin odolných proti hoření na místech
s aktivním mechanismem vznícení. Minimalizace závažnosti mechanismu vznícení by mohla
zahrnovat čištění provozu s kyslíkem pro snížení nárazu částic a podporovaného hoření, vyloučení
adiabatické komprese a jiných mechanismů.
Tudíž bezpečný přenosový nebo distribuční potrubní systém kyslíku zahrnující všechny jejich
komponenty je takový systém, který je vyprojektovaný tak, že zohledňuje především:
-
Oxidační činidlo: provozní podmínky kyslíku s ohledem na složení média, rychlost plynu, tlak,
teplotu a rosný bod.
Palivo: stavební materiály, volba kovových a nekovových komponent.
Mechanismus potenciálního vznícení: přispívající faktory, které napomáhají vznícení, jako
rychlosti plynu a místa působení (vlivu), které napomáhají ke vznícení nárazem částic nebo
rychle se otevírající komponenty, které mohou vytvářet teplo (ohřívání) adiabatickou kompresí.
Další faktory, které se mají zohlednit, jsou:
-
Místní podmínky (např. seizmická zóna, půdní charakteristiky).
Platné zásady a metody pro konstrukci potrubních systémů (včetně hodnocení tlaku a tloušťky
stěny) a instalaci.
Národní zákony a nařízení, které platí obecně pro přenosová potrubí plynu a výslovně pro
kyslíkové systémy.
Standardy čistoty pro provoz s kyslíkem.
Průmyslové zásady správné praxe týkající se kyslíkových systémů.
Pro rozvod kyslíkem obohacených plynů při nízkých tlacích se používala potrubí zhotovená
z nekovového materiálu, jako jsou plastické hmoty nebo kompozitní materiály. Nicméně použití
nekovového potrubí pro kyslíkem obohacené plyny ve výrobních zařízeních, v přenosových
systémech nebo u distribučních systémů je mimo rozsah tohoto dokumentu a vyžaduje specifické
vyhodnocení rizika a použití předběžných opatření.
Obvykle plynný kyslík dopravovaný potrubím obsahuje zanedbatelná množství vody a není tedy nutné
činit žádná bezpečnostní opatření proti korozi. Nicméně je důležité identifikovat oblasti, kde by mohlo
dojít ke kontaminaci potrubních systémů vodou v případě poruchy zařízení (např. u mezistupňových
chladičů nebo dochlazovačů kompresoru), a použít vhodný návrh a/nebo monitorovací postupy.
Potrubní systémy, které jsou specificky určené pro dopravu vlhkého kyslíku na nepřetržité bázi, kdy by
v takovém případě mohlo být potrubí vystaveno působení volné vody, mohou vyžadovat použití
speciálních bezpečnostních opatření, jako je použití potrubního materiálu odolného proti korozi nebo
použití ochranných povlaků, nátěrů. Je důležité, aby byly všechny používané interní nátěry nebo
zpomalovače koroze kompatibilní s kyslíkem, pokud jde o provozní podmínky. Použití potenciálně
hořlavých nátěrů nebo tlumičů je zakázáno, dokud není ověřena jejich kompatibilita.
Podrobnější základní informace můžete najít v následujících odkazech:
ASTM G88, Standardní směrnice (návod) pro konstrukční systémy pro provoz s kyslíkem [2];
ASTM G128, Standardní směrnice (návod) pro řízení nebezpečí a rizik u kyslíkových systémů [3];
Vyhodnocení užitečnosti bezpečnostních norem, volba a čištění materiálů, prostředky a zařízení pro
kyslíkové technologie pro aplikace pod vysokými parciálními tlaky kyslíku [4];
ASTM STP 986, „Zkouška pro vyhodnocení vhodnosti materiálů pro provoz s kyslíkem“ Hořlavost
a citlivost materiálů v ovzduší obohaceném kyslíkem [5];
ASTM STP 1197 „Metoda analýzy nebezpečí pro kyslíkové systémy včetně několika případových
studií“ Hořlavost a citlivost materiálů v ovzduší obohaceném kyslíkem [6].
5
IGC
DOC
13/12
Kompatibilita materiálů pro provoz s kyslíkem
4.2
Kompatibilita materiálů s kyslíkem závisí na mnoha faktorech a znamená, že kompatibilita materiálů
s kyslíkem je specifická podle použití. Obecně kritéria přijetí pro materiály pro uvedené použití závisí
na dvou klíčových faktorech, hořlavosti a zápalnosti.
4.2.1
Hořlavost materiálu
Některé faktory, které určují hořlavost materiálů, zahrnují složení, tloušťku materiálu a provozní
podmínky, jako jsou tlak, teplota, koncentrace kyslíku a další.
Často se používají standardní zkušební metody pro určení hořlavosti materiálů v kyslíku. U kovů je
podporovaná zkouška vznícení podle ASTM G-124 jednou zkouškou, která vyhodnocuje hořlavost
jako funkci tlaku v podmínkách zkoušky [1]. Popis podporované zkušební metody vznícení-hoření
najdete v Dodatku A.
ASTM G-125, Standardní zkušební metoda pro měření požárních mezních hodnot kapalných
a pevných materiálů u plynných oxidantů je jednou zkouškou, která vyhodnocuje hořlavost
nekovových materiálů jako funkci čistoty [7].
Další návod je uveden v ASTM G-94, Standardní směrnice pro vyhodnocení kovů pro provoz
s kyslíkem pro kovy a v ASTM G-63, Standardní směrnice pro vyhodnocení materiálů pro provoz
s kyslíkem pro nekovové materiály [8, 9]
4.2.2
Mechanismus vznícení a zapalovací řetězec
O několika mechanismech vznícení je známo, že způsobují požár v kyslíkových potrubních
systémech. V Dodatku B jsou uvedeny běžné mechanismy vznícení u kyslíkových systémů,
podmínky, aby tyto mechanismy byly aktivní a některé přispívající faktory, které zvyšují jejich
pravděpodobnost.
Mechanismus vznícení zahrnuje náraz částic, adiabatickou kompresi (pneumatický ráz), podporované
hoření pomocí organických materiálů, teplo od tření, elektrický oblouk a další, jak je uvedeno
v Dodatku B. Jestliže existují specifické podmínky pro mechanismus vznícení, poté se mechanismus
vznícení považuje za aktivní. Např. podmínky, které musí existovat, aby byl aktivní mechanismus
nárazu částic, jsou:
-
Pevné nebo kapalné částice.
Vysoké rychlosti plynu.
Místa působení.
Konstrukční postupy popsané v této publikaci jsou určené pro minimalizaci podmínek a přispívajících
faktorů týkajících se vznícení.
Když se materiál vznítí, oheň může být podporován prostřednictvím zapalovacího řetězce. Když došlo
ke vznícení, hořlavý materiál nebo komponent vytváří teplo, které může v závislosti na mnoha
faktorech zapálit volně ložený materiál ve svém okolí. Rychlost a rozsah podpory požáru spolu
s tlakovým rozvojem bude záležet na tloušťce a hořlavosti materiálu spolu s dalšími faktory. Použití
materiálů odolných proti hoření, jako je použití vyňatých slitin podle této publikace, = omezuje se
podporování požáru přerušením zapalovacího řetězce.
6
IGC
DOC
13/12
4.2.3
Analýza nebezpečí a vyhodnocení rizika u kyslíku
Některé provozní parametry, jako jsou koncentrace, tlak, teplota a rychlost kyslíku, zvyšují nebezpečí
vzniku požáru. Když se tyto parametry zvyšují, aplikují se postupně přísnější způsoby provozu
s kyslíkem:
Čištění potrubí a zařízení.
Použití kompatibilních nekovových materiálů, a pokud je to vhodné, mazadel.
Použití kovů odolných proti hoření.
Analýza nebezpečí u kyslíku je metodou, která se používá pro vyhodnocení rizika vzniku požáru
u kyslíkových systémů. Posuzuje pravděpodobnost vznícení nebo následek vznícení (vznícení proti
trvalému hoření na základě provozních podmínek], což je popsáno dále v textu. Může se používat pro
volbu materiálu pro nové návrhy nebo pro vyhodnocení kompatibility materiálu u stávajících systémů.
Provedení analýzy nebezpečí se vyžaduje, pokud se používají slitiny kovu s vyšším tlakem, než je
„hraniční“ tlak a s rychlostmi plynu přesahujícími rychlosti povolené křivkou tlak-rychlost. Proces
analýzy nebezpečí u kyslíku je objasněn v ASTM STP 1197, ASTM G63 a ASTM G94 a zpravidla
probíhá následovně [6, 8, 9]:
-
-
4.3
Stanovte podmínky použití (čistota, tlak, teplota kyslíku, rychlost plynu atd.).
Vyhodnoťte hořlavost materiálů u provozního tlaku a tloušťky (viz kapitola 4.2.1).
Vyhodnoťte závažnost mechanismu vznícení na základě přítomných přispívajících faktorů (viz
Dodatek B). Mechanismus vznícení pro kovy zahrnuje: náraz částic, teplo/oděr od tření,
elektrický oblouk, podporované vznícení od nekovů/kontaminantů atd. Mechanismus vznícení
pro nekovy zahrnuje: kompresní teplo, mechanický ráz, tření prouděním, elektrostatický výboj
atd.
Vyhodnoťte reakční vlivy požáru (v případě, že by došlo k požáru) na základě závažnosti
reakčního vlivu na osoby a provoz.
Analýza by měla zahrnovat seznam dílů, použitý materiál, výkresy a pracovní postupy atd.
Proveďte doporučení pro požadavek dosažení malé pravděpodobnosti vznícení a malých
následků vznícení, pokud je to možné. Seznam priorit pro zavedení změn pro snížení rizika
vznícení nebo následků požáru je 1) Změnit materiál, 2) Změnit návrh, 3) Změnit provoz, 4)
Zavést bariérovou ochranu.
Volba kovů
Hořlavost kovu je hlavním zřetelem pro technickou slitinu používanou v aplikacích kyslíkových potrubí.
Chemické složení slitiny, tloušťka komponentu, teplota, tlak kyslíku a čistota kyslíku jsou hlavními
proměnnými, které ovlivňují hořlavost kovů.
U volby kovů, které se používají u kyslíkových potrubních systémů, se mohou používat „hraniční“ tlaky
v kombinaci s křivkami tlak-rychlost uvedenými v tomto dokumentu pro poskytnutí užitečného návodu.
Jak bylo uvedeno dříve, tlaky „hraniční“ pro mnoho slitin jsou založené na údajích o hořlavosti z ASTM
G124 a dalších jiných faktorů [1]. Pomocí této metody se na aplikaci uplatní omezení rychlosti plynu,
kde se používají stavební slitiny o tlacích vyšších, než je jejich tlak „hraniční“, aby se minimalizovalo
nebezpečí vznícení nárazem částic. Pokud je aplikační tlak vyšší než publikovaný tlak „hraniční“,
aplikační rychlost plynu musí odpovídat oblasti pod specifickou křivkou tlaku-rychlosti v závislosti na
přítomnosti míst působení. Pokud je aplikační tlak nižší než tlak „hraniční“, slitina se považuje za
odolnou proti hoření a tím nejsou požadována žádná omezení rychlostí. Je nutné porozumět tomu, že
křivky tlak-rychlost pouze určují mechanismus vznícení nárazem částic. Mohou existovat jiné
mechanismy vznícení a tyto by měly být vyhodnoceny podle Dodatku B.
Volba slitin odolných proti hoření podle kapitoly 4.2.2.2. je jednoduchým řešením pro konstruktéra,
který by mohl také provádět analýzu nebezpečí kyslíku, která je uvedena v kapitole 4.2.1, pro
stanovení, které jiné volby mohou být k dispozici.
Hliník by se mimo chladicí skříň neměl používat u potrubních systémů plynného kyslíku.
7
IGC
DOC
13/12
4.3.1
„Hraniční“ tlaky z hlediska rychlosti pro kyslík se standardní čistotou
4.3.1.1 Technické slitiny
V Dodatku C jsou uvedena jmenovitá složení technických slitin a systémů slitin, pro které jsou
definované pro „hraniční“ tlaky z hlediska rychlosti v tomto dokumentu. Všeobecně jsou slitiny
a systémy slitin takové, pro které existují publikované údaje o hořlavosti. Technické postupy, podle
nichž se může provádět vyhodnocení hořlavosti u slitin, které nejsou uvedené v Dodatku C, jsou
popsané v kapitole 4.2.1 a v Dodatku A.
4.3.1.2 Tlaky „hraniční“ a účinky tloušťky
V Dodatku D je uveden seznam „hraničních“ tlaků pro slitiny uvedené v kapitole 4.3.1.1. Harniční tlaky
jsou založené na kritériu hoření menším než 30 mm (1,18 palců) pro zkušební vzorek, viz Dodatek A.
Tloušťka představuje velice důležitou proměnnou veličinu, pokud se jedná o hořlavost komponentu.
Tloušťka kovu nebo slitiny nesmí být menší než minimální hodnota, která je předepsána v Dodatku D.
Jestliže je tloušťka menší, než je předepsaná minimální hodnota, slitina se musí považovat za
hořlavou a musí se dodržovat omezení ohledně rychlosti vhodná pro tlak systému. „hraniční“ tlakby
neměl být extrapolován mimo daný rozsah tloušťky 3,18 až 6,35 mm (0,125 až 0,250 palců).
Alternativně je možné provádět vyhodnocování hořlavosti s použitím příslušných pracovních postupů
uvedených v kapitole 4.2.1 a v Dodatku B, což může vést k úsudku, že omezení rychlosti není nutné
použít.
4.3.1.3 Ochranné vyložení a ochranné nátěry svárů
Ochranné vyložení a ochranné nátěry svárů slitin vykazujících odolnost proti hoření se mohou použít
ve spojení s komponenty z uhlíkové oceli nebo z nerezové oceli v případech, kdy by vysoké rychlosti a
tlaky kyslíku mohly mít za následek vznícení v důsledku nárazu částic. Typickými volbami v tomto
případě jsou slitiny mědi, niklu nebo Monel. Obecně se používají pro nátěry nebo vložky minimální
tloušťky řádově 1 mm až 3 mm (0,04 až 0,12 palce) podle ASTM G88.Požadavky na minimální
tloušťku u specifických kovů [2] najdete v Dodatku D.
Elektrolyticky pokovené povrchy nebo bezproudově pokovené povrchy nejsou vyhovující kvůli
nepřiměřené tloušťce ochranného povlaku a nátěrů sváru nejobvykleji používaného pro tyto procesy,
dokud nebylo provedeno specifické vyhodnocení rizika, které vyhodnocuje faktory, jako jsou vodíková
křehkost (křehnutí), mechanické opotřebení tenkých ochranných nátěrů a další.
Slitiny s navařeným tvrdým povlakem jsou také kandidáty, pokud se také požaduje odolnost proti
abrazi, nicméně slitina s navařeným tvrdým povlakem a tepelná odolnost podkladové slitiny musí být
vhodná pro podmínky procesu založeném buď na rychlosti systému, hraničních tlacích uvedených
v Dodatku D, nebo na podrobném vyhodnocení rizika.
4.3.2
Atmosféry obohacené kyslíkem se sníženou čistotou
4.3.2.1 Vlivy snížené čistoty
Dochází ke zvýšenému počtu použití, kde může být požadováno obohacení kyslíkem nad běžnou
atmosférickou koncentraci, avšak méně než je jmenovitá hodnota 99,5 % objemových. V závislosti na
specifických parametrech, jako jsou tlak kyslíku a teplota kyslíku, mohou vést snížené čistoty kyslíku
ke snížení hořlavosti kovů, jestliže dojde ke vznícení. Tudíž by poté nebylo nutné aplikovat omezení
rychlosti. Údaje o hořlavosti kovů v prostředích obohacených kyslíkem se sníženou čistotou jsou však
k dispozici v menší míře, přestože existuje v tomto ohledu několik užitečných publikací [5, 6, 10, 11,
12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20]. Existují tři možnosti, které se mohou zvážit:
-
Možnost 1. Považujte atmosféru obohacenou kyslíkem se sníženou čistotou jako ekvivalentních
99,5+ objemových procent kyslíku a používejte „hraniční“ tlakuvedený v Dodatku D pro kyslík
8
IGC
DOC
13/12
-
-
o standardní čistotě. Toto představuje konzervativní a velmi bezpečný přístup, který se stává
konzervativnějším se snižováním čistoty kyslíku.
Možnost 2. Považujte kyslík se sníženou čistotou jako ekvivalentní plynnému čistému kyslíku při
tlaku odpovídajícímu jeho parciálnímu tlaku kyslíku v plynné směsi. „hraniční“ tlakje uvedený
v Dodatku D pro specifickou plynnou směs kyslíku se sníženou čistotou a bude proto
představovat parciální tlak kyslíku. Toto představuje bezpečný přístup, avšak nikoliv tak
konzervativní jako v Možnosti 1.
Možnost 3. Zkoušení na hořlavost se může provádět na materiálech systému v prostředí kyslíku
se sníženou čistotou s použitím pracovních postupů uvedených kapitole 4.2.1 a v Dodatku A.
Jestliže materiál nevykazuje odolnost proti hoření, musí se aplikovat omezení ohledně rychlosti
kyslíku, jak je uvedeno v odstavci 4.4. Pokud výsledky zkoušek indikují, že kov vykazuje
odolnost proti hoření pro příslušnou tloušťku, pro hodnoty čistoty kyslíku a příslušné tlaky, poté
není nutné aplikovat rychlostní omezení.
4.3.2.2 Čistoty kyslíku  35 % objemových
Při tlacích až do 21 MPa (3000 psig) a při obsahu kyslíku nižším než 35 % objemových jsou systémy
bez uhlovodíků a zhotovené z železného a/nebo neželezného materiálu zproštěné od rychlostních
omezení. Za těchto podmínek se prokázalo zkušební metodou hoření s podporovaným vznícením (viz
Dodatek A), že jak uhlíková ocel, tak nerezová ocel představují materiály vykazující odolnost proti
hoření. Nicméně, pro tyto potrubní systémy se doporučuje kyslíková čistota a použití nekovových
materiálů, kompatibilních s kyslíkem, jak je uvedeno v kapitole 4.5.
4.3.2.3 Rozvody plynného kyslíku za odpařovací stanicí
U některých systémů může konstruktér zvolit potrubí a zařízení z nerezové oceli, aby se
minimalizovala přítomnost částic. Příkladem takového systému by mohla být dodávka plynu
prostřednictvím odpařování kapalného kyslíku. Za předpokladu, že je systém dostatečně vyčištěný,
profouknutý a zkontrolovaný a nelze identifikovat žádný zdroj částic během uvádění do provozu a
životnosti potrubí, zproštění od požadavků na rychlost kyslíku by mohlo být oprávněné prostřednictvím
analýzy rizika kyslíku vyhodnocující různé zdroje vznícení.
4.3.3
Atmosféry kyslíku o velmi vysoké čistotě (UHP – Ultra high purity)
4.3.3.1 Obecně
Zvyšující se měrou se kyslík o velmi vysoké čistotě (UHP) používá v aplikacích moderních technologií,
jako je tomu v případě polovodičů nebo elektroniky. Speciální požadavky, které jsou spojené s těmito
případy použití, vyžadují téměř celkovou eliminaci částic, které by mohly přispívat mechanismu
vznícení nárazem částic. Navíc ke specifickým postupům čištění systémy kyslíku UHP vyžadují použití
speciálních monitorovacích postupů, aby tak byly zajištěny podmínky bez částic. Tyto systémy se
v typických případech vyrábějí z nerezové oceli.
4.3.3.2 Tlak systému
Rozsah systémových tlaků plynu je obvykle pod 4MPa (600 psig). S vyššími tlaky se můžeme
setkat v dodávkových systémech využívajících vysokotlaké láhve.
4.3.3.3 „Hraniční“ rychlosti
Nepřítomnost částic a zápalných kontaminantů u čištěných systémů z nerezové oceli s UHP kyslíkem
je významným faktorem, který zamezuje vznícení mechanismem založeným na nárazu částic. Z toho
důvodu jsou systémy s UHP kyslíkem, které jsou řádně čištěny a udržovány, jsou zproštěny od
požadavků na rychlost kyslíku, přestože mohou být přítomny jiné mechanismy vznícení (jako
adiabatická komprese), které by mohly vznítit nekovový komponent.
9
IGC
DOC
13/12
4.3.3.4 Čištění systémů s UHP kyslíkem
Čištění potrubních systémů s UHP kyslíkem vyžaduje speciální subdodavatele čištění, kteří budou
schopni dodržet hladiny kontaminačních látek na úrovních nepřesahujících 1000 mikrogramů na
čtverečný metr. Tito prodejci musí být přísně kvalifikováni a musí se u nich pravidelně provádět audity,
kontroly a přezkoumávání procesu.
4.3.3.5 Teplotní omezení
Údaje týkající se hořlavosti kovů uvedené v kapitole 4.2 souvisí s kyslíkovými potrubními systémy až
do:
150 °C (303 °F) pro potrubní systémy v provedení z uhlíkové oceli.
200 °C (398 °F) pro potrubní systémy v provedení z nerezové oceli a z neželezných materiálů.
Systémy, které jsou provozované při teplotách nad výše uvedenými mezními hodnotami, budou
vyžadovat provedení dodatečné analýzy. Komponenty nebo materiál mohou vyžadovat testování
hořlavosti materiálů nebo testování ohledně nárazů částic při zvýšených teplotách, aby byla zajištěna
bezpečnost systému.
V případě provozních teplot nižších než -20 °C budou požadovány oceli, které vykazují odpovídající
hodnoty lomové houževnatosti, stejným způsobem, jako když jde o jiné průmyslové plyny.
4.4
Kritéria rychlosti a tlaku plynu
4.4.1
Obecně
Dimenzování potrubního systému je v převážné míře založeno na konstrukční rychlosti. Tato rychlost
je založena na normálním provozu zařízení a spotřebě a není založena na rychlostech, které se
mohou vyskytnout následkem mechanických poruch nebo jiných neobvyklých okolností, jako jsou
např. porucha regulačního ventilu nebo zvednutí či tedy zareagování pojistného odlehčovacího
ventilu. Výraz rychlost v tomto případě znamená průměrnou osovou rychlost v potrubí při všech
definovaných provozních tlacích, teplotách a průtočných množstvích. Pro potrubní zařízení se musí
rychlost zakládat na minimální ploše průtočného příčného průřezu komponentu. Mohou být definovány
vícenásobné provozní podmínky, pro které se musí zvážit všechny rychlosti.
4.4.2
Křivka rázové rychlosti a výběr kovového materiálu pro potrubí a
zařízení
Křivka rázové rychlosti uvedená na Obrázku 2 se musí používat pro návrh a projekt a pro volbu
materiálu nových potrubních vedení, ventilů, zařízení a přidružených potrubních systémů, kde mohou
existovat místa, kde by k takovým nárazům mohlo dojít. Viz kapitoly 5.2.1 a 5.2.2. Projektant provede
volbu kovů podle křivky rázové rychlosti a jejich tlaků vynětí, jak jsou definovány v kapitole 4.2. Při
nižší hodnotě než „hraniční“ tlak(viz Dodatek D) se může použít jakýkoliv kovový materiál bez
rychlostního omezení. Při hodnotách vyšších než je „hraniční“ tlak projektant zkontroluje, zda rychlost
zůstane pod křivkou rychlosti při nárazu. Pro rychlosti, které se nacházejí pod křivkou rychlosti při
nárazu, se může použít uhlíková ocel, nerezová ocel a další kyslíkovémateriály. Nad touto křivkou
rázové rychlosti se musí použít pouze kyslíkovémateriály nebo se musí provést alternativní opatření
ke zmírnění rizik.
Potrubní systémy jsou obvykle vyrobeny z uhlíkové oceli, a proto je nutné omezit rychlost plynu na
hodnotu, která se nachází pod křivkou rázové rychlosti. Jiné zřetele ohledně návrhu mohou také
vyžadovat nižší rychlosti, jako pokles tlaku, rázový efekt plynu, snížení hluku, vibrací a potřeba omezit
kinetickou energii.
Omezení rychlosti v místech, kde nedochází k nárazům, jsou uvedena v kapitole 4.4.3. U tlaků nižších
než 0,21 MPa (30 psig) je dle zkušeností v průmyslu možné při provozu s kyslíkem používat hliník
a tenkostěnnou nerezovou ocel bez rychlostních omezení s použitím řádným způsobem navržených
10
IGC
DOC
13/12
komponent s vhodným vyhodnocením rizika. To kvůli nízkým rychlostem hoření, které tyto materiály
vykázaly při zkouškách hořlavosti při nízkém tlaku. Doporučuje se, aby byly komponenty pro tyto
vyhodnocovány případ od případu.
Analýza nebezpečí systému (potrubí nebo zařízení) může odůvodnit jiná řešení než použití materiálů
vykazujících odolnost proti hoření, například:
Použití ochranné desky, vyrobeného z vyňatého materiálu v místech, kde dochází k nárazům.
Minimalizace přítomnosti částic použitím filtrace pro částice 150 mikronů a menší.
Další výjimky jsou uvedené v kapitolách 4.2.3, 4.2.4, 5.2.2 a 5.2.3.
Obrázek 2 – Křivka rychlosti s nárazy
Křivka uvedená na Obrázku 2 je platná pro konstrukční teploty až do 150 °C (302 °F) pro potrubí
z uhlíkové oceli, a do 200 °C (392 °F) pro potrubí z nerezové oceli a neželezná potrubí. Teplotní
omezení uhlíkové oceli se může zvýšit na 200 °C (392 °F) za předpokladu, že se provede riziková
analýza, která zahrne takové faktory jako provozní podmínky , provozní zkušenosti, experimentální
údaje atd. Tlaky jsou omezené na maximální hodnotu 21 MPa (3000 psig).
Rovnice křivky rázové rychlosti uvedená na Obrázku 2 je definována následujícím způsobem:
-
Je-li 0,3 MPa abs (45 psia)  P  1,5 MPa (225 psia), poté V (m/s) = 30 m/s (100 ft/s)
-
Je-li 1,5 MPa (225 psia)  P  10 MPa (1500 psia), poté P  V = 45 MPa  m/s (22 500 psia  ft/s)
-
Je-li 10 MPa (1500 psia)  P  20 MPa (3000 psia), poté V (m/s) = 4,5 m/s (15 ft/s)
4.4.3
Rychlostní omezení v místech, kde nedochází k nárazům
Rychlost se může zvýšit až na hodnotu vyznačenou křivkou uvedenou na Obrázku 3, v místech
potrubního systému, kde nedochází k nárazům. Viz kapitoly 5.1.1 a 5.2.2.
Pro rychlosti nad křivkou rázových rychlostí se musí použít kyslíkovémateriály nebo provést
alternativní opatření ke zmírnění rizik.
11
IGC
DOC
13/12
Obrázek 3 Křivka rychlosti bez nárazů
Křivka uvedená na Obrázku 3 je platná pro teploty až do 150 °C (302 °F) pro potrubí z uhlíkové oceli a
do 200 °C (392 °F) pro potrubí z nerezové oceli a neželezná potrubí. Teplotní omezení uhlíkové oceli
se může zvýšit na 200 °C (392 °F) za předpokladu, že se provede analýza nebezpečí, která zahrne
takové faktory jako podmínky na stanovišti, provozní zkušenosti, experimentální údaje atd. Tlaky jsou
omezené na maximální hodnotu 21 MPa (3000 psig).
Rovnice křivky rychlosti bez nárazů je definována následujícím způsobem:
-
Je-li 0,3 MPa abs (45 psia)  P  1,5 MPa (225 psia), poté V (m/s) = 60 m/s (200 ft/s)
-
Je-li 1,5 MPa (225 psia)  P  10 MPa (1500 psia), poté P  V = 80 MPa  m/s (40 000 psia 
ft/s)
-
Je-li 10 MPa (1500 psia)  P  20 MPa (3000 psia), poté V (m/s) = 8 m/s (26,6 ft/s)
4.5
Nekovové materiály
4.5.1
Vlastnosti a rizika
Většina nekovových materiálů je méně kompatibilní s kyslíkem, než je tomu u kovových materiálů.
Nekovové materiály se používají převážně pro plochá těsnění, na sedla ventilů, jako maziva závitů,
těsnění závitů, pro těsnění ventilu a podobná použití pro snížení tření a minimalizaci úniků plynu.
Mnoho nekovových materiálů je v kyslíku hořlavých dokonce při nízkém absolutním tlaku a při
čistotách vyšších než 23,5 %. Hlavními faktory, které ovlivňují jejich vznícení, jsou tlak, teplota
a koncentrace kyslíku.
Index kyslíku (OI) představuje minimální obsah kyslíku ve směsi plynného kyslíku- dusíku, který bude
udržovat svíčku zkušebního vzorku jako hořící. Přednost se dává materiálům s vysokým kyslíkovým
indexem. Údaje indexu kyslíku uvedené v ASTM G63 pro různé nekovové materiály se testují při
atmosférickém tlaku [9]. Zpravidla index kyslíku materiálu se snižuje se zvyšujícím se tlakem systému.
U zapalovacího řetězce procesu požáru představuje nekovová část často článek podporující vznícení
objemu volného kovového materiálu. Spalné teplo nekovového komponentu je proto důležitým
parametrem. Upřednostňované nekovové materiály mají spalné teplo nižší než 2500 cal/g (4500
12
IGC
DOC
13/12
BTU/lb) v porovnání s hodnotou 10 000 cal/g (18 000 BTU/lb) u běžných uhlovodíkových produktů (viz
kapitola 7.6.6 dokumentu ASTM G63) [9].
K posouzení kompatibility nekovového materiálu s kyslíkem je významným parametrem, který je nutné
brát v úvahu, teplota samovznícení (AIT). Ve skutečnosti je obvyklé aplikovat diferenci minimálně
100 °C (212 °F) mezi provozní teplotou a teplotou samovznícení (AIT). Nižší diference 50 °C (122 °F)
může být akceptována za předpokladu provedení doplňkových zkoušek (viz [5] Bundesanstalt für
Materialforschung und Prüfung (BAM) pracovní postup pro vyhodnocení plochého těsnění pro kyslík).
Nicméně je důležité kontrolovat chování produktu v kyslíkové atmosféře při maximálním provozním
tlaku a teplotě. Materiál může být vystaven účinku plynného média nebo mechanickému rázu [17, 18].
Výsledek mechanického rázu v prostředí kapalného kyslíku může představovat užitečnou indikaci o
chování produktu, protože kapalný kyslík se může považovat za zdroj kyslíku o vysoké hustotě.
Měření teploty samovznícení (AIT), viz ASTM G72, Standardní zkušební metoda pro teplotu
samovolného vznícení kapalných látek a pevných látek u vysokotlakého prostředí obohaceného
kyslíkem a ISO 11114-3, Lahve na přepravu plynů –Kompatibilita materiálů lahve a ventilu s plynným
obsahem – část 3: Zkouška vznícení v kyslíkové atmosféře [19, 20].
Protože může docházet k pomalé oxidaci a ke změně vlastností produktu, může se provádět
procedura stárnutí [21]. Chování nekovových materiálů v rámci generických klasifikací se může při
zkouškách kompatibility s kyslíkem měnit v závislosti na zdroji dodávky materiálů.
Měla by se brát v úvahu kvalifikace prodejců dodávaných materiálů. Za účelem údržby je důležité
zajistit, aby se používaly správné náhradní díly, které byly vybrané kvůli jejich kompatibilitě s kyslíkem.
Došlo k mnoha požárům, které byly důsledkem změny při výběru a použití náhradních dílů.
Energie, která je nezbytná pro vznícení nekovového dílu, se může vytvořit:
Adiabatickou kompresí kyslíku.
Interní ohebností vlastního měkkého materiálu v důsledku vibrací, rezonance nebo tření při
proudění.
Mechanickým rázem, třením nebo prasknutím po vyboulení.
Hořením oblouku kvůli výboji statické elektřiny nebo následkem blesku.
Podporovaným vznícením hořícími částicemi.
Vyhodnocení stanovení pravděpodobnosti vznícení spolu s posouzením reakčního efektu mohou vést
konstruktéra k optimalizaci projektu a k výběru materiálů. Příklady tohoto postupu jsou uvedeny
v dokumentu ASTM G 63 [9].
4.5.2
Konstrukční postupy a výběr materiálu
Při navrhování systému obsahujícího nekovové materiály je vhodné dodržovat následující postupy:
Minimalizovat množství nekovových materiálů používaných v kyslíkových systémech.
Do návrhu vzít v úvahu odvod tepla uložením nekovové části (dílu) do odpovídající hmoty
kovového materiálu odolného proti hoření, což bude působit jako jakási tepelná jímka.
Zabránit umisťování nekovových materiálů přímo do proudu plynu.
Zabránit nadměrnému pohybu komponentu.
Zajistit, aby materiál byl z fyzikálního a chemického hlediska za provozních podmínek stabilní.
Zajistit, aby nekovový komponent nebránil elektrické kontinuitě mezi vnitřními částmi (interními
díly) kromě izolačních spojů.
Kromě těchto konstrukčních postupů by se měla věnovat speciální pozornost postupu čištění zejména
v takovém případě, když se používá rozpouštědlo. V tomto případě je důležité zkontrolovat, zda je
rozpouštědlo kompatibilní s nekovovými materiály a tím zabránit jakémukoliv znečištění nekovové
části (dílu) nebo nějakého prvku zařízení znečištěným rozpouštědlem. Měly by se odstranit všechny
zbytky rozpouštědel použitých při čištění.
13
IGC
DOC
13/12
Specifické informace o návrhu, konstrukci a instalaci nekovových materiálů najdete v příslušných
kapitolách o zařízení.
U komponent vystavených adiabatické kompresi by se mělo zvážit testování na malých prvcích
(položkách) zařízení (< 25 mm/1 palec), zejména u regulátorů kyslíku [26].
Dokument ASTM G 63, výsledky zkoušek prováděných BAM v Berlíně a další důležité publikace
EIGA, CGA a ASTM by mohly konstruktérovi pomoci při výběru nekovových materiálů [9, 22, 5, 6, 10,
11, 16, 23, 24, 25, 26].
Příklady nekovových materiálů vykazujících nejlepší kompatibilitu s kyslíkem jsou (při volbě
nekovových materiálů by se měly zvážit konstrukční teploty):
Fluorované polymery včetně výrobků z plastické hmoty, jako je polytetrafluorethylen (PTFE),
fluorovaný ethylen – propylen (FEP) nebo polychlortrifluorethylen (PCTFE).
Elastomerové produkty, jako jsou Neoflon, Kalrez, Viton nebo Fluorel.
Amorfní polymery, jako jsou polyamidy (Vespel SP21).
Keramika a sklo, které jsou zcela oxidovanými produkty, vykazují odolnost proti hoření, ale jsou
křehké, takže se zpravidla používají s pojivem jako kompozitní produkty. Krystalická struktura je
velmi stabilní a odolná proti hoření jako v případě grafitu, který vykazuje vysokou kompatibilitu
s kyslíkem dokonce i při vysokých teplotách.
Další produkty uvedené na seznamu BAM [22].
VAROVÁNÍ: Fluorované polymery mohou při svém hoření uvolňovat toxické plyny. Složení
nekovových materiálů se může měnit. Uživatelé by měli ověřit složení a kompatibilitu nekovových
komponentů před jejich použitím v provozu s kyslíkem.
Maziva jsou také podrobně uvedena v kapitole 5.5.
4.6
Potrubní systémy
4.6.1
Podzemní potrubní systémy
Potrubí by mělo být provedeno jako svařovaná konstrukce v souladu se specifikací a požadavky
norem, jako je API 1104 (Americký petrolejářský institut), Svařování potrubí a příslušných zařízení
nebo jakákoli jiná uznávaná sbírka norem. Podzemní potrubí musí být na vnější straně opatřeno
ochranným nátěrem podle schválené specifikace, aby byla zajištěna ochrana proti půdní korozi [27].
Doporučují se odkazy na aktuální, v mezinárodním měřítku přijaté normy a specifikace ochranných
nátěrů, povlaků [28, 29, 30, 31].
Podzemní potrubí by mělo být odpovídajícím způsobem uložené v zemi tak, aby byla zajištěna
ochrana před zamrzáním, před náhodnými povrchovými stavbami, před posunem v důsledku
nestability půdy, před poškozením vnějšího povrchu potrubí nebo ochranného nátěru a aby byla
zajištěna ochrana před zatížením na povrchu, jako jsou zatížení od vozidel nebo zařízení pohybujících
se nad vedením takového potrubí. V případě potrubní přeložky komunikace by potrubí mělo křižovat
silnici nebo železnici poku’d možno kolmo. Dává se přednost nekrytým křižením komunilace Když je
nainstalováno obložení trubek nebo ochrany proti zatížení na železničních nebo silničních
křižovatkách, měly by se pozorně přezkoumat systémy katodické ochrany zakrytých přelžek. Kryty
mohou snížit nebo vyloučit účinnost katodické ochrany. Zavedení krytu vytváří komplikovanější
elektrický systém než by převládal pro nekryté potrubní přeložky. To by mohlo vést k problémům při
interpretaci měření katodické ochrany u krytých přeložek. Zkušební stanice s kontrolními kabely
připojenými k nosné trubce a pažnici mohou být poskytnuty na kryté přeložce. Ochrany proti zatížení
by se měly nainstalovat tam, kde může dojít k neobvyklým zatížením na povrchu. Použití ochranných
krytů nebo pouzder vyžaduje speciální opatření, aby nedošlo k potížím s katodickou ochranou a aby
se zabránilo hoření oblouku, což může být způsobeno elektrickým spojením vytvořeným mezi
potrubním pouzdrem a nosnou trubkou v důsledku sedání atd.
Podzemní kyslíkové potrubí je zvláště zranitelné, pokud se jedná o poškození v důsledku úderu
blesku nebo v důsledku zemních poruchových podmínek, což může vést ke vznícení potrubního
materiálu. Mělo by se zabránit elektrické průchodnosti (propojení) mezi podzemním kyslíkovým
14
IGC
DOC
13/12
potrubím a nadzemním potrubím nebo jinými kovovými konstrukcemi, aby nedošlo k potížím ohledně
katodické ochrany. Kvůli možnosti netěsností, úniků a nebezpečí plynoucího z obohacené atmosféry
se dává přednost tomu, aby pod zemí nebyly nainstalovány žádné přírubové spoje buď uložené
v půdě, nebo v příslušných šachtách.
4.6.2
Nadzemní potrubní systémy
Nadzemní potrubní systémy kyslíku by měly být prováděné v souladu s dobrými postupy
konstrukčního návrhu tak, jak je to aplikováno na jakékoliv jiné nadzemní potrubní systémy. Takové
nadzemní potrubí z uhlíkové oceli by mělo být opatřeno nátěrem podle schválené specifikace na
ochranu proti atmosférické korozi.
Nadzemní části takových potrubních systémů by měly být spojené k podzemním částem
prostřednictvím elektricky izolovaného spoje, aby se zajistila izolovanost podzemního systému
katodické ochrany (viz 5.4.5 a 7.4.3).
Všechna nadzemní potrubní vedení musí vykazovat elektrickou kontinuitu (propojení) kromě
izolačních spojů(mohou to být buď příruby nebo monobloky)a musí být uzemněné ve vhodných
intervalech, aby se zajistila ochrana proti účinkům působení blesku nebo statické elektřiny. Hodnota
elektrického odporu vůči zemi u nainstalovaného nadzemního potrubního systému by neměla
přesáhnout 10 Ohmů pro zajištění ochrany proti blesku.
Šroubová spojení příruby poskytnou nezbytnou elektrickou vazbu za předpokladu, že tyto šrouby
nejsou pokryty dielektrickým materiálem nebo ochranným nátěrem a za předpokladu, že jsou dobře
udržované, aby se předešlo korozi.
V případě krátkých sekcí nadzemního vedení, kde se nepoužívají izolační příruby, by mělo být potrubí
izolováno od nosné konstrukce použitím izolační podložky.
Nadzemní potrubí by měla být vedena pokud možno z praktického hlediska co nejdále od jiných
vedení a procesního zařízení obsahujícího takové tekutiny, které jsou nebezpečné v kyslíkovém
prostředí.
Mechanické spoje na kyslíkovém potrubním vedení, pokud jsou umístěné na potrubním mostu, kde je
vedeno více potrubních vedení, by neměly být umístěné v blízkosti mechanických spojů ostatních
potrubních vedení jiných tekutin, kde by mohlo dojít k vytvoření nebezpečných směsí v případě, kdy
by došlo k současně se vyskytujícím netěsnostem nebo poruchám. Měla by se zvážit ochrana
mechanických spojů potrubních vedení jiných tekutin proti mechanickým spojům v potrubních
kyslíkových vedeních před požárem. Kyslíková vedení by neměla být zbytečně vystavována takovým
vnějším silám, které by mohly způsobit poruchu nebo nebezpečnou situaci, jako je externí náraz ze
strany horkého plynu nebo odvětrávání páry, vibrace z vnějších zdrojů nebo ze strany unikajícího oleje
odkapávajícího na vedení atd.
4.6.3
Značkovače potrubí
Nadzemní potrubí by měla být barevně označena a/nebo identifikována podle národních nebo
statutárních norem. Podzemní potrubí by měla být identifikována s použitím rozlišovacích značkovačů,
které jsou umístěné na zemi v blízkosti potrubí uloženého v půdě. Místa (stojany) pro značkovače by
měla být také instalována tam, kde potrubí mění směr. Značkovače musí být vhodným způsobem
rozmístěné, aby byla takto vyznačena příslušná trasa vedení.
4.6.4
Katodická ochrana
Podzemní potrubní vedení jsou vystavena působení půdní koroze. Primární ochrana proti působení
koroze je v tomto případě zajišťována systémem ochranného nátěru. Katodická ochrana v souladu se
schválenými normami a specifikacemi by měla být aplikována na ochranu proti nedokonalostem
v systému ochranného nátěru, (viz 5.4.5). Více informací viz NACE SP0169, Řízení vnější koroze na
kovových potrubních systémech pod zemí nebo pod vodní hladinou a EN 12954, Katodická ochrana
kovových zařízení uložených v půdě nebo ve vodě. Všeobecné zásady a aplikace na potrubí [32, 33].
15
IGC
DOC
13/12
Měla se brát v úvahu předběžná bezpečnostní opatření proti indukovaným zdrojům střídavého proudu
a proti úderům blesku.
Nesmí probíhat žádné aluminotermické svařování (svařování termitem) zkušební stanice ke
kyslíkovým vedením v provozu. Mohou se použít procesy za studena nebo jiné alternativní metody
uvedené v kapitole 9.2.3.
4.7
Rozmístění, dálkově ovládaný provoz, použití bariér
Rozmístění kyslíkových systémů se musí pečlivě prostudovat zejména v případech, kdy stanice
obsahují ventily a místa, kde může docházet k nárazům. Při rozmísťování a ohledně bezpečných
vzdáleností by se měly dodržovat zavedené způsoby a platná nařízení. Podrobné údaje viz kapitola
8.6.
V případech, kdy nebezpečí systému nelze řídit pro zajištění přijatelné úrovně bezpečnosti
prostřednictvím výběru komponentů, kompatibilních materiálů, provozních postupů a rozmístění, jak
bylo uvedeno výše, se musí za účelem zajištění ochrany operátorů a dalších osob zvážit dálkově
ovládaný provoz nebo použití fyzických bariér. Podrobné údaje viz kapitola 8.5.
5
Potrubí, ventily a zařízení
5.1
Všeobecná kritéria
Tato kapitola popisuje způsob aplikace konstrukční filosofie uvedené v kapitole 4 v praxi na potrubí,
ventily, specifické komponenty potrubí a na konfigurace zařízení.
5.1.1
Kritéria výběru materiálu
Výběr materiálu na potrubí, ventily a zařízení musí být založen na ustanoveních uvedených
v kapitolách 4.2, 4.3 a 4.4.
V místech, kde dochází k nárazům, musí být výběr materiálu založen na křivce rázové rychlosti,
uvedené na Obrázku 2 a popsané v kapitole 4.4.2.
V místech, kde nedochází k nárazům, se může rychlost pro uhlíkovou ocel a pro nerezovou ocel
zvýšit, ale musí být omezena křivkou rychlosti bez nárazů (viz Obrázek 2).
Místa, kde může docházet k nárazům, a místa bez takových nárazů, jsou uvedena v následujícím
textu.
5.2
Potrubí a armatury
5.2.1
Místa nárazů
K nárazu dochází, když se změní směr průtoku náhle, nebo když přítomnost vírů vede k nárazu částic
na stěny systému.
Místa nárazu v potrubí zahrnují mimo jiné:
T-kusy, jak tupé svary, tak hrdlové svary a kolena s hrdlovým svarem.
Připojení větví, jako zhotovené potrubní větve, místa svarů, hrdel a závitů.
Difuzory s více otvory a obklopující těleso.
Kolena, oblouky s malým poloměrem (poloměr zakřivení je menší než 1,5 d).
Hrdlový svar a závitem opatřená redukční pouzdra.
Redukční pouzdra (excentrická nebo koncentrická) s poměrem řezu redukce od vstupu do
výstupu vyšším než 3:1 (pro průtok z velkého do malého).
Kolena, oblouky se spojem na pokos (úhel pokosu více než 20°).
16
IGC
DOC
13/12
-
Potrubí ve směru průtoku za ventilem v místě poklesu tlaku až do délky odpovídající 8
průměrům trubky (průměry trubky mohou být založeny na výstupní dimenzi ventilu).
Další místa nárazu identifikovaná jako speciální potrubní komponenty v potrubním vedení popsána
následujících podkapitolách:
Ventily, podkapitola 5.3.
Kuželová síta a síta ve tvaru Y, podkapitoly 5.4.1 a 5.4.2.
Filtry, podkapitola 5.4.3.
Clony, podkapitola 5.4.4.2.
Tlumiče hluku, podkapitola 5.4.8.1.
Další příslušenství, teploměrné jímky, podkapitola 5.4.8.2.
5.2.2
Místa bez nárazu
Místa nárazu v potrubí zahrnují mimo jiné:
Přímé části potrubí.
Natupo přivařené T-kusy s velkým (nebo hladkým) poloměrem větvení (pro tok z hlavního
vedení do odbočky).
Kolenové tvarovky s velkým poloměrem zakřivení (rovné nebo větší než 1,5 násobek průměru).
Kolena spojovaná na pokos 90° provedená z 6 kusů (5 svarů) a také kolena spojovaná na pokos
45° provedená ze tří kusů (2 svary) za předpokladu, že všechny vnitřní povrchy jsou broušené
do hladka.
Excentrické nebo koncentrické přechodové tvarovky s maximálním redukčním poměrem 3:1.
5.2.3
Specifická umístění potrubí
5.2.3.1 Obtokové potrubí
Výběru potrubního materiálu na vstupu a na výstupu obtokového ventilu, viz Obrázek 3, se musí
věnovat speciální pozornost, protože toto potrubí je často vystaveno během zvyšování tlaku v potrubí
jak vysokým rychlostem, tak turbulentnímu toku. Obtokové potrubí ve směru proti průtoku obtokového
ventilu je definováno jako místo, kde nedohází k nárazu. Může se také zvážit možnost obousměrného
průtoku. Proto se doporučuje použít kyslíkovémateriály ve směru průtoku obtokového ventilu a pro
celý obtokový potrubní systém, jestliže je možný obousměrný průtok.
5.2.3.2 Potrubí proti směru průtoku proplachových ventilů a odvzdušňovacích
ventilů
Potrubní odbočky ve směru proti průtoku větracích a odvzdušňovacích ventilů a jakýchkoli
odvzdušňovacích systém oddělujících ventilů (tj. mezi oddělovacími ventily) by se měly navrhovat jako
obtoková potrubí.
5.2.3.3 Vstupní potrubí do přetlakových pojistných ventilů (PRV – pressure
relief valves)
Výběr materiálu vstupního potrubí do přetlakových pojistných ventilů (PRV) se musí provádět na
základě nastaveného tlaku pojistného ventilu a maximální kapacitě průtoku pojistného ventilu. Viz
kapitola 4.4.1.
5.2.3.4 Potrubí ve směru průtoku proplachových ventilů a přetlakových
pojistných ventilů
Výběr materiálu připojeného odvětrávacího potrubí se musí provádět na základě křivky rychlosti při
nárazu. Pro odvětrávací potrubí se obvykle používají materiály s odolností proti korozi, protože potrubí
je otevřeno do atmosféry a je vystaveno kondenzaci následkem kolísání denní teploty. Pro
17
IGC
DOC
13/12
odvětrávací potrubí se může použít potrubí z uhlíkové oceli tehdy, když je toto odvzdušňování řízeno,
aby nedocházelo k turbulenci bezprostředně ve směru průtoku větracího ventilu. Nicméně, kyslíkové
materiály mohou poskytovat jak odolnost proti korozi, tak odolnost proti hoření.
Přetlakové pojistné ventily by měly být umístěné v otevřeném prostředí, aby jejich vypouštění bylo
vedeno do bezpečné oblasti. Jestliže jsou nevyhnutelně umístěné uvnitř budov nebo v nějakém
omezeném prostoru, odvětrávací potrubí větracího ventilu musí být vyvedeno mimo tento prostor
(ven). Musí se zvážit umístění odvětrávacího výstupu, jeho výška, směr, přiměřené rozmístění atd.,
aby se snížilo na minimum nebezpečí plynoucí z důsledků atmosféry obohacené kyslíkem na okolní
prostředí.
5.2.3.5 Potrubí ve směru průtoku redukce tlaku
Ze zkušenosti je známo, že v potrubí ve směru průtoku ventilu snižování tlaku (škrticí ventil nebo
regulační ventil procesu, viz 5.3.2.3) se vyskytuje vysoká rychlost a vysoce turbulentní tok plynu.
Stěna trubky ve směru průtoku škrticího ventilu nebo regulačního ventilu se považuje za místo
vírových nárazů na vzdálenost odpovídající minimálně 8 průměrům trubky, kde průměry trubky jsou
založené na velikosti výstupu ventilu. Částice nacházející se v režimu vířivého proudění narážejí na
stěny trubky vyšší rychlostí, než bylo stanoveno na základě výpočtů průtoku plynu. Vzhledem
k rychlostem částic při vířivém toku by se pro potrubí v zóně víření mělo zvážit použití vyňatých
materiálů.
Nebezpečí nárazů částic nebo jejich důsledky se mohou snížit a může se zvážit použití vyňatých
materiálů pro kteroukoli z následujících situací:
-
Pokud je ve směru proti průtoku ventilu na snižování tlaku nainstalován filtr 150 mikronů nebo
jemnější filtr na snižování tlaku, nárazy částic se významně snižují.
Pokud dojde ke snížení tlaku přes difuzér s mnoha otvory, průtok ve směru toku difuzéru může
být považován za hladký bez turbulentního proudu o vysoké rychlosti.
Pokud je systém stíněn na ochranu zaměstnanců a zamezení jejich vystavení se působení (viz
4.6 a 8.5).
5.2.3.6 Plochá těsnění
Plochá těsnění v provedení z materiálu kompatibilního s kyslíkem musí být dimenzována
a nainstalována tak, aby dobře pasovala na vnitřním průměru trubky a tím se eliminoval prostor, ve
kterém by mohlo docházet ke hromadění částic. Plochá těsnění by měla být plnoprofilového typu, aby
mohla být umístěna koncentricky do přírubového spoje a tím by se odstranilo jakékoli vybočení
plochého těsnění do průtoku. Spirálově vinutá plochá těsnění musí mít vnitřní kroužky, aby se
zabránilo vnitřní radiální deformaci závitů těsnění.
Těsnícímu materiálu na plochém těsnění byste se měli vyhnout, protože vytlačení takového těsnícího
materiálu do proudu proudícího plynu není žádoucí. Jestliže je nezbytné použití takovéhoto těsnícího
materiálu, volba těsnícího materiálu se musí provádět v souladu s kapitolou 4.5.
ASTM G63 může poskytnout návod ohledně volby nekovových materiálů [9].
5.2.3.7 Těsnící materiály závitů
Uživatel kyslíku musí potvrdit, že těsnicí materiál závitu je kompatibilní pro provoz s kyslíkem při
maximálním provozním tlaku a teplotě. Produkty PTFE (páska) se mohou používat podle jejich
specifikací včetně čistoty, aby se zajistila kompatibilita pro provoz s kyslíkem (viz kapitola 4.5).Na
ochranu proti vytlačení ze závitových spojů by se mělo aplikovat pouze minimální množství těsnicího
materiálu. Měla by se učinit opatření proti znečištění otevřených zásobníků na těsnicí materiál do
závitů.
ASTM G63 může poskytnout návod ohledně volby nekovových materiálů [9].
18
IGC
DOC
13/12
5.2.3.8
Prachové kapsy a slepá místa
Nebezpečí vznícení usazeného kovového materiálu se zvyšuje s hmotou částic. Je důležité se
vyhnout hromadění těchto částic v prachových kapsách nebo ve slepých místech. Pro všechny možné
provozní konfigurace se musí identifikovat slepá místa, kde může docházet k hromadění částic.
V těchto případech musí být vyvinut odpovídající návrh nebo odpovídající provozní postupy.
Zejména se musí zvážit vedení v záložním provozu, jako jsou obtoková potrubí, odvětrávací nebo
proplachovací vedení, u kterých by se připojování mělo provádět na horní části hlavního potrubního
vedení nebo alespoň ve stejné úrovni vodorovně. Kdykoliv je to možné, vyhněte se slepým místům a
prachovým kapsám.
Jako příklady prachových kapes jsou rozdělovací díly potrubí, T – kusy se zvětšeným průměrem,
plochá těsnění, která dobře nelícují s vnitřním průměrem příruby, záložní vedení pod hlavním
potrubním vedením a další místa, kde dochází ke snížení rychlosti plynu, což umožňuje, aby částice
vypadly z proudu plynu.
5.2.3.9 Protipožární armatury
Protipožární armatury (neprůbojné pojistné armatury) jsou krátké cívkové kusy v provedení ze slitin
mědi nebo niklu. Jejich použití se již nepovažuje za obvyklé v ocelových potrubích přenosových nebo
distribučních potrubních systémů.
5.3
Ventily
5.3.1
Všeobecně
Ventily se musí nakoupit u dodavatelů, kteří jsou vhodným způsobem kvalifikováni v postupech
kompatibility s kyslíkem. Musí se pečlivě vybrat materiálový a fyzický návrh ventilu, přičemž se berou
v úvahu jak běžné tak neobvyklé provozní podmínky, kterým je takový ventil vystaven. Speciální
pozornost se musí věnovat konstrukci ručních ventilů vzhledem k tomu, že jsou lokálně ovládané
pracovníky obsluhy.
Požadavky na výběr kovového materiálu se vztahují k rychlosti plynu a místům potencionálního
nárazu, která mohou ve ventilu existovat v závislosti na jeho návrhu, konstrukčním provedení, funkci
a typu. Požadavky na výběr nekovového materiálu jsou popsány v kapitole 4.3.
5.3.2
Funkce ventilu
Tento dokument uznává několik tříd ventilů pro provoz s kyslíkem. Tyto třídy uznávaných ventilů
zahrnují:
Izolační ventily.
Regulační ventily procesu.
Uzavírací ventily pro nouzové případy.
Obtokové ventily.
Odvětrávací ventily.
Přetlakové pojistné ventily.
Zpětné ventily.
5.3.2.1 Rizika izolačních ventilů
Existují dva rizikové faktory související s izolačními ventily, pokud jsou tyto ventily otevírané
s diferenčním tlakem na sedle ventilu:
-
Vysoká rychlost a turbulence skrze ventil při jeho otevírání.
Rychlé natlakování ve směru průtoku a zvýšení teploty v důsledku adiabatické komprese.
19
IGC
DOC
13/12
Nebezpečí plynoucímu z vysoké rychlosti, turbulence a rychlého zvýšení tlaku ve směru průtoku se lze
vyhnout použitím obtokového systému kvůli vyrovnání tlaku na izolačním ventilu před jeho otevřením.
Tyto obtokové ventily jsou popsány v kapitole 5.3.2.5.
5.3.2.2 Izolační ventily
Izolační ventily se musí ovládat buď ve zcela uzavřené poloze, nebo ve zcela otevřené poloze a nikdy
se nebudou nacházet v režimu škrcení procházejícího plynu. Tyto ventily musí být ovládané bez
značného tlakového diferenciálu s použitím obtokového systému nebo aplikováním specifického
provozního postupu. Rychlost natlakování ve směru průtoku toku za ventilem musí být řízená, aby se
zabránilo nebezpečí adiabatické komprese.
Izolační ventily jsou v normálním případě typu šoupátka, kulového ventilu, kuželovitého ventilu nebo
škrtícího ventilu.
Ventily, u kterých se předpokládá, že budou ovládané s diferenčními tlaky během otevírání a
uzavírání, se považují za škrtící ventily nebo za regulační ventily procesu (viz 5.3.2.3).
Mělo by uvést, že v případě, kdy izolační ventil vykazuje netěsnosti, tedy propouští, může dojít
k vysoké rychlosti při průtoku takovým ventilem v případě vysokého diferenčního tlaku.
5.3.2.3 Škrtící ventily nebo regulační ventily procesu
Škrtící ventily nebo regulační ventily procesu zahrnují ventily, které slouží k regulaci tlaku, regulaci
průtoku, obtokové ventily nebo přetlakové pojistné ventily.
Tyto ventily jsou definovány jako ventily, které regulují průtočné množství nebo tlak. V závislosti na
nezbytné funkci by regulační ventily tlaku mohly škrtit průtočné množství plynule, mohly by umožnit
pomalé otevírání nebo uzavírání ventilu nebo by mohly být naprogramované na rychlé otevírání nebo
uzavírání ventilu. Regulační ventily procesu jsou v převážné většině automatizované. Výjimkami
v tomto případě jsou ručně ovládané škrticí ventily a pružinou ovládané regulátory.
Regulační ventily procesu jsou považovány za nejpřísnější třídu, pokud se jedná o provoz
v systémech s plynným kyslíkem. To proto, že jejich funkce spočívá v regulování průtočného množství
nebo v ovládání s vysokým diferenčním tlakem, který souvisí s vysokou rychlostí a s turbulentním
prouděním s nárazy. Tato turbulence a nárazy se nevyskytují pouze u lemu nebo v tělese ventilu, ale
bere se v úvahu skutečnost, že se rozšíří do potrubí dále ve směru průtoku v délce odpovídající
minimálně 8 násobku průměru ventilu. Pokud je možný obousměrný průtok, k turbulenci a nárazům
bude také docházet u potrubí proti směru průtoku.
Regulační ventily procesu jsou zpravidla typu kulovitého, přímého ventilu, modifikovaného kulového
ventilu, excentrického kuželovitého ventilu nebo škrtícího ventilu. Ventily, které nesplňují definici
izolačních ventilů, se musí považovat za škrtící ventily.
5.3.2.4
Uzavírací ventily pro nouzové případy
Uzavírací ventily pro nouzové případy jsou obvykle v provedení jako automatizované. Jsou ovládané
v plně otevřené poloze a obvykle jsou uzavřené pouze v nouzovém případě. Uzavírací ventily pro
nouzové případy představují ventily s vysokým průtočným množstvím a obvykle jsou typu uzavíracího
šoupátka, nožového šoupátka, škrtícího ventilu nebo kulového ventilu. Přestože při běžném provozu
se podle zkušenosti nevyskytuje proudění bez nárazů, v případě podmínek nadměrného proudění se
budou u ventilu dle zkušeností při uzavírání ventilu vyskytovat příliš vysoké rychlosti a okamžité
turbulence. Běžně se s takovými ventily zachází jako se škrtícími ventily.
5.3.2.5 Obtokové ventily
Tyto obtokové ventily jsou běžně napojené na potrubí od místa bezprostředně proti směru průtoku do
místa bezprostředně ve směru průtoku ručních izolačních ventilů. V závislosti na návrhu procesu
může být takový obtokový systém požadován pro určité regulační ventily procesu nebo uzavírací
20
IGC
DOC
13/12
ventily pro nouzové případy. Tyto obtokové ventily jsou instalovány kvůli zajištění vyrovnání tlaku na
izolačním ventilu. Když došlo k vyrovnání tlaku, může být izolační ventil bezpečným způsobem
otevřen. Obtokové ventily se také používají k pomalému natlakování systému ve směru průtoku, aby
se zmírnilo nebezpečí kvůli vysoké rychlosti a vysoké rychlosti při zvyšování tlaku. Řízené, pomalé
natlakování si vyžaduje použití ventilu zajišťujícím škrcení a regulace průtočného množství. Kvůli své
funkci regulace průtočného množství jsou obtokové ventily kategorizované jako škrtící ventily nebo
jako regulační ventily procesu. Přestože jsou klasifikovány jako regulační ventily procesu, jsou tyto
obtokové ventily běžně ručně ovládanými ventily. V typickém případě jsou to přímé ventily, které dle
zkušenosti vykazují nárazy a turbulentní tok s vysokou rychlostí při průtoku tělesem ventilu.
Pro ventil a potrubí ve směru průtoku obtokového ventilu a pro celý obtokový potrubní systém se
doporučuje použít kyslíkové materiály, pokud je možný obousměrný průtok nebo pokud to indikuje
analýza rizik.
Obtokové ventily se musí navrhovat v souladu s následujícími kritérii:
Obtokový systém musí být dimenzován tak, aby bylo dosaženo vyrovnání tlaku během přijatelného
časového období.
Pro provedení minimalizace množství částic, které se mohou nahromadit v obtokovém vedení, se
musí obtoková trubka připojit k hlavnímu vedení v úrovni osy potrubí nebo nad osou potrubí (viz
Obrázek 4).
Obtokové potrubí by mělo mít základ v hlavním potrubí, takže obtokové vedení vyčnívá skrz hlavní
potrubí, aby se zamezilo nárazu na lem.
Obrázek 4 – Instalace obtoku
5.3.2.6 Odvětrávací ventily
Odvětrávací běžně vykazují vysokou rychlost a nárazy a obvykle se s nimi zachází jako se škrtícími
ventily. Výběr materiálu pro připojené odvětrávací potrubí je popsán v kapitolách 5.2.3.2 a 5.2.3.4.
5.3.3
Typy ventilů
Rychlost při průtoku ventilem se mění v závislosti na změnách v ploše příčného průtočného průřezu
zejména kulovitých, přímých ventilů a přetlakových pojistných ventilů. Pokud se jedná o izolační
ventily, jako jsou kulové ventily, ventily s kuželkou, škrtící ventily a ventily typu uzavíracích šoupátek,
které jsou během provozu obvykle v otevřené poloze, rychlost se významným způsobem nemění
a výběr materiálu pro těleso ventilu a lem může být založen na hodnotě rychlosti na vstupu do ventilu.
5.3.3.1 Kulové ventily a ventily s kuželkou
Kulové ventily a ventily s kuželkou jsou ve své podstatě ventily s rychlým otevíráním. To vede
k záležitostem kolem adiabatické komprese zvláště, pokud se jedná o materiály elastomer/polymer ve
21
IGC
DOC
13/12
vlastním ventilu nebo v potrubním systému. V typickém případě také koule vykazuje ostrou hranu pro
cestu průtoku, pokud dochází k otevírání nebo k uzavírání tohoto ventilu.
Pokud je kulový nebo ventil s kuželkou otevřený naplno, průtok se považuje za hladký a jak těleso, tak
lem ventilu se považují za takové, které se nacházejí v provozu bez nárazů.
Kulové ventily a ventily s kuželkou mohou být vybavené ozubeným převodem, aby tím bylo zajištěno
pomalé otevírání.
5.3.3.2 Motýlové klapky
Motýlové klapky, pokud jsou otevřené, pracují s talířem v proudu průtoku. Motýlové klapky, které jsou
specifikované pro malé rychlosti netěsností, používají těsnění v provedení z elastomeru nebo těsnění
kov na kov.
Jestliže je motýlová klapka doširoka otevřená, průtok se považuje za hladký a těleso ventilu se
považuje za místo, kde nedochází k nárazům. Talíř ventilu se ale nachází přímo v proudu průtoku a
považuje se za místo, kde k nárazům dochází.
Motýlové klapky jsou neodmyslitelně považovány za rychle se otevírající. To vede k záležitostem
kolem adiabatické komprese a vzrůstu teploty zejména pro jakékoliv elastomery ve ventilu nebo
v potrubním systému ve směru průtoku.
Motýlové klapky mohou být vybaveny ozubeným převodem, aby se zajistilo pomalé otevírání.
5.3.3.3 Šoupátka
Jestliže jsou šoupátka otevřená naplno, průtok ventilem se považuje za hladký. Těleso ventilu se
v tomto případě považuje za místo, kde nedochází k nárazům, zatímco šoupátko se považuje za
místo, kde k nárazům dochází.
Existují možné povrchy tření v pohybujících se částech šoupátka, jako mezi šoupátkem a sedlem
tělesa ventilu, mezi šoupátkem a zadním sedlem, mezi otáčejícím se dříkem a šoupátkem, a mezi
závitem dříku a kulisou ventilu.
Pokud se šoupátka nacházejí v uzavřené poloze a provede se u nich vyrovnání tlaku s využitím
obtokového ventilu. U některých konstrukčních provedení je možné, že tlak v oblasti krytu ventilu
zůstane nízký, dokud nedojde k otevření ventilu. To by mohlo vést při počátečním otevírání
k adiabatické kompresi v oblasti krytu ventilu.
Některá šoupátka jsou v sedlech bodově svařována, sešroubována. Po montáži může být obtížné
vyčistit oblast závitu. Podle konstrukčního provedení může šoupátko vykazovat na své základně
spodu otevřenou drážku, jestliže je ventil otevřený, což představuje ideální místo pro nahromadění
drobných úlomků.
5.3.3.4 Sedlové ventily
Sedlové ventily se obvykle používají u řídicích aplikací a obvykle jsou automatizované. Sedlové ventily
vykazují křivolakou a komplikovanou dráhu s mnoha místy, kde dochází k nárazu. Konstrukční
provedení lemu ventilu se mění u specifických prodejců, ale může mít relativně tenký průřez, který je
opatřen vložkami z elastomeru/polymeru, aby se minimalizovaly netěsnosti a aby se minimalizovalo
poškození sedla ventilu. Někdy se používají klecové lemy, které mají obvykle tenký průřez a poskytují
místa, kde by mohlo docházet nahromadění a/nebo k odříznutí/odseknutí drobných úlomků.
V důsledku těchto konstrukčních vlastností se musí sedlové ventily vždy považovat za škrtící ventily,
přičemž jak těleso ventilu, tak lem ventilu jsou klasifikovány jako místa, kde dochází k nárazům.
Obvykle se v tomto případě používá vyňatých materiálů.
5.3.3.5 Přetlakové pojistné ventily
22
IGC
DOC
13/12
Přetlakové pojistné ventily podle přirozené zkušenosti vykazují vysoké rychlosti pří průchodu plynu
lemem. Dochází k nárazům na výstupní části krytu a ve výstupním potrubí, přestože jsou tyto oblasti
v normálním případě na hodnotě atmosférického tlaku nebo v blízkosti atmosférického tlaku.
Dimenzování lemu a vstupu ventilu určuje rychlost plynu na vstupu do ventilu. Dimenze lemu a ventilu
se mohou někdy volit tak, aby byla zajištěna malá rychlost v oblasti vstupu. Jak lem, tak těleso ventilu
se považují za místa, na kterých dochází k nárazům. Pro lem a těleso ventilu se často používá
vyňatých materiálů, pokud se neprovádí jiná zmírňující opatření.
Přetlakové pojistné ventily musí vyhovovat národním nebo mezinárodním normám, jako ASME VIII
Sbírka norem pro kotle a tlakové nádoby, kapitola VIII [34].
5.3.3.6 Zpětné ventily
Zpětné ventily na základě svého konstrukčního provedení obsahují komponenty, které se vždy budou
nacházet v proudu průtoku a mohou podléhat vysokým rychlostem a nárazům. Proto talíř ventilu,
miska pružiny ventilu, píst nebo pružina zpětného ventilu by měly být vyrobeny z vyňatých materiálů.
V závislosti na typu ventilu, těleso zpětného ventilu může nebo nemusí být považováno za místo, kde
dochází k nárazům. Komponenty zpětných ventilů jsou navrhovány tak, aby vzájemně na sebe
narážely, a proto se na ně musí nahlížet jako na potenciální zdroje energie pro vznícení a možná, jako
na zdroj tvorby částic. Musí se věnovat pozornost pro zajištění, aby tloušťka pohybujících se nebo
narážejících komponentů v proudu průtoku plynu byla odpovídající a nebyla menší než hodnota
uvedená v Dodatku D, pokud se neprovádí jiná zmírňující opatření.
Zpětné klapky obvykle dodávané se systémy pístových kyslíkových kompresorů nejsou v této kapitole
uvedeny.
Zpětné ventily by měly být navrženy ta, aby odolaly vibracím, a měly by být nainstalovány tak, aby se
minimalizovala možnost vibrací.
5.3.4
Ventilová těsnění a těsnící materiály
Strana odpovědná za specifikaci a nákup ventilů pro kyslíkové systémy by měla kontaktovat
dodavatele těsnění a těsnících materiálů a požádat jej o návod k materiálům, zda jsou kompatibilní
a vhodné pro provoz s kyslíkem za konstrukčních podmínek (viz kapitola 4.5).
Informace o kompatibilitě nekovového těsnění a těsnících materiálů najdete v ASTM G63
a BAM [9, 22].
5.3.5
-
5.4
Jiné možné zdroje vznícení ve ventilech
Lokální ohřev v důsledku tření, ke kterému dochází mezi kovovými komponenty.
Obloukové výboje v místech, kde jsou dvě kovové komponenty s různými elektrickými potenciály
oddělené nekovovou izolační látkou.
Tření při proudění, což jsou tokem vyvolané vibrace elastomeru/polymeru, vedoucí k lokálnímu
zvýšení teploty elastomeru/polymeru, což vede ke vznícení typu zapalovací řetězec.
Míšení kyslíku a nekompatibilního oleje nebo mazacího tuku, např. v převodovkách nebo u
úhlových kol (převodů) ventilů. Jestliže se použije takové zařízení, musí se provést vhodná
opatření a uspořádání, jako je aplikace distančních kusů otevřených do atmosféry, aby se tak
zabránilo migraci oleje nebo mazacího tuku podél vřetena do systému kyslíku.
Zařízení
V následujících kapitolách jsou popsané speciální řadové komponenty zahrnující filtry, sítové filtry,
clony, měřiče průtočného množství typu Venturi, teploměrné jímky, tlumiče a pružná spojení.
Převážná většina těchto řadových komponent vykazuje průtok spojený s nárazy. Materiál těchto
komponentů by měl být vybírán na základě informací uvedených dále v textu.
23
IGC
DOC
13/12
5.4.1
Kónické sítové filtry
Kónické sítové filtry v provozu s plynným kyslíkem jsou obvykle navrhované jako perforovaný kužel
se sítovým potahem. Sítový filtr se musí do potrubního systému umístit tak, aby uvedené síťoví bylo
umístěno na vnější straně kuželu, přičemž kužel bude orientován proti směru průtoku. Obvykle
používané velikosti síta jsou 150 mikronů nebo jemnější.
Síto kónického filtru se považuje za oblast s vysokým rizikem, protože podle zkušenosti tam dochází
k přímým nárazům, a také zachycuje a shromažďuje malé úlomky a částice. Drátěné síťoví kvůli své
konstrukci z tenkého materiálu nabízí vysoký poměr povrchu vůči objemu, je citlivější ke vznícení při
provozu s kyslíkem. Materiálem překrývajícího drátěné síťoví musí být takový materiál, který vykazuje
odolnost proti hoření, jako nikl, bronz nebo Monel. Nesmí se použít materiály s relativně nízkou
odolnosti proti hoření, jako síťoví v provedení z nerezové oceli.
Děrovaná nosná část kuželu se také považuje za místo, kde dochází k nárazům. Výběr materiálu
a jeho tloušťka by měly být založeny na křivce rychlosti při nárazu uvedené na Obrázku 2
a v Dodatku D.
5.4.1.1 Tlak vyboulení kuželového sítového filtru
Kužele kuželového sítového filtru by měly být navržené s vysokou hodnotou tlaku vyboulení nebo
zborcení, přednostně na 100 % přípustného tlaku systému, jak je stanoveno nastavením přetlakového
pojistného ventilu. Pokud je tlak zborcení menší než 100 %, měl by být nainstalován ukazatel
diferenčního tlaku s výstražnou signalizací, aby se zajistila výstraha pro pracovníky obsluhy, že se
prvek blíží k poruchovému stavu a že je nutné provést nápravnou činnost. To proto, aby se zabránilo
zborcení kuželu a průchodu úlomků potrubním systémem a tedy vytvoření potenciálního nebezpečí
vzniku požáru.
5.4.1.2 Návrh systému kuželového sítového filtru
Systémy by měly být navrženy tak, aby se zabránilo reverznímu průtoku při provozu filtru nebo
sítového filtru. Pro sítové filtry platí také požadavky na potrubí a ventily uvedené v kapitole 5.4.2.6.
5.4.2
Sítové filtry typu Y
Těleso sítového filtru typu Y se považuje za místo, kde dochází k nárazům, slepé místo a místo, kde
se kontaminant může vznítit a zapálit okolní komponenty. Jako takové se musí použití sítových filtrů
typu Y omezit na místa s minimálním potenciálem kontaminantů. Pro těleso sítového filtru se musí
použít pouze kyslíkové materiály. Je zakázáno používat uhlíkovou ocel. Drátěné síťoví a síto musí
splňovat pokyny (směrnice) pro kuželové sítové filtry uvedené v kapitole 5.4.1.
Odkalovací ventily na krytu sítového filtru typu Y se nesmí používat pro provoz s plynným kyslíkem.
Přestože odkalovací ventil poskytuje jednoduchou metodu pro čištění sítového filtru, mohl by se
snadno otevřít v nevhodnou dobu a mohl by způsobit lokální nebezpečí ovzduší obohaceného
kyslíkem spolu s vysokými rychlostmi plynu.
5.4.3
Filtry
Čištění plynu pomocí filtračních prvků se požaduje tehdy, pokud specifikace retence částic
přesahuje schopnosti kuželového sítového filtru.
5.4.3.1 Rizika spojená s použitím filtrů
Filtrační vložky představují místa, kde dochází k nárazům, která jsou považována za místa s vysokým
rizikem kvůli jejich retenci částic. Vložky představují také komponenty s „vysokým poměrem povrchové
plochy vůči objemu“, u kterých by mohlo snadno dojít ke vznícení v závislosti na použitém materiálu.
Jako takový si výběr materiálu prvku vyžaduje další péči. Systémy by měly být navrženy
(zkonstruovány) tak, aby nedošlo k reverznímu průtoku při provozu filtru nebo sítového filtru.
24
IGC
DOC
13/12
5.4.3.2 Materiál pro filtrační vložky
Běžné materiály pro filtrační vložky zahrnují kromě jiného:
-
Skleněné vlákno nebo tkané skleněné vlákno bez organických pojiv.
Tkaný nebo slinutý nikl.
Mosaz, bronz, měď nebo Monel 400.
5.4.3.3 Filtrační vložky ze skleněného vlákna
Pokud jsou filtrační vložky vybaveny nekovovými materiály kompatibilními s kyslíkem, jako skleněné
vlákno, musí být navrženy (zkonstruovány) a smontovány pomocí měděného drátu, aby nedocházelo
k akumulaci elektrostatických nábojů v médiu. Poté se musí důkladně vyčistit, aby se odstranila
maziva a jiná činidla používaná při jejich výrobě.
5.4.3.4 Tlak zborcení filtru
Zborcení filtračních vložek v důsledku vysokého diferenčního tlaku může mít za následek potenciální
nebezpečí vzniku požáru. Filtrační vložka musí být buď schopná snášet maximální tlak potrubí, když je
zcela zanesené, nebo by se měl nainstalovat indikátor diferenčního tlaku s výstražnou signalizací (viz
kapitola 5.4.1.1).
5.4.3.5 Pouzdro filtru
Výběr materiálu pouzdra filtru se musí určit podle aplikace pomocí kritéria, kdy dochází k nárazům
nebo kdy nedochází k nárazům a s ohledem na křivky rychlostí uvedené na Obrázcích 1 a 2.
5.4.3.6 Požadavky na potrubí a ventily u filtrů
Filtry by měly být opatřeny vstupními a výstupními oddělovacími ventily, aby bylo možné zajistit
vyjmutí filtru pro potřeby čištění. Pokud vedení nelze odstavit z provozu pro potřeby čištění filtru, měly
by být nainstalované paralelní filtry a každý z nich by měl být opatřený vstupním a výstupním
oddělovacím ventilem. Odvětrávací ventil by měl být nainstalovaný ve směru průtoku každého filtru
proti směru průtoku odvzdušňovacího oddělovacího ventilu. Filtry by neměly být vybaveny pro zpětné
proudění během provozu, protože to má za následek nahromadění částic při velmi vysoké rychlosti.
Může se zvážit použití obtokových vedení okolo filtrů, když se může provádět údržba filtru během
časových období nízkých rychlostí průtoku, jako 20 % konstrukční rychlosti průtoku a množství, např.
při procesních odstávkách, kdy se používá pouze malých rychlostí průtoku.
5.4.4
Zařízení na měření průtoku
5.4.4.1 Všeobecné požadavky
Systémy na měření průtoku by se měly umístit vzdálené od jiných zařízení a potrubí. Upřednostňuje
se umístění ve venkovním prostředí. Ruční oddělovací ventily a obtokové ventily by měly být
přiměřeně vzdálené od měřicích přístrojů a měly by být umístěné mimo jakoukoliv oblast s
potenciálním nebezpečím vzniku požáru nebo by měly být oddělené bariérou. Výběr materiálu je
založen na použití vyňatých materiálů, které jsou uvedené v Dodatku D, nebo na použití materiálů
splňujících kritéria křivky rychlosti při nárazu uvedené na Obrázku 2. Musí se zvážit filtrace umístěná
proti směru proudu měřicích systémů z uhlíkové oceli.
Pro provoz s kyslíkem se dává přednost statickým měřidlům, jako jsou clony, před měřicími přístroji či
měřicími zařízeními s pohyblivými prvky za předpokladu, že tento druh měření bude vyhovovat
požadavkům uživatele. Zpravidla se instaluje filtrace proti směru proudu měřidel s pohyblivými prvky.
5.4.4.2 Clony
25
IGC
DOC
13/12
Clony jsou zařízení na měření průtoku, která jsou považována za místa, kde dochází k nárazům
vzhledem k vyšší rychlosti a ostrým hranám na redukovaných plochách. Mělo by se použít vyňatých
materiálů, které jsou uvedené v Dodatku D.
5.4.4.3 Zařízení na měření průtoku s pohyblivými prvky
Návrh, konstrukce a výběr zařízení na měření průtoku s pohyblivými prvky musí být vhodné pro
provoz s kyslíkem a pro provozní podmínky, pokud jde o tlak, průtok a teplotu. Rotační zařízení,
turbíny, přístroje hmotnostního průtoku na bázi točivého momentu a objemové vodoměry představují
typy měřících přístrojů s pohyblivými prvky, které se používají v případech, kdy se požaduje široký
rozsah schopnosti měření a přesnosti přístroje. Návrh a konstrukce typických stanic pro měření
průtoku s pohyblivými prvky tohoto typu berou v úvahu záležitosti spojené s vytvořením přetlaku,
s překročením rychlosti, s reverzním průtokem a s nadměrným průtokem. Vzhledem k tomu, že může
docházet k některým dalším úvahám nebo zjednodušením, měl by být každý případ individuálně a
pečlivě analyzován, zda vyhovuje příslušným požadavkům. Speciální bezpečnostní zřetele pro tyto
typy měřících přístrojů jsou:
-
-
-
Potrubí by mělo být zkonstruováno a instalováno s použitím minimální zátěže na příslušné
připojení k měřicím přístrojům s pohyblivými díly.
Ručně prováděná údržba by se měla provádět na měřicích přístrojích po jejich odstavení mimo
provoz, oddělení od systému, snížení tlaku a uvedení do bezpečného stavu.
Mazání: některé dynamické měřicí přístroje vyžadují určitou zásobu maziva. Toto mazivo se
musí vybrat z maziv kompatibilních s kyslíkem, která jsou v kapitole 5.5. Pokud je zásobník
maziva viditelný zvnějšku, musí být na nápadném místě připevněn štítek k měřícímu zařízení, na
kterém bude specifikována jakost příslušného autorizovaného maziva. Obnovu maziva nebo
kontrolu maziva mohou provádět pouze pracovníci ze strany uživatele, kteří k tomu mají
oprávnění.
Indikace na dálku: měřicí přístroje, které mají zabudované průtokoměry nebo součtová počítadla
by měla být navržena tak, aby je bylo možno odečíst ze vzdáleného místa, aniž by se muselo k
měřícímu zařízení přiblížit.
Ochrana proti překročení rychlosti: některé měřicí přístroje s pohyblivými prvky, jako jsou měřicí
přístroje s rotačními písty, jsou vystaveny nebezpečí vzniku příliš velké deformace, dojde-li
k překročení maximálního dovoleného průtoku. Tření způsobené v důsledku kontaktu
pohyblivých částí nebo stržených cizích částic může mít za následek zablokování, porušení,
prasknutí a/nebo ke vznícení. Tato zařízení na měření průtoku musí být chráněna zařízením pro
omezování průtoku.
5.4.5
Průtržné membrány
Je třeba dávat velký pozor při použití pojistných průtržných membrán u přenosového a distribučního
kyslíkového potrubního vedení vzhledem k nebezpečí plynoucímu z předčasného porušení, přerušení
dodávky a následného nekontrolovaného uvolnění velkých objemů plynu, což může vést k vytvoření
ovzduší bohatého na kyslík. Pokud je jejich použití z nějakého důvodu nevyhnutelné, musí být
provedené z vyňatého materiálu. Nerezová ocel a slitiny niklu s tloušťkou menší než vyňatá jsou
povoleny na základě konstrukčních podmínek pojistné destičky, požadavků na otevření při
nastaveném konstrukčním tlaku a protože procházejí pouze při prasknutí. Dává se přednost předem
zavedeným nerozpadajícím se pojistným membránám.
Jejich vnější povrch, který je ve styku s atmosférou, může být pokryt tenkou vrstvou z PTFE nebo
FEP, aby se zabránilo zhoršení jejich stavu v důsledku koroze.
5.4.6
Izolační spoje
Izolační spoj se v zásadě provádí ze dvou potrubních prvků oddělených dielektrickým materiálem.
Účel takových izolačních spojů spočívá v zajištění trvalého elektrického oddělení mezi částmi
instalace s katodickou ochranou a částmi bez této ochrany.
26
IGC
DOC
13/12
Vzhledem k tomuto elektrickému přerušení nesou izolační spoje možnost nebezpečí spontánního
vznícení izolačního materiálu způsobeného možným ohřevem v důsledku Joule efektu. Pokud uvnitř
potrubního vedení nějaký souvislý nános prachu spojí dva prvky potrubního vedení a pokud je
aktuální intenzita dostačující, může být tento prach přiveden na teplotu, která je schopna způsobit
vznícení izolačního materiálu.
Izolační materiál, který je ve styku s kyslíkem, by měl kombinovat odpovídající mechanické
a dielektrické vlastnosti a měl by vyhovovat ustanovením v kapitole 4.3.
Izolační spoje využívající použití standardních přírub musí zahrnovat následující charakteristické rysy
jako minimální požadavky:
-
-
-
Plochá izolační těsnění, podložky šroubů a objímky musí být za provozních podmínek
kompatibilní s plynným kyslíkem.
Dielektrická pevnost plochých těsnění, podložek šroubů a objímek bude záviset na specifikacích
prodejců a na požadavcích ze strany kupujících, ale obvykle bude řádově 10 kV/mm.
Izolační příruby by měly být nainstalovány ve vodorovné rovině (tj. vertikální vedení trubky) pro
minimalizaci nahromadění drobných úlomků a vlhkosti uvnitř čel přírub, což by mohlo působit
přemostění přes ploché těsnění. Vedení potrubí může být nakloněno až na maximálně 45°od
vertikálního směru. Plochá těsnění by měla být plnoprofilového typu vytvarována přesně na
vnitřní průměr trubky. Účinek přemostění a také možnost hoření oblouku nad mezerou se mohou
snížit s použitím plochého těsnění s vnějším průměrem větším než je průměr zvýšeného čela
příruby.
Izolační příruby by měly být vybavené článkem ochrany proti poruchovému proudu na ochranu
proti požárům v případě, že dojde k úderu bleskem (viz kapitola 10.2).
Konstrukce systému katodické ochrany by měla omezit vnucené potenciály proudu, kdekoli je to
možné. Izolační spoje by měly být vybaveny vhodnými ochrannými zařízeními proti přepětí na
ochranu proti jiskrám a nadměrnému stoupnutí napětí, což způsobuje lokalizovaný ohřev nad
mezerami spojů nebo jinými místy, kde jsou kovové povrchy s různými elektrickými potenciály
oddělené izolačními materiály.
Pokud se používají patentované izolační spoje typu monolitického/mono bloku, následující
důležité vlastnosti si zaslouží zvážit:

Dielektrický materiál a interní plynová těsnění musí být kompatibilní s plynným
kyslíkem za provozních podmínek.

Dielektrický materiál musí být také nepropustný s ohledem na plynný kyslík za
provozních podmínek.

Dielektrická pevnost izolačního materiálu by měla být obvykle řádově 10 kV/mm.

Izolační spoje typu monoblok by se měly poskytovat s připojovacími očky na vnější
straně zařízení umístěné na kterékoli straně izolačního prvku, aby bylo možné
namontovat „jiskřiště“ bleskojistky a pro následné kontroly elektrické izolace.

-
Izolační spoje zejména u typu monoblok jsou náchylné k poškození a k netěsnostem,
pokud dojde k jejich přílišnému namáhání jak v příčném tak podélném směru. Za
účelem snížení pravděpodobnosti deformace spoje za přijatelné hranice je rozhodující
zvolit vhodný přiměřený bezpečnostní faktor konstrukčního návrhu takového spoje,
aby byla zajištěna ochrana proti konstrukčním nepřesnostem souvisejícím s instalací
potrubí, terénem, místním prostředím a jinými faktory.
Je také důležité, aby byly spoje vhodně podepřené a správně nainstalované.
Viz také kapitoly 4.5.2 a 7.4.3.
5.4.7
Pružné spoje
Použití trvalých pružných spojů, hadic a dilatačních spojů se v systémech potrubních vedení kyslíku
nedoporučuje vzhledem k jejich malé tloušťce stěny a vzhledem k možnosti vytváření zón
zachycování prachu v místech zvlnění.
27
IGC
DOC
13/12
Pokud se jedná o potrubí, která jsou vystavená velkým změnám teploty, možná bude nutné zavést
dilatační smyčky pro zajištění přizpůsobení se pohybům potrubního vedení. Poloměr zakřivení
dilatačních spojů by měl být zvolen tak, aby se usnadnilo v případě nutnosti použití čisticích ježků.
Materiál pro výše uvedené dilatační spoje by měl být konzistentní s materiálem vedeným v kapitole
5.2.
5.4.8
Různé položky (prvky) zařízení
5.4.8.1 Zařízení pro snížení hlučnosti
Pláště, přepážky a difuzéry tlumičů odvětrávání musí být zcela v kovovém provedení a/nebo
v provedení z betonu. Kovový materiál by měl být odolný proti korozi a být v souladu s křivkou
rychlostí při nárazu uvedenou na Obrázku 2. Sestava by měla být navržena a vyrobena tak, aby se
zabránilo jakémukoliv relativnímu pohybu komponentů. Pokud tlumiče využívají materiálů tlumících
zvuk, musí být nehořlavé a v podstatě bez oleje nebo mazacího tuku. Příkladem těchto materiálů jsou
skleněné vlákno nebo skelná vata.
5.4.8.2 Další příslušenství
Jakékoliv další příslušenství, které může přijít do styku s kyslíkem, musí být zhotoveno z takového
materiálu, který byl vybrán v souladu s křivkou rychlostí při nárazu uvedenou na Obrázku 2. Pro jejich
nekovové komponenty musí být vybrány materiály splňující požadavky uvedené v kapitole 4.3.
Obvyklá příslušenství jsou:
Snímače tlaku a indikátory tlaku.
Pneumatická regulační zařízení.
Teploměrné jímky.
Potrubí přístroje a různé přístrojové ventily.
Potrubí přístroje obvykle obsahují trubky o malém vnitřním průměru v aplikacích, kde nedochází
k proudění, což umožňuje použití potrubí z nerezové oceli bez jakýchkoliv omezení tloušťky trubek.
Mělo by se zabránit výskytu slepých míst a míst, kde by mohlo docházet k hromadění částic. Ventily
přístrojů se nacházejí v režimu škrcení, pokud jsou otevřené, a mělo by se brát v úvahu použití
vyňatých materiálů, uvedených v Dodatku D.
Měřidla s číselníkovým indikátorem by měla být vybavena na zadní části výfukovými zátkami nebo
pojistnými destičkami umožňujícími únik kyslíku v případě praskliny na snímacím článku. Měla by být
provedena další bezpečnostní opatření jako bezpečnostní sklo a pevná přepážka mezi snímacím
článkem a okénkem měřidla. Pokud snímače používají hydraulickou kapalinu, tato kapalina by neměla
být v přímém styku s kyslíkem a měla by se vybírat na základě informací uvedených v kapitolách 4.3
a 5.5. Všechny snímače a indikátory tlaku by měly být jasně označené, že jsou určené pro provoz
s kyslíkem (např. prostřednictvím nápisu „KYSLÍK, POUŽITÍ OLEJE ANEBO MAZACÍHO TUKU JE
ZAKÁZANÉ“).
5.4.9
Ochranné systémy
Při návrhu a instalaci ochranných systémů včetně tlakových spínačů, spínačů průtoku a teploty
a jiných zařízení by se měly brát v úvahu následující faktory:
-
Kvalita a spolehlivost zařízení.
Poruchové režimy a jejich vlivy včetně např. výpadku energie, výpadku (tlakového) vzduchu pro
přístroje a poruchy přístrojového okruhu.
Zda používat vypnutí a/nebo alarm, v posledně uvedeném případě schopnost pracovníka
obsluhy reagovat.
Bezpečnostní požadavky a následky významů poruch oproti záležitostem týkajícím se
spolehlivosti dodávky.
28
IGC
DOC
13/12
Jako součást návrhu by se měla vzít v úvahu požadovaná Úroveň bezpečnostní integrity jakýchkoli
ochranných systémů. Podrobnější informace viz IEC 61508 a IEC 61511 [35, 36].
5.4.10 Výměníky tepla
Je třeba dávat pozor při volbě potrubí pro výměníky tepla, které mohou mít menší průměr trubky než
0,125 (3 mm), protože vlhkost trasy může mít za následek vznik předčasné katastrofální koroze
uhlíkové oceli. Proto se použití uhlíkové oceli nedoporučuje pro potrubí výměníků tepla. Pro potrubí
výměníků tepla se doporučuje použít kyslíkové slitiny. Potrubí z nerezové oceli se může používat u
malých rychlostí kyslíku (viz Obrázek 2). Tato publikace se nevěnuje otevřeným výparníkům ani
výměníkům tepla z pájeného hliníku.
Pro kyslíkové kompresory je výběr materiálů pro výměníky tepla uvedený v IGC 10 Pístové
kompresory pro provoz s kyslíkem stejně jako EIGA IGC 27 Odstředivé kompresory pro provoz
s kyslíkem [37, 38].
5.5
Maziva
Všechny komponenty by měly být navrženy tak, aby fungovaly bez mazání. Nicméně pokud je mazivo
nutné pro umožnění montážních činností nebo funkce nějakého komponentu, musí se vybrat ze
seznamů maziv, o kterých bylo zjištěno, že jsou vhodná pro provoz s kyslíkem, jako jsou maziva
uvedená v BAM [22]. Dokument ASTM G63 představuje také zdroj vhodných informací [9]. Mazivo by
mělo být rozprostíráno na povrchách, které se mají mazat a jejich použití se musí striktně udržovat na
minimální hodnotě. Při sestavování komponentu se musí aplikovat množství odpovídající životnosti
komponentu a z vnějšku nesmí být rozeznatelné žádné stopy maziva. Odchylka je povolená v případě
takových komponentů, u nichž bylo na základě zkušeností a souhrnného testování prokázáno
bezpečné použití takových komponentů.
Maziva a mazací tuky, které jsou vhodné pro provoz s kyslíkem, jsou zpravidla tekutiny
halogenovaného chlorotrifluorethylenu (CTFE), které jsou zahušťované oxidem křemíku. Použití
těchto produktů by se mělo omezit na aplikace se suchou atmosférou, protože umožňují vlhkosti
pronikat do filmu oleje a působit silnou korozi.
Tekutiny CTFE by se neměly používat u komponentů vyrobených z hliníkových slitin za podmínek
vysokého krouticího momentu nebo střihového namáhání vzhledem k nebezpečí reakcí s povrchy,
které byly čerstvě vystavené působení.
Výběru takových maziv kompatibilních s kyslíkem se musí věnovat péče vzhledem k tomu, že
v závislosti na případech použití nejsou mazací vlastnosti tekutin CTFE obecně tak dobré, jako je
tomu u minerálních olejů nebo mazacích tuků na bázi uhlovodíků.
6
Čištění
6.1
Všeobecné požadavky
6.1.1
Strategie čištění
Čištění potrubního systému se může provádět buď jako předběžné čištění celého potrubí před
instalací a udržováním čistého stavu potrubí během montáže, jako kompletní čištění potrubního
systému po provedení montáže nebo kombinací těchto dvou přístupů. Zpravidla se dává přednost
předběžnému čištění potrubí před čištěním po instalaci. Je nepraktické i nemožné provádět kompletní
kontrolu systému na čistotu po stavbě a konečném vyčištění. Proto je nutné, aby byly řádně
ustanovené podrobné písemné postupy včetně sekvence pro montáž a čištění a aby tyto postupy byly
v průběhu projektu pečlivě dodržované. Návrh potrubního systému musí být kompatibilní s metodami
čištění, montáže a tlakových zkoušek, které se budou používat. Měla by existovat písemná specifikace
pro kontrolu čistoty během přípravy materiálu a stádií montáže. Další návod na čištění kyslíku je
uvedený v G-4.1. Čištění zařízení pro provoz s kyslíkem a EIGA Doc 33 [39, 40].
29
IGC
DOC
13/12
6.1.2
Standard čistoty
Systém se považuje za čistý pro provoz s kyslíkem tehdy, když byly v rozsáhlé míře odstraněny interní
organické a anorganické látky a částice. Je nezbytné provést odstranění znečišťujících látek jako
mazacích tuků, olejů, maziv na závity, nečistot, vody, kovových pilin, okují, materiálu rozstřikovaného
při sváření, nátěrových hmot a jiných cizích materiálů. Návod ohledně kritérií přijetí viz kapitola 6.5.3.
6.1.3
Metody čištění
Čištění potrubních vedení kyslíku se může provádět jednou nebo kombinací více následujících metod:
-
Chemické čištění (kyselé nebo zásadité) a pasivace.
Čištění s použitím čistícího protahovacího ježka (pigging).
Mechanický seškrab.
Čištění tryskáním ocelovým pískem, čištění tryskáním pískem nebo čištění otryskáváním
ocelovou drtí.
Tryskání suchým oxidem uhličitým.
Otryskávání.
Mytí rozpouštědlem.
Pozn.: Nesmí se používat rozpouštědla zakázaná Montrealským protokolem. Viz příslušná národní, Evropská nebo Americká
nařízení.
-
Čištění čisticím prostředkem o vysokém tlaku.
Čištění čisticím prostředkem o vysoké teplotě.
Čištění profukováním, proplachováním plynem s velkou rychlostí.
Čistící protahovací ježci se obvykle používají pro vnitřní čištění potrubních vedení. Typy těchto
protahovacích ježků, které jsou k dispozici, spadají do následujících kategorií:
Typ
Kalibrování
Pěnové (nebo měkké protahovací těleso)
Pryžový kotouč nebo disk
Drátěný kartáč
Škrabka
Případ použití
Zajistit uvolnění od překážek
Odvodnění
Odstranění jemných, volných drobných úlomků a prachu
Odvodnění
Odstranění volných drobných úlomků
Odstranění okují v potrubí
Odstranění lpících částic a rzi
Odstranění okují v potrubí
Odstranění lpících částic a rzi
Zpravidla budou čistící ježci zhotoveni z materiálů, které nemusí být zcela kompatibilní s kyslíkem,
zejména ty, které jsou zhotovené z pěny nebo z pryže. Proto je důležité pokud možno zajistit, aby
v takovém případě, kdy jsou použity materiály jako pěna nebo pryž, tyto materiály nepřilnuly ke stěně
trubky nebo aby nezůstaly jejich fragmenty v potrubí. Odstranění jakýchkoliv těchto částic nebo
fragmentů je možné dosáhnout s použitím profukováním plynem s vysokou rychlostí (viz kapitoly 6.3.7
a 6.4.6). Nicméně správný výběr a použití čistících těles, aby se tak vyhovělo předvídanému stavu
vnitřního povrchu potrubí v různých stádiích čištění, bude minimalizovat pravděpodobnost poškození
čistících těles a znečištění potrubního systému. Je také důležité, aby byly čistící protahovací tělesa,
s nimi související vypouštěcí/přijímací lapače a jiná zařízení kompatibilní s rozpouštědly a čisticími
prostředky, které se budou používat, a aby byly vyčištěné podle norem pro provoz s kyslíkem.
Pozn.: Pokud se mají pro čištění potrubního systému používat čisticí protahovací tělesa, jejich použití
by se mělo zvážit ve stadiu návrhu pro zajištění kromě jiného správné specifikace poloměru ohybu.
30
IGC
DOC
13/12
Měly by se vést záznamy o činnosti všech čisticích protahovacích ježků. Ježci by se měli kontrolovat,
když se vyjmou z potrubí (protahovaného tělesa).
6.1.4
Komponenty potrubního systému
Zařízení jako T-kusy, ventily, zpětné ventily, izolační spoje, regulátory, měřicí přístroje, filtry a jiné
armatury se obvykle nakoupí jako předem vyčištěné prvky pro provoz s kyslíkem a nainstalují se po
dokončení operací čištění. Pokud jakékoliv prvky zařízení nemohou být opatřené jako čisté, je třeba
provést uspořádání tak, aby tyto prvky zařízení byly čištěny na stanovišti nebo v jeho blízkosti, aby se
zajistilo splnění požadovaných norem. Bezprostředně před instalací by se měla provádět vizuální
kontrola prvků zařízení, aby se zajistilo, že nebude ohrožen požadovaný standard čistoty.
Pro účely čištění se musí zacházet s potrubními větvemi a paralelními vedeními jako s oddělenými,
samostatnými systémy a po dokončení čištění se musí provést příslušná konečná napojení.
6.1.5
Svařování
Části potrubí se musí spolu svařovat s použitím uznaných svařovacích procesů. Nakonec je nezbytné,
aby vnitřní plochy svarů byly hladké a důkladně bez strusky, svarových housenek nebo bez volných
drobných úlomků, aby se tak zachovala vnitřní čistota. Viz kapitola 7.3, kde jsou uvedeny další
informace o požadavcích na svařování.
6.1.6
Tlaková zkouška
Potrubí se musí přezkoušet buď pneumatickou, nebo hydrostatickou tlakovou zkouškou při tlaku
požadovaném sbírkou norem, podle které bylo příslušné potrubí sestaveno. Přednost se dává
pneumatické tlakové zkoušce (viz kapitola 7.3.3). Ať se zvolí jakákoliv zkušební metoda, musí se
provádět ve vhodných bodech celkového programu montáže potrubí, aby se vyhovělo požadavkům
projektu a aby se minimalizovala pravděpodobnost nákladných předělávek. Další podrobné údaje
o tlakových zkouškách jsou uvedené v kapitole 7.6.1.
6.1.7
Instalace vybavení potrubí
Po dokončení konečného čištění je možno nainstalovat všechny nadzemní spoje včetně předem
vyčištěných a předem zkoušených T-kusů, ventilů, armatur, potrubních odboček a jiných prvků.
Ohledně požadavků na nedestruktivní zkoušky viz kapitola 7.6.
6.2
Specifikace a výroba materiálu potrubního vedení
6.2.1
Všeobecné požadavky
Všechny základní požadavky na specifikaci a výrobu potrubního vedení, které mají přímý vliv na
proces čištění, by měly být formálně předloženy dodavateli potrubí jako součást kompletní technické
specifikace pro nákup potrubí. Kontroly původu a kvality nakupovaného potrubí musí být zcela
dohledatelné a kupující musí obdržet odpovídající dokumentaci.
6.2.2
Sbírky norem a normy
Všeobecně lze konstatovat, že požadavky na výrobní proces, materiál, kvalitu materiálu a kontrolu
u potrubí by měly být v souladu s normami, jako jsou EN 10208-2, specifikace API 5L nebo s jinými
sbírkami norem, definovanými ve specifikaci projektu jako výsledek požadavků ze strany kupujícího,
ze strany národních směrnic nebo z jiných důvodů [41, 42]. Složení materiálu by mělo být obecně
v souladu se shora uvedenými sbírkami norem a v souladu s běžnou normou (standardem) výrobce
potrubního vedení. Nicméně pro potrubí, které bude před instalací předem vyčištěné, se požaduje,
aby výrobní proces nezahrnoval kroky, které by vytvářely na vnitřních povrchách potrubí velké nánosy
okují z válcování (viz kapitola 6.2.4).
31
IGC
DOC
13/12
6.2.3
Výrobní proces
Příklady běžné výrobní praxe jsou procesy vysokofrekvenčního indukčního svařování (HFI),
elektrického odporového svařování (ERW), svařování laserovým paprskem (LBW) nebo proces
svařování pod tavidlem (SAW). Může se také použít bezešvých válcovaných trubek. Potrubní vedení
zhotovené jiným procesem by se nemělo používat bez předchozího souhlasu ze strany kupujícího.
Objednávka vydaná výrobci trubek resp. seznam zboží musí zamezit použití konzervačních
prostředků, jako jsou nátěry, laky nebo podobné nátěrové systémy na vnitřních plochách potrubí.
6.2.4
Tepelné zpracování
Tepelné zpracování buď pro podélné svary (běžně prováděné jako součást nepřetržitých procesů
svařování) nebo pro těleso potrubí by mělo být takové, aby dokončené potrubní vedení bylo
v podstatě bez okují z válcování (viz kapitola 6.2.2).
6.2.5
Hydrostatická zkouška
Bez ohledu na povahu tlakové zkoušky prováděné v terénu musí výrobce potrubního vedení jako
součást procesu výroby a procesu řízení kvality provádět hydrostatickou zkoušku a/nebo zkoušku
vířivými proudy (podle povolení ve specifikaci materiálu) na každé části dokončeného potrubí.
Hydrostatická zkouška by měla probíhat v souladu s požadavky platných národních nařízení nebo
sbírek norem, jako jsou EN 10208-2 nebo specifikace API 5L, pokud nebude stanoveno jinak
v projektové specifikaci následkem požadavků ze strany kupujícího [41, 42].
6.3
Předem vyčištěné potrubí
6.3.1
Všeobecně
Všechna potrubí by měla být zhotovována z částí potrubí, které jsou velkou měrou bez okují
z válcování kvůli výrobnímu procesu (viz kapitola 6.2.2) a které byly uvnitř předem vyčištěné buď
na závodě výrobce, nebo místně na stanovišti před dodáním. Metodou použitou pro předběžné čištění
může být buď mechanické, nebo chemické čištění v závislosti na vhodnosti a nákladech za
předpokladu, že bude přitom dosaženo požadovaného standardu čistoty. Vnější aplikace ochranného
nátěru v případě podzemních potrubních vedení se může provádět před vnitřním čištěním nebo po
vnitřním čištění, pokud se přijmou taková bezpečnostní opatření pro zajištění, že proces opatřování
vnějšího nátěru nenaruší standard čistoty vnitřních povrchů. Otevřené konce potrubních částí by měly
být utěsněny po provedení čištění a po provedení ochranného nátěru, aby se zabránilo znečištění
čisté trubky (viz kapitola 6.3.5).
6.3.2
Výroba potrubí
Potrubí, u kterého se provádí předběžné čištění pro provoz s kyslíkem, by mělo být vyrobeno tak, aby
byla povolena vizuální kontrola po celé délce takového potrubí. Pokud je to nutné, provede se
opětovné čištění na požadovaný standard. Dílenská výroba potrubí pro provoz s kyslíkem v podniku
by měla být oddělena od jiných činností.
6.3.3
Tlaková zkouška
Kdykoliv je to z praktického hlediska možné, měla by se provádět pneumatická tlaková zkouška
potrubního systému za předpokladu, že tato zkouška nebude v rozporu s některými z následujících
ustanovení:
-
Příslušné konstrukční předpisy.
Národní a místní nařízení.
Interní nařízení třetí strany (je-li to vhodné).
Přijatelnost na základě formálního odhadu rizik.
32
IGC
DOC
13/12
Požadavek na provedení pneumatické tlakové zkoušky je stanoven potřebou minimalizace rizika
znečištění nebo koroze přenosového potrubního vedení kyslíku následkem zavedení vody během
hydrostatické tlakové zkoušky. Nicméně pokud pneumatická tlaková zkouška není z nějakého důvodu
přijatelná, potrubí musí být podrobeno zkoušce hydrostatické tlakové zkoušce (viz kapitola 6.1.6).
6.3.4
Konečná úprava vnitřního povrchu
Proces předběžného čištění včetně vyfukování má za cíl dosáhnout a to jako minimální požadavek,
konečnou úpravu vnitřního povrchu takovou, aby to bylo v souladu s ISO 8501-1, Specifikacemi B SA2
nebo s odpovídajícím dokumentem [43]. Předběžné čištění a vyfukování se může provádět v dílnách
u výrobce (po provedení hydrostatické tlakové zkoušky), pokud bylo požadováno. Nicméně pokud se
stav vnitřních povrchů dokončeného potrubí pravděpodobně významným způsobem zhorší následkem
časového období a/nebo podmínek skladování (včetně přepravy na stanoviště) před provedením
instalace, mělo by se předběžné čištění a vyfukování provádět buď přímo na stanovišti, nebo v jeho
blízkosti. Potrubí se musí zkontrolovat pro dosažení požadovaného standardu čistoty (viz kapitola
6.5).
Vytváření rzi na vnitřních vyčištěných povrchách se může zabránit použitím lehkého fosfátového
povlaku. Jedná se o běžný postup po provedení procedur chemického čištění.
33
IGC
DOC
13/12
6.3.5
Příprava k expedici
Když bylo dosaženo požadovaného standardu čistoty, musí se otevřené konce potrubí opatřit pevnými
a těsně nainstalovanými uzávěry v provedení z umělé hmoty, aby se tak zajistilo utěsnění proti vodě a
proti prachu. Tyto uzávěry se musí zajistit a utěsnit pomocí pevné lepicí pásky. V závislosti na
časovém období a na podmínkách skladování a přepravy se může kvůli minimalizaci koroze umístit
dovnitř každého dílu potrubí vysoušecí prostředek, jako je silikagel (gel kyseliny křemičité). Pokud se
použije vysoušecí prostředek, měl by se uchovávat v systému nádob, které mohou být pevným
způsobem zajištěné k vnitřku uzávěrů z plastické hmoty na ochranu proti tomu, aby byla taková
nádobka neúmyslně ponechána během instalace v potrubí. Během instalace na stanovišti se může
kontrolovat a dokumentovat pro porovnání celkový počet použitých sáčků vysoušecího prostředku.
Jakékoliv jímky (otvory) o malém vnitřním průměru v potrubí se musí utěsnit s použitím zátek
kovových nebo v provedení z plastické hmoty.
6.3.6
Udržování čistoty
Pokud se jedná o potrubní vedení, které bylo vyčištěno před dodáním na stanoviště, není nutné
provádět další čištění potrubních částí před jejich instalací, pokud nedojde k tomu, že vizuální
prohlídka na místě stavby odhalí skutečnost, že z jakéhokoliv důvodu byla čistota potrubí nějakým
způsobem narušena. V tomto případě se musí postižené části potrubí znovu vyčistit buď na stanovišti,
nebo v jeho blízkosti v souladu se schváleným postupem. Během instalace potrubí se musí vnitřní
plochy potrubí udržovat v čistém a suchém stavu (tj. bez oleje, mazacího tuku, bez zeminy, drobných
úlomků a bez vytékající vody). Toto lze dosáhnout prostřednictvím přípravy formálního stavebního
plánu (viz kapitola 7.2), který musí kromě jiných požadavků zahrnovat vše následující:
-
-
-
V zemi provedené rýhy pro potrubí se musí udržovat bez vody a bez hořlavého materiálu
zejména v oblasti svařování a v místech, kde jsou umístěny části potrubí s otevřenými konci.
Utěsňování otevřených konců potrubí pomocí tlak zadržujících zátek nebo s použitím
navařených uzávěrů na konci každého pracovního dne nebo tehdy, kdy se neprovádí svařovací
práce. Dodatečné bezpečnostní opatření během delších období nečinnosti může spočívat v tom,
že potrubí se může ponechat pod tlakem s použitím suchého vzduchu nebo dusíku bez obsahu
oleje a s přetlakem asi 0,1 barg (1,5 psig).
Vizuální prohlídka potrubí před každým uzavíracím svarem, která bude provedena k tomu
oprávněnou osobou. Formální záznamy příslušných výsledků by se měly uchovávat pro budoucí
reference.
Udržování čistoty zařízení profukování inertním plynem (např. přívodní trubky, dočasná těsnění).
Všechna hnací media, plyny a systém pro jejich aplikování během každého typu čištění mají být
čisté a bez oleje tak, aby nepředstavovaly zdroj znečištění.
Pracovníci pracující na stavbě musí nosit čisté oděvy a bez oleje, a pokud jen to bude
z praktického hlediska možné, musí své ruce udržovat bez znečištění olejem, bez znečištění
mazacím tukem a nadměrné špíny.
Během časového období výstavby se potrubí otevře do ovzduší a dojde v důsledku takového
vystavení se působení ke vzniku určitého stupně koroze na vnitřním povrchu potrubí. Při dokončení
stavby by se mělo provést stanovení rozsahu takové koroze na vnitřním povrchu potrubí a mělo by
zvážit odstranění koroze uvnitř potrubí pomocí formálního postupu s použitím čistícího protahovacího
ježka a s použitím profukování o vysoké rychlosti. Je přijatelný lehký film povrchové koroze.
Pracovníci pracující na takové stavbě potrubí by měli zůstávat v „čisté pracovní oblasti“ odpovídající
pro práci s kyslíkem a neměli by se přesouvat na nějaké jiné práce, kde se používá olej nebo mazací
tuk.
Všechny nástroje se musí vyčistit a musí se dát stranou pro použití pouze v oblasti s kyslíkem. Tam,
kde se potom mohou ukládat nástroje, malé části a podobně by se měly ustavit pracovní stoly pokryté
čistým materiálem.
Všeobecně se použití maziv musí zakázat buď na potrubí nebo ventilech, se kterými se počítá pro
provoz s kyslíkem. Pokud se z nějakého důvodu maziva považují za nutná pro kyslíkem omývané
34
IGC
DOC
13/12
části, maziva musí být zcela kompatibilní s kyslíkem a musí se používat pouze po předchozím
souhlasu ze strany kupujícího (viz kapitoly 7.4.2 a 7.4.4).
Potrubní zátky udržující tlak se musí udržovat v čistém stavu, a pokud se nepoužívají, musí se
uchovávat v sáčcích z umělé hmoty.
6.3.7
Konečné čištění
Konečné čištění se musí provádět ve vhodném okamžiku v rámci celkového časového programu
výstavby, aby se tak zajistilo vyhovění požadavkům projektu. Procedura čištění bude záviset na řadě
faktorů včetně kromě jiného na riziku znečištění během výstavby, na povaze možných znečišťujících
látek, na metodě použité tlakové zkoušky a na tom, zde se bude provádět před čištěním nebo po
čištění. V každém případě by se mělo zvážit použití čisticích protahovacích ježků, aby se zajistila
indikace o povaze nečistot a stupni jakýchkoliv zbytkových znečišťujících látek, které zbývají
v příslušném systému. Pozornost se věnuje nebezpečím, která souvisejí s rozpouštědly a čisticími
prostředky, které nejsou hořlavé na vzduchu, ale vykazují určitý rozsah hořlavosti v kyslíku (viz
Dokument IGC 33, kde jsou uvedené meze hořlavosti) [40]. Pokud byly pro čištění použité chemikálie,
rozpouštědla nebo čisticí prostředky, je důležité, aby jakékoliv zbytky kapaliny byly zcela vypuštěné
nebo jinak odstraněné ze systému dříve, než bude provedeno uvedení do provozu. Viz kapitola 6.1.3,
kde je uveden souhrn metod čištění, které jsou k dispozici.
6.3.8
Zkouška těsnosti a profukování
Dokončený potrubní systém bez potrubního vybavení se může podrobit zkoušce těsnosti s použitím
suchého vzduchu nebo dusíku bez obsahu oleje při konstrukčním tlaku systému a poté se požaduje
provedení profukování o vysoké rychlosti. Během procesu profukování by neměly být nainstalované
ventily, clony, sítové filtry, filtry nebo jiné prvky předem vyčištěného zařízení kvůli ochraně těchto
komponentů před poškozením nebo před znečištěním látkami a částicemi. Konečné profukování
plynem o vysoké rychlosti by mělo dosáhnout takové rychlosti (obvykle 25 m/s [82 ft/s]), která je
dostatečná k důkladnému odstranění uvedených částic. Účinnost profukování plynem o vysoké
rychlosti může být subjektivně posuzována prostřednictvím vizuální prohlídky výstupního oblaku plynu,
tedy volného oblaku plynu profukování bez překážek a na plném vnitřním průměru výstupní
odvětrávací trubky. Jinak se také mohou použít terčové plechy, které se umisťují na výstupu plynu
profukování pro zhodnocení opravdové účinnosti činnosti profukování plynem.
Účinné odstranění částic ze systému profukováním by mělo prokázat použití terčových destiček
namontovaných na výpusti potrubního vedení. Terčem může být hlazený kov nebo karton na
překližce. Terče, které se používají, jsou hliník s tvrdostí 25-35 HB (viz BS EN ISO 6505-1) [44].
Vhodné stupně jsou 1050 A-0 a H1080 A0. Desky se musí pevně namontovat na výpusti trubky
s mezerou mezi deskou a vývodem trubky rovnající se polovině průměru trubky. Jako alternativa se
mohou použít ocelové desky s rovnoměrným potřením mazadlem kompatibilním s kyslíkem pro
zachycení částic.
Profukování se může posoudit jako dokončené, kde není zřetelný důkaz o přítomnosti částic na desce
zjištěných pouhým pohledem nebo dotykem (tj. skvrny nebo dolíky > 0,2 mm). Pro mazadlem potřené
desky nebude žádný důkaz nahromaděných částic zjistitelný pouhým pohledem.
Pokud se k profukování použije dusík, musí se věnovat pozornost orientaci a umístění odfuků plynu
pro minimalizaci vystavení se pracovníků obsluhy ovzduší s nedostatečným množstvím, kyslíku.
6.4
Čištění po provedení instalace
6.4.1
Všeobecně
Celé potrubní vedení by mělo být nainstalováno s použitím potrubních částí, které jsou zpravidla
v souladu s ustanoveními v kapitole 6.2. Jinak neexistují žádné jiné speciální požadavky. Nicméně je
důležité zjistit pravděpodobný stav potrubí (např. stupeň výskytu okují z válcování), jak bylo dodáno od
35
IGC
DOC
13/12
velkoobchodníka (skladu) nebo z podniku výrobce, aby se zajistilo, že navrhovaná metoda čištění
může zajistit dosažení požadovaného standardu čistoty. Metody čištění viz kapitola 6.3.1.
6.4.2
Tlaková zkouška
Viz kapitola 6.3.3.
6.4.3
Konečná úprava vnitřního povrchu
Proces čištění včetně profukování (je-li požadováno) by měl mít za cíl dosáhnout takové konečné
úpravy vnitřního povrchu podle normy ISO 8501-1, Specifikace B SA2 [43]. Potrubí se musí
prohlédnout, aby bylo dosaženo požadovaného standardu čistoty (viz kapitola 6.5).
6.4.4
Udržování čistoty
Během instalace potrubí by se mělo vynaložit veškeré úsilí k tomu pro minimalizaci vnikání
znečišťujících látek (např. oleje, mazacího tuku, půdy, drobných úlomků a stékající vody). Návod viz
kapitola 6.3.6.
6.4.5
Zkouška těsnosti a vyfukování
Jestliže se požaduje profukování, podrobné údaje viz kapitola 6.3.8.
6.5
Kontrola
6.5.1
Postup
Po vyhovujícím dokončení stavby potrubí, po dokončení zkoušek potrubí a procesu čištění se musí
provést kontrola potrubí jak na vstupním konci, tak na výstupním konci a ve všech přístupných
místech, aby bylo možné provést posouzení stavu vnitřního povrchu potrubí. Pokud to bude
považováno za nutné, v souladu s postupem řízení kvality je možné odebrat vzorky u všech
přístupných otvorů. To se provádí vytřením vnitřního povrchu potrubí pomocí bílého hadříku bez
textilního prachu nebo pomocí filtračního papíru, který nebyl zpracováván s použitím optických
leskutvorných přísad. Je-li to požadováno, stěry, které byly použité ke vzorkování, se mohou
identifikovat, uložit jako utěsněné v polyethylenovém sáčku a potom uchovat jako součást
dokumentačního materiálu ohledně řízení kvality.
Vyšetřování by v tomto případě mělo být vedeno s použitím jednoho z následujících postupů:
-
-
Vizuální kontrola vnitřních povrchů potrubí s použitím světla pro zajištění účinného čištění a pro
dosažení šedého povrchu kovu, bez mazacího tuku, bez volné rzi, bez strusky, bez okují nebo
jiných drobných úlomků. V tomto případě je přijatelný lehký film rzi.
Kontrola koncových částí vnitřního průměru potrubí s použitím ultrafialového záření (UVA) pro
ověření nepřítomnosti oleje nebo mazacího tuku.
Kontrola stěrů (pokud byly stěry odebrány) s použitím jasného bílého světla nebo s použitím
ultrafialového záření (UVA) pro ověření nepřítomnost oleje nebo mazacího tuku.
6.5.2
Vyšetřování s použitím ultrafialového záření (UVA)
Pokud se požaduje vyšetřování s použitím ultrafialového záření (UVA), všechny vzorky a otvory se
prohlédnou s použitím vhodného zdroje ultrafialového záření (UVA) tak, aby bylo možné ověřit, že
neexistuje žádný důkaz o znečištění uhlovodíkem. Mírné obarvení vzorku je přijatelné za předpokladu,
že vzorek nevykazuje fluorescenci, jakmile je vystaven vyšetřování s použitím ultrafialového záření
(UVA). Následující kritéria se musí zpravidla platit pro výběr zdroje ultrafialového záření (UVA) pro
fluorescenční detekci uhlovodíkových nečistot na povrchu trubek nebo na stěrech:
-
Vlnová délka světla se musí pohybovat v rozsahu 250 až 400 nm.
36
IGC
DOC
13/12
-
Světelný zdroj musí být bodový zdroj světla s použitím rtuťové výbojky nebo s použitím
halogenové detekční lampy společně s vhodným filtrem, což zajišťuje intenzitu světla minimálně
2
5,0 mW/cm na 30 cm (12 palců). Obvykle zdroje světla UVA s použitím zářivek nejsou pro toto
použití vhodné a neměly by se používat.
Ve většině případů vyšetřování s použitím UVA světla poskytne spolehlivou indikaci, pokud se jedná
o rozsah o znečištění v potrubním vedení ze strany uhlovodíků (viz kapitola 6.6.3). Nicméně mělo by
se vědět, že ne všechny oleje nebo mazací tuky fluoreskují za působení UVA světla. Pokud
z jakéhokoliv důvodu byly takové materiály použity buď při výrobě, při dlouhodobém skladování, při
montáži nebo při stavbě potrubního vedení, v takovém případě by se mělo použít jiné metody detekce.
6.5.3
Kritéria přejímky
Návod ohledně prahových mezních hodnot detekce a kritérií přejímky ohledně čistoty viz IGC
dokument 33, kapitola 4; CGA G-4.1, kapitola 10 a ASTM G93-96, kapitoly 9 a 10 [40, 39, 45].
6.5.4
Nápravná činnost
Pokud během jakéhokoliv stádia procesu předběžného čištění nebo během čištění na stanovišti
neexistuje žádný důkaz o dosažení standardu čistoty a existuje důkaz o znečištění v důsledku silné
koroze, v důsledku přilnutí částic, v důsledku oleje, mazacího tuku nebo v důsledku podobného
materiálu na bázi uhlovodíků přítomného v drobných úlomcích, které se nashromáždily během čištění
pomocí čisticího ježka, musí organizace odpovědná za čištění předložit kupujícímu návrhy a stanovení
metod k dosažení vyhovujícího standardu čistoty.
6.5.5
Těsnění, profukování a monitorování
Po provedené kontrole potrubního systému a přejímce standardu čistoty bude potrubí utěsněno na
všech otevřených koncích buď s použitím navařených uzávěrů, nebo s použitím zaslepovacích přírub
a poté se provede jeho profukování pomocí suchého vzduchu nebo dusíku bez oleje (s teplotou
rosného bodu ne vyšším než -40 °C [-40 °F]), dokud teploty rosného bodu u vstupního plynu
a u výstupního plynu nebudou v podstatě stejné. Když hodnoty obsahu kyslíku a teploty rosného bodu
dosáhly požadovaných úrovní, musí se potrubní systém utěsnit a natlakovat pomocí suchého plynu
bez obsahu oleje na tlak asi 0,01 MPa (1,5 psig). Tlak se v tomto případě musí pravidelně monitorovat
a musí se držet v těchto podmínkách tak dlouho, dokud nebude na potrubí požadavek na provoz
s produktovým plynem.
6.6
Záznamy
Musí být zavést a uchovávat záznamy o činnostech čištění a o podrobných údajích ohledně kontrol na
potrubních vedeních pro provoz s kyslíkem.
7
Montáž
7.1
Všeobecná kritéria
Celou instalaci potrubního vedení včetně zkoušek a čištění by měla provádět renomovaná organizace
s osvědčeným záznamem o zkušenostech v oblasti montáže potrubí. Postupy pro konstrukci potrubí,
zkoušky a čištění musí přezkoumat a schválit kupující před vlastní instalací potrubí. Musí být určen
podrobný program výstavby (montáže) potrubí včetně časové posloupnosti procedur zkoušek
a čištění, aby se tak vyhovělo specifickým požadavkům projektu. Návrh potrubního systému musí
zajistit opatření pro metody čištění a tlakových zkoušek, které se budou používat.
Při konstrukci kyslíkových potrubních systémů by se měly dodržovat postupy správné inženýrské
praxe podle uznaných národních a mezinárodních sbírek norem ohledně potrubí a ohledně stavby.
Důležitým faktorem, který se v tomto případě bere v úvahu, je čistota potrubního systému pro provoz
s kyslíkem. Více informací o čištění a kontrole viz kapitola 6.
37
IGC
DOC
13/12
Musí být k dispozici systémy práce pro zajištění bezpečnosti pracovníků pracujících při stavbě
a montáži potrubí.
Veškeré úsilí musí být vynaloženo k zajištění kvality a provozní bezpečnosti instalovaného potrubí.
Kyslíkový potrubní systém musí být zhotoven a nainstalován v souladu se sbírkami norem ohledně
potrubí a stavby potrubí dle specifikaci projektu.
Musí být přijata veškerá nezbytná předběžná opatření a jiná opatření pro zajištění ochrany materiálů a
potrubí před poškozením během skládání, během skladování, instalace potrubí nebo v průběhu jiných
činností. Potrubí by mělo být opatrně skladováno a mělo by se s ním opatrně nakládat, aby se
zabránilo znečištění vnitřních povrchů potrubí a poškození vnějšího ochranného nátěru (je-li
aplikován).
Potrubní vedení se musí smontovat a/nebo nainstalovat podle schválených výkresů. Instalace
potrubního vedení musí zahrnovat všechny ruční ventily, všechny speciální potrubní prvky, regulační
ventily, přetlakové ventily, do potrubí zařazené potrubní prvky a potrubní podpěry podle schválených
výkresů.
Kdykoliv je to prakticky možné, mělo by být používána prefabrikace částí potrubí podle standardů
čistoty kyslíku, aby bylo možné provádět vizuální kontrolu po celé délce potrubí.
Montáž potrubního vedení pro provoz s kyslíkem v prostředí dílny výrobního podniku se musí oddělit
od jiných výrobních činností pro zajištění čistoty vzhledem k provozu s kyslíkem.
Pracovní postupy jakýchkoli nápravných činností, jejichž provedení by mohlo být požadováno, by měly
být odsouhlasené kupujícím ještě před jejich provedením.
Montážní plán
7.2
Měl by být rozpracován formální montážní plán, který poskytuje komplexní logický postup prací včetně
řádného dozoru, pravidelných prohlídek a kontrol. Pro každý daný projekt potrubního vedení kyslíku
se mohou do takového formálního stavebního plánu zahrnout následující postupy a pokyny:
-
-
Kdykoliv je to prakticky možné, měly by být montážní práce časově rozepsané na pozdější
stadium celkového projektu a tyto práce by měly započít pouze poté, když jsou veškeré potrubí
pro provoz s kyslíkem a všechny komponenty k dispozici na místě stavby (stanovišti).
Pro kyslíkový systém by měla být přidělena malá skupina stavebních zaměstnanců a kontrolor.
Je třeba vyvinout veškeré úsilí, aby stejní zaměstnanci pracovali na tomto úkolu až do doby jeho
dokončení.
Pokyny pro udržování čistoty jsou uvedené v kapitole 6.3.6.
7.3
Montáž potrubí a svařování
7.3.1
Všeobecně
Potrubí by mělo být montováno svařováním s výjimkou připojování k ventilům, měřicím přístrojům
nebo k jinému vybavení, kde je povoleno použití závitových nebo přírubových spojů.
Pro zachování vnitřní čistoty potrubí musí být vnitřní plochy svarů hladké a v podstatě bez okují,
svarových housenek nebo volných drobných úlomků (viz kapitola 6.1.5). Požadované konečné úpravy
povrchu je možno všeobecně dosáhnout pomocí různých metod jako:
S použitím obloukového svařování netavící se elektrodou v ochranné atmosféře inertního plynu
(GTAW), které je také známé jako svařovací proces s wolframovou elektrodou pod inertním plynem
(TIG) pro kořenové vrstvy ve spojení, je-li tak požadováno, s plynným argonem nebo ve spojení
38
IGC
DOC
13/12
s jiným vhodným výplňovým plynem. Následné svarové průchody lze provést buď s použitím GTAW
nebo jiného svařovacího procesu podle toho, čemu se dává přednost. Tento proces sám vytvoří
požadovanou konečnou hladkou úpravu povrchu na vnitřním povrchu svaru. Jiné sváření, jako jsou
konečné výplňové sváry, mohou také používat kořenové vrstvy pomocí GTAW za účelem dosažení
požadované kvality vnitřního povrchu svaru.
S použitím svařovací techniky ručního obloukového svařování kovovou elektrodou (MMA), která je
známá jako technika obloukového svařování kovovou elektrodou v ochranné atmosféře (SMAW), po
které následuje čištění vnitřních ploch svarů s použitím drátěného kartáče nebo s použitím čistících
ježků se vsazenými noži k odstranění strusky, svarových housenek a volných drobných úlomků a tím
k dosažení požadované kvality povrchu.
Před montáží by se měla provést kontrola všech potrubních cívek a komponentů, aby se zajistilo, že
čela přírub a svarů jsou čistá a že se uvnitř potrubí nevyskytují žádné nečistoty nebo znečišťující látky.
Před provedením svarů potrubí nebo přírubových spojů se musí odstranit všechny drobné úlomky
nebo cizí materiál uvnitř potrubí.
7.3.2
Kvalifikace
Veškeré svary na potrubí se musí provádět v souladu se svařovacími postupy a musí je provádět
svářeči kvalifikovaní pro provádění těchto postupů podle norem pro potrubí definovaných ve
specifikaci projektu.
7.3.3
Podložné prstence
Pro svařování potrubí v provedení z uhlíkové oceli, nerezové oceli nebo Monelu určených pro provoz
s kyslíkem se nesmí používat žádné podložné prstence z následujících důvodů:
-
-
V mezerách mezi podložným prstencem a stěnou potrubí se může zachycovat prach a drobné
úlomky, které potom nelze snadno odstranit během procesů čištění. Nahromaděné drobné
úlomky a částice by mohly působit jako potenciální zdroj hořlavého materiálu.
Nepřítomnost podložných prstenců usnadňuje použití čistících „prasátek“ při čištění.
Podložné prstence mohou působit jako místa nárazů.
7.3.4
Příprava pro svařování
Všechny svarové spoje musí být připravené v souladu se schválenými svařovacími postupy
a příslušnou sbírkou norem pro potrubní systémy. Podélné švy svařovaného potrubí v sousedních
potrubních částech musí být uspořádané střídavě.
U předem čištěných systémů by se nemělo pro svařování používat vnitřních vyrovnávacích svěrek,
aby se zabránilo nebezpečí znečištění. Pokud se má systém čistit na místě po dokončení stavby, je
možné od tohoto požadavku upustit za předpokladu, že jsou na místě systémy pro zajištění odstranění
takových zařízení před čištěním.
7.3.5
Svařovací požadavky na materiály
Svařování uhlíkové oceli, nerezové oceli a Monelu se musí provádět v souladu s příslušnou sbírkou
norem pro potrubní systémy (viz také kapitola 6.5.3).
7.4
Montáž a instalace
7.4.1
Vyrovnání
Před sešroubováním nesmí odchylka ve vyrovnání čel přírub a otvorů pro šrouby příruby překročit
hodnoty definované v projektové specifikaci. Všechny šrouby musí lehce projít skrze obě příruby.
39
IGC
DOC
13/12
Tolerance na zakončeních všech armatur jiných než jsou přírubové spoje, musí odpovídat
konstrukčním výkresům a specifikacím.
7.4.2
Přírubové spoje
Namáhání potrubí na přírubových spojích se musí snížit na minimum. Potrubí nesmí být zavěšené na
přírubách kompresorů nebo na jiném zařízení bez vhodných podpěr.
Plochá těsnění musí být nainstalována v souladu s konstrukčními výkresy. Když se používají plochá
těsnění obsahujících nekovové části, musí se nekovové materiály vybírat podle kapitoly 4.3. Použití
jiných typů plochých těsnění nebo materiálů, než definovaných v projektové specifikaci, musí být
zakázané, pokud to není kupujícím schváleno. Pokud nejsou plochá těsnění samostatně zabalena
nebo pokud je plomba obalu porušená a dá se očekávat znečištění, taková plochá těsnění se musí
buď propláchnout kompatibilním rozpouštědlem, nebo vyřadit.
Plochá těsnění musí mít správnou velikost, aby se zajistilo, že žádná část plochého těsnění nebude
přečnívat za vnitřní stranu potrubí do proudu proudícího plynu. Je nutné vyvarovat se použití těsnících
tmelů na ploché těsnění, aby se zamezilo vytlačení materiálu těsnícího tmelu dovnitř potrubního
systému.
Není dovoleno opětné použití plochého těsnění. Je nutné, aby kdykoliv po uvolnění příruby bylo
vloženo nové ploché těsnění. Pokud při tlakové zkoušce spoj vykáže netěsnost, spoj se musí předělat
s použitím nových plochých těsnění a šroubů.
Plochá těsnění, matice a šrouby se musí vizuálně kontrolovat, aby se zajistilo, že jsou čisté
a v dobrém stavu. Bezprostředně před vlastní instalací může být k dispozici zásobník s rozpouštědlem
pro mytí matic a šroubů. Pokud se to požaduje, může se použít vhodné mazivo na závity šroubů
a dosedací čela matic a podložek podle definice v projektové specifikaci předtím, než se šrouby
zasunou do přírub a bude se provádět utahování.
Maziva musí být jasně identifikována, musí se používat jen omezeně a jejich aplikace musí probíhat
pod přísným dozorem. Dává se přednost mazivům kompatibilním s kyslíkem. Nicméně ty mohou
podporovat korozi na dílech v důsledku jejich tendence k pohlcování vlhkosti. Maziva, která nejsou
kompatibilní s kyslíkem, byla pro tento provoz s úspěchem použita. Nicméně musí se postupovat
velice pečlivě během formálních postupů a musí probíhat přísný dozor, aby bylo zajištěno, že kyslíkem
obtékané plochy nejsou znečištěné a že mazivo nebude omylem pokládáno za mazivo kompatibilní
s kyslíkem.
Jinak je možné se mazání vyhnout použitím vhodných korozi odolných materiálů na šrouby, matice
a podložky.
Šroubová spojení se musí utahovat postupně s použitím křížové posloupnosti. Typ a velikost šroubů
musí vyhovovat přírubě a materiálu plochého těsnění. Pokud jsou specifikovaná zatížení šroubů,
dodavatel by měl používat postupy pro utahování a zatěžování šroubů, aby se tak zajistilo správné
zatížení šroubů. Pokud jsou specifikované hodnoty utahovacích krouticích momentů šroubů, může
dodavatel používat na matice momentové klíče, aby se vyvinulo předepsané dotažení šroubu. Použití
momentových klíčů nebo zatěžovací klíčů by mohlo vyžadovat použití vhodného maziva na závitech
šroubů. Pokud nejsou specifikované žádné hodnoty zatížení šroubů nebo utahovacích krouticích
momentů, musí být šrouby dostatečně utažené v souladu se správnou inženýrskou praxí nebo s údaji
prodejce, aby se zajistilo, že spoj je schopný udržet zkušební tlak, aniž by došlo k netěsnostem.
7.4.3
Izolační spoje
Izolační spoje pro systémy katodické ochrany zejména takové, které jsou typu monoblok, jsou
náchylné k poškození a k netěsnosti, pokud jsou vystavené přílišnému namáhání buď v příčném, nebo
v podélném směru. Ke snížení pravděpodobnosti deformace spoje za přijatelnou mez je v tomto
případě důležité, aby byly spoje odpovídajícím způsobem podepřené/připevněné a aby byly správně
nainstalované podle projekčních výkresů a podle správné konstrukční stavební praxe (viz také kapitoly
4.5.2 a 5.4.5).
40
IGC
DOC
13/12
7.4.4
Závitové spoje
Bez ohledu na kompresní armatury použití závitových spojů by mělo být omezeno na potrubí s malým
vnitřním průměrem. Závitové spoje musí být prováděny pomocí pásky nebo těsnicího materiálu
kompatibilního s kyslíkem, jako je závitová páska z PTFE. Použití závitových spojů v potrubních
systémech se musí omezovat, pokud jen je to prakticky možné. Musí se používat čisté řezané
kuželové závity v souladu s požadavky návrhu a tyto musí být zcela zbavené otřepů. Závitové spoje
se musí instalovat podle konstrukčních výkresů.
7.4.5
Ventily
Všechny ventily musí být dodávány s identifikačními štítky nebo destičkami nainstalovanými v místech
definovaných konstrukčními výkresy. Po instalaci musí tyto identifikačními štítky nebo destičky zůstat
na každém ventilu připevněné. Není dovoleno ventily vzájemně zaměňovat.
Pro minimalizaci vystavení se poškození se mohou podle potřeby instalovat příslušenství ventilu,
ovladače a další přidružená vybavení po dokončení hlavních stavebních prací. Do té doby se musí
skladovat za podmínek udržení čistoty.
Všechny ventily musí být nainstalovány v souladu s konstrukčními výkresy potrubí a musí se s nimi
zacházet způsobem, který zajistí jejich čistotu a zabrání vnikání vlhkosti, oleje, prachu a dalších
znečišťujících látek. Zvláštní péče by se měla věnovat ventilům, ať ručním, automatizovaným nebo
přetlakovým pojistným ventilům pro zajištění jak správného směru toku, tak orientace.
Pokud je to možné, měli byste se vyhnout použití maziv na ventily, avšak pokud se to požaduje, musí
se použít taková maziva, která jsou kompatibilní s kyslíkem a musí se používat pouze omezeně.
S ohledem na instalaci přetlakových pojistných ventilů a jiných zařízení pro odlehčení tlaku se musí
dodržovat následující bezpečnostní opatření:
Bez ohledu na ty, které jsou zapotřebí pro stavbu a za účelem zkoušení, žádné přetlakové pojistné
ventily nebo jiná zařízení pro odlehčení tlaku se nesmí instalovat dříve, než budou dokončeny
všechny tlakové zkoušky, čištění a práce spojené s profukováním.
Všechny trysky pojistného ventilu, které se nebudou používat pro stavbu a za účelem zkoušek, musí
být opatřeny víky či uzávěry nebo zaslepovacími přírubami přiměřeně pro udržení čistoty během
skladování.
Všechny pojistné ventily a potrubí nainstalované výhradně pro účely stavby a zkoušení se musí před
uvedením potrubního vedení do provozu odstranit.
Kupující musí být informován o každém viditelném poškození ventilu před jejich instalací.
Před přivařováním jakéhokoliv ventilu do potrubního systému musí být ventil buď zcela otevřený, nebo
se musí odstranit jeho horní konstrukce, aby se zabránilo deformaci komponentů ventilu. Měkká sedla
a další komponenty, které jsou exponované a citlivé na poškození v důsledku působení tepla, by měly
být odstraněny. Po přivařování se mohou měkká sedla a ohrožené komponenty opětně
nainstalovat a poté by se měl ventil zkontrolovat na lehký provoz. Pokud se požaduje použití
nadměrné síly k ovládání ventilu, měla by se provést příslušná nápravná akce.
7.4.6
Podpěry, žlaby a ukotvení
Před provedením instalace potrubního vedení se musí umístit držáky, žlaby a ukotvení. Během
instalace se mohou použít další provizorní držáky, ale ty nesmí být přivařeny nebo přišroubovány
k žádným prvkům stálé konstrukce. Před uvedením potrubního vedení do provozu se musí provizorní
držáky, žlaby a ukotvení odstranit.
Všechna přivařená připojení, jako jsou uzemňovací svorky nebo držáky přímo připevněné
k procesnímu potrubí nebo zařízení, které jsou určené pro provoz při zvýšených tlacích, musí být
41
IGC
DOC
13/12
provedená před provedením tlakové zkoušky. Po úspěšném dokončení tlakového zkoušení není
dovoleno přivařování na zařízení pod tlakem.
Kontrola a zkoušení
7.5
Během stavby by se měly provádět pravidelné kontroly na místě stavby pro zajištění dodržování
správných instalačních postupů a udržování čistoty potrubí. Po dokončení stavby by se mělo potrubní
vedení zkontrolovat a zkoušet v souladu s příslušnou sbírkou norem pro potrubí a s procedurami
podle specifikace projektu. Tyto kontroly by měly minimálně zahrnovat kontrolu následujícího:
-
Geometrie (přesahy, vruby atd.) potrubí.
Specifikovaná tloušťka stěny.
Vnitřní čistota.
Neporušenost ochranného nátěru, povlaku.
Nepřítomnost mechanických poškození (např. žlábky, zuby atd.)
Příprava spoje.
Lícování při svařování.
Svařování.
Nepřítomnost propalů od oblouku.
Přezkoumávání zkoušek rentgenovými paprsky.
7.6
Nedestruktivní testování – Defektoskopie
7.6.1
Tlaková zkouška
Pokud je to dovoleno, měla by se provádět tlaková zkouška pneumaticky s použitím suchého vzduchu
nebo dusíku bez oleje, aby se minimalizovala možnost znečištění (viz kapitola 6.3.3). Tato zkouška se
musí provádět v souladu se sbírkou norem, podle které bylo potrubí zkonstruováno a zhotoveno. Při
provádění této zkoušky musí být přijata bezpečnostní opatření pro minimalizaci potenciálních
důsledků uvolnění tlaku. Pokud se jako zkušební médium použije dusík, musí se provést posouzení
nebezpečí plynoucího z možného vystavení se pracovníků atmosférám s nedostatkem kyslíku a musí
se přijmout odpovídající bezpečnostní opatření na ochranu proti nebezpečí zadušení.
Pokud není dovoleno provést pneumatickou tlakovou zkoušku, měla by se provádět hydrostatická
zkouška v souladu s příslušnou sbírkou norem pro potrubí. Zkouška se musí provádět s použitím čisté
vody bez obsahu oleje (přednost se dává použití vody z veřejného přívodu). Pokud se tak požaduje,
může se do vody přidávat protioxidační nebo pasivační činidlo za předpokladu, že tato činidla
nevedou k žádným problémům, pokud se jedná o likvidaci. Činnosti plnění a zkoušení se musí
plánovat jako nepřetržitá činnost, aby se zajistilo, že voda nezůstane v potrubním systému po delší
dobu, než je nezbytně nutné, zejména když se během období zkoušky předpovídají teploty okolního
prostředí pod bodem mrazu.
Po dokončení hydrostatické zkoušky by se voda měla okamžitě odstranit buď vypuštěním nebo
použitím protahovacího ježka nebo kombinací těchto dvou způsobů. Potrubní systém by se poté měl
pročistit profouknutím suchým vzduchem nebo dusíkem bez obsahu oleje k dosažení hodnoty teploty
rosného bodu maximálně -30 °C (-22 °F) nebo s použitím uznávaného procesu vakuového vysušování
s použitím aparatury pro vyčerpávání vývěvou kompatibilní s kyslíkem.
Suchý vzduch nebo dusík bez obsahu oleje musí vykazovat teplotu rosného bodu -30 °C (-22 °F)
3
nebo nižší při tlaku 1,013 bar (15 psig) a musí vykazovat obsah uhlovodíků/částic menší než 1 mg/m
(viz Dokument IGC 33, [40]).
V případě, že se svařování vyžaduje pro opravy, pro připojovací svary potrubí nebo pro konečné
uzavírací svary, příslušná sbírka norem pro potrubní systémy by nemusela přihlížet k potřebám
provedení tlakové zkoušky za předpokladu, že je provedena předepsaná alternativní metoda
nedestruktivních zkoušek.
42
IGC
DOC
13/12
7.6.2
Zkoušení rentgenovými paprsky
Spoje v potrubním vedení v provedení svařováním natupo musí být podrobeny zkoušce rentgenovými
paprsky v souladu se sbírkou norem pro potrubí definovanou ve specifikaci projektu. Konečné
uzavírací svary se mohou podrobit 100 % zkoušce rentgenovými paprsky bez provedení tlakové
zkoušky jako přípustné pro orgány se soudní pravomocí (viz kapitola 7.6.1). Spoje provedené
hrdlovými svary a koutovými svary mohou být vhodně zkoušené pomocí jiného nedestruktivního
testování v souladu s platnou sbírkou norem. Pro spoje provedené hrdlovými svary a koutovými svary
představuje kapilární metoda zjišťování vad barevnou metodou přijatelnou alternativu.
Když radiologická nebezpečí představovaná rentgenovými paprsky (nebo Gama paprsky) nelze
přizpůsobit pomocí přiměřených prostředků, musí se použít 100 % ultrazvukové zkoušky provedené
kvalifikovaným operátorem, přičemž se musí vydávat specifická zpráva pro každý takový zkoušený
svar.
Podélné potrubní švy, které existují jako důsledek procesu výroby potrubí, jsou vyňaty z na místě
prováděného rentgenografickému zkoušení nebo zkoušení ultrazvukovou defektoskopií.
7.7
Dokumentace
Kupující musí obdržet a uchovávat pro budoucí reference následující dokumenty, které se týkají
stavby a instalace:
-
Zpráva o tlakové zkoušce.
Záznamy o svařovacích postupech a záznamy o kvalifikaci pro každého ze svářečů.
Negativní testy z rentgenografie svarových spojů a příslušné zprávy.
Záznamy o zkoušení/vyřazení/opravách svarů.
Mapa svarů.
Zpráva o vnitřním čištění a kontrole potrubí.
Prováděcí výkresy.
Prováděcí záznamy údajů.
Záznamy o kvalifikaci personálu pracujícího na stavbě.
Osvědčení o kontrole materiálů.
Jiné zprávy a osvědčení, které požadují místní a/nebo národní úřady, příslušná sbírka
potrubních norem a specifikace projektu.
Navíc pro podzemní potrubí:
-
Zpráva o zkoušce (např. Holiday test) na poréznost nebo na závady na externím nátěru.
Zpráva o katodické ochraně a elektrické izolaci.
8
Projektování a stavba regulačních stanic
8.1
Funkce
Funkce stanice řízení procesu spočívá v regulaci a měření plynu ve spojitosti s přívodním potrubním
vedením. Každá stanice řízení procesu je navržena a zkonstruována podle individuálních požadavků
ze strany zákazníka a zahrnuje příslušné zařízení pro regulaci procesu.
8.2
Stručné pokyny k projektování
43
IGC
DOC
13/12
Jako základ pro návrh by se měly použít stručné pokyny k projektování sumarizující základní
požadavky (definice procesu a strojně technologické schéma [P & ID]).
Stručné pokyny k projektování by měly být připravené s ohledem na následující:
Údaje modelu procesu dodané zákazníkem.
Požadavky ohledně okolního prostředí, zákazníka a jiné statutární požadavky.
Požadavky ohledně stanoviště včetně vzájemného působení s okolními zařízeními.
U stručných pokynů k návrhu může být zapotřebí brát úvahu Studii nebezpečí a provozuschopnosti
(HAZOP) a/nebo odhad rizik.
8.2.1
Uzavírací ventily pro případ nouze
Na ochranu proti poruchám na potrubním vedení mohou být poskytnuty uzavírací ventily pro případ
nouze (ESOV). Uzavření těchto ventilů se může spustit ručně nebo automaticky z centrální řídicí
místnosti nebo prostřednictvím automatických signálů odvozených z vysoké hodnoty průtoku, nízkého
tlaku nebo z velikosti úbytku tlaku v potrubí (viz také kapitola 5.3.2.4).
8.2.2
Izolační ventily
(Viz kapitola 5.3).
Izolační ventily jsou obvykle typu šoupátka, kulové ventily, ventily s kuželkou nebo škrticí klapky. Tyto
izolační ventily by měly být v provozní pozici v zcela otevřené nebo zcela uzavřené poloze. Tyto
ventily mohou být ovládány ručně nebo automaticky. Izolační ventily vyrobené z materiálů, které
nepatří mezi kyslíkové materiály, nikdy nesmí být uzavřené během průtoku ani otevřené při
diferenčním tlaku vyšším než 5 psi, pokud nebylo dokončené vyhodnocení rizika. Více informací o
těsném vyrovnání tlaku viz kapitola 5.3.2.5.
Protože jsou izolační ventily řízeny bez diferenčního tlaku, mohou být navrženy podle pokynů
uvedených na Obrázku 1 a 2. Neměly by být používány v režimu škrcení nebo regulace, a pokud tomu
tak je, nejsou považovány za izolační ventily a musí se navrhovat jako škrticí ventily nebo klapky (viz
kapitola 8.2.3)
8.2.3
Škrticí klapky a ventily procesu řízení
Podle definice v kapitole 5.3.2.3 škrticí klapky pracují s vysokými diferenčními tlaky a vysokými
interními rychlostmi. Škrticí klapky mohou být buď samočinné (automatické) nebo ruční ventily. Škrticí
klapky musí být navrženy z vyňatých slitin nebo musí obsahovat bariéry na ochranu zaměstnanců při
provozu ventilů.
8.2.4
Filtry a sítkové filtry
(Viz kapitoly 5.4.1 a 5.4.2).
Filtry se mohou nainstalovat na vstupu do stanice řízení procesu s cílem chránit regulační přístroje
před částečkami (pocházejícími z potrubí nebo zařízení/strojního zařízení z uhlíkové oceli proti směru
toku), které mohou být stržené do proudu plynu.
V případech použití, kde se počítá s velmi velkou čistotou (např. elektronika) mohou být specifikovány
přísnější úrovně filtrace (obvykle méně než 5 m).
8.2.5
Průtokoměry
(Viz kapitola 5.4.3).
44
IGC
DOC
13/12
Fakturační měřicí přístroje přesně měří celkové množství plynu procházejícího stanicí řízení procesu.
Toto měřidlo sestává z primárního zařízení a přístrojového vybavení k převedení výstupního signálu
na hodnotu objemového průtoku nebo hmotového průtočného množství.
Často se používají měřidla s měřícími clonami. Může se také požadovat bypass pro usnadnění vyjmutí
měřidla pro účely cejchování a údržby.
Výběr typu průtokoměru je obvykle založen na požadavcích na přesnost pro požadovaný rozsah
průtoku plynu ke splnění požadavků zákazníka. Přístrojové vybavení pro převod výstupu
z objemového primárního zařízení na hmotové průtočné množství může využívat integrovaný
elektronický systém, který může zahrnovat následující:
Vysílač tlaku.
Vysílač teploty.
Vysílač diferenčního tlaku.
Počítadlo hmotnostního průtoku.
8.2.6
Regulace průtoku a tlaku
Je možné zahrnout zařízení na regulaci průtoku pro korigování nepravidelného průtoku a k vytvoření
konstantní dodávky bez ohledu na požadavky zákazníka nebo omezení průtoku, který je pro
zákazníka k dispozici. Systémy regulace tlaku regulují proměnlivý tlak v potrubí za účelem dodávky
plynu při konstantním tlaku k zákazníkovi.
Pro zajištění spolehlivé dodávky a kvůli snadné údržbě se mohou vyžadovat zdvojené větve pro
regulační ventily tlaku.
8.2.7
Skladování plynu
Pro poskytnutí útlumové schopnosti na pokrytí špičkových potřeb ze strany zákazníka a na zajištění
kapacity ve směru průtoku k usnadnění účinného provozu regulačního ventilu mohou být požadovány
skladovací nádoby nebo dodatečné objemy potrubí.
8.2.8
Regulace přetoku nebo odvětrání
Regulace přetoku umožňují pokračování dodávky zvoleným potrubím, když klesne požadavek na
dodávku plynu. Toto umožňuje automatické odvětrání přebytečného objemu plynu do atmosféry bez
aktivace ventilů na odlehčení tlaku.
8.2.9
Ventily odlehčení tlaku a odvzdušňovací ventily
(Viz kapitoly 5.3.2.6 a 5.3.3.5).
Kde je to požadováno, instaluje se přetlakový pojistný ventil ve směru průtoku na ochranu systému
proti abnormálně vysokému tlaku, ke kterému by mohlo docházet za poruchových podmínek.
Tyto přetlakové pojistné ventily se navrhují tak, aby byly uzpůsobené na plný průtok systému, ke
kterému by mohlo dojít v důsledku poruchy regulačního ventilu v otevřené poloze při maximálním tlaku
proti směru průtoku včetně přídavku na tlakovou ztrátu. Odvzdušňovací trubky vedoucí z těchto
přetlakových pojistných ventilů musí být uspořádané tak, aby zajistily odvádění do nějakého
bezpečného místa ve venkovním prostředí.
8.2.10 Přístroje
Přístroje jsou obvykle ovládané elektronickými a/nebo pneumatickými systémy. Provoz přístroje musí
být jedna z následujících nebo kombinace těchto možností:
-
Elektronický s použitím bezpečného přívodu energie.
45
IGC
DOC
13/12
-
Pneumatický s použitím bezpečného přívodu přístrojového vzduchu.
Pneumatický s použitím provozního plynu.
Poznámka: Všechny komponenty přístrojů použitých v provozu s kyslíkem musí být vyrobené z materiálů kompatibilních
s kyslíkem a musí být před vlastním nainstalováním vhodně vyčištěné a odmaštěné.
Systémy používající plynný kyslík jako provozní plyn musí být nainstalované ve venkovním prostředí
nebo na dobře větraném místě, aby se zabránilo nebezpečí výskytu ovzduší obohaceného kyslíkem.
Normy a konstrukční předpisy
8.3
Návrh, montáž, kontrola, vyšetřování a zkoušení se musí provádět v souladu s národními nebo
mezinárodními normami, jako je ASME B31.3 [46].
Pokud se jedná o návrhy v provedení pouze z mědi nebo mědi-niklu, povolené konstrukční napětí se
musí získat odkazem na specifické konstrukční předpisy jako BS 1306 nebo ASME B31.3 [47, 46].
Elektrické instalace a instalace zařízení se musí navrhovat a instalovat v souladu s příslušnou
mezinárodní nebo národní normou [35].
Materiály
8.4
Kvůli množství nevyhnutelných omezení a změn v rychlosti plynu v potrubí a komponentech (např.
měřidla, ventily a filtry) musí konstruktér pečlivě vyhodnocovat tlaky a průtoky za provozních
podmínek. Pro splnění požadavků uvedených v Kapitole 4 se musí použít vyňatých materiálů.
Musí se používat pouze maziva formálně schválená pro provoz s kyslíkem (viz kapitola 5.5). Je
důležité dodržovat ukázněně postupy provedení kontrol a řízení jakosti od nákupu surovin
a komponentů až ke konečným zkouškám, uvedení do provozu a následné údržbě.
8.5
Bariéry nebo zábrany
8.5.1
Kritéria požadavků na bariéry
Když nelze za všech provozních režimů zajistit soulad s křivkami rychlosti (Obrázky 1 a 2) uvedenými
v kapitolách 4.4.2 a 4.4.3, musí se vzít v úvahu použití bariér a zábran na ochranu zaměstnanců. Zda
by měl být nějaký komponent umístěn za ochrannou bariérou, závisí to na výběru materiálu, tlaku,
rychlosti plynu, velikosti potrubí (viz kapitola 4.1.2), vystavení zaměstnanců působení, umístění (viz
kapitoly 4.6 a 8.6) a na vyhodnocení rizika. Funkcí těchto bariér nebo zábran je zajistit alespoň
zmírnění, pokud nelze přímo potlačit vlivy jakékoliv nehody, a poskytnout další ochranu operátorům,
pracovníkům údržby a ochranu okolního prostředí a zařízení.
8.5.2
Kritéria návrhu
Pokud se používají bariéry, platí následující pokyny:
-
-
Bariéry musí chránit zaměstnance a je-li tak požadováno, musí chránit i související zařízení před
nebezpečím, které nastane během požáru v důsledku hoření s kyslíkem. Bariéry musí vydržet
zatížení vysokou teplotou při hoření, tlaku uvolněné tekutiny a rozstřik roztaveného kovu. Tato
zatížení se mění v závislosti na tlaku kyslíku a na těsné blízkosti bariéry vůči dílu potrubí nebo
komponentu.
Materiály bariér kyslíkové stanice by měly snášet tepelné a erozivní zatížení, která vznikají
během požáru kovu podporovaného kyslíkem. Nicméně musí se také potvrdit, že požáry kovů
podporované kyslíkem se mohou ve značné míře měnit, pokud jde o energii, tepelné a erozivní
zatížení a také o možné důsledky na specifickém místě. Proto bude nutné, aby byly definovány
požadavky na materiály bariér prostřednictvím analýzy rizik. Materiál bariéry, která je v blízkosti
potenciálního zadního místa požáru, by měl zabránit kyslíkové přívodní trubce hořící při teplotě
ca 2760 °C (5000 °F), která je umístěna ve vzdálenosti 15 cm (6 palců) od materiálu bariéry po
dobu minimálně 3 sekund. Doporučená přívodní trubka by měla mít jmenovitý průměr trubky
1,85 cm (0,75 palce), měla by být napájena plynným kyslíkem při tlaku mezi 0,8 a 1,5 MPa (100
46
IGC
DOC
13/12
-
-
-
a 200 psig). Bariéra by měla také vydržet zatížení od tryskajícího proudu plynu na povrch
bariéry, kdy je tryskající proud způsoben uvolněním natlakovaného kyslíku. Síla tryskajícího
2
proudu pro návrh bariéry má být úměrná k PD , kde P je jmenovitý tlak plynu a D je jmenovitý
průměr trubky. V praxi by se mohl používat redukční faktor v závislosti na konfiguraci potrubí
a objemu systému. Podrobný výpočet zatížení od tryskajícího proudu není uveden v rozsahu
tohoto dokumentu. Uživatel by měl kvůli těmto výpočtům kontaktovat odborníky se zkušenostmi
na dynamiku plynů a konstrukční řešení bariér.
Materiály bariéry by měly být nehořlavé, jako je beton, vyztužené zdivo nebo izolace, která je
vyztužená kovovými konstrukčními stavebními plechy. Jako materiály na membrány bariéry proti
ohni mohou být také materiály bez obsahu azbestu, aby se vyhovělo národně platným
předpisům. Pro bariéry, které nejsou v blízkosti žádného potenciálního zdroje požáru, se také
může použít ocelový plech.
Bariéry musí být navrženy tak, aby vydržely příslušná zatížení od větru, sněhu a od seizmické
činnosti.
Bariéry mohou být provedené v jakékoliv konfiguraci, ale měly by vykazovat takové
charakteristiky, které nedovolí, aby rozstřik roztaveného kovu byl odchýlen za bariéru.
Jsou přijatelné vertikální bariéry otevřené k obloze nebo ke střeše budovy.
Bariéry by měly být přednostně nejméně 30 cm (12 palců) od jakéhokoli komponentu
s potenciálem vzniku požáru s kyslíkem.
Měla by se věnovat pozornost bariérám, které jsou umístěné v sousedství potrubních ohybů,
bypassů a nouzových uzavíracích ventilů a jejich potrubí.
Výška bariéry by měla být nejméně 2,5 m (8 stop) a měla by blokovat každou linii pohledu na
zařízení z obslužných lávek, trvalých plošin nebo veřejných budov v rozsahu 15 metrů (50 stop).
V takové bariéře by neměly být provedeny žádné otvory kromě otvorů sloužících pro průchody
potrubí nebo zařízení, kde maximální vůle by neměla být větší než 2 cm (0,8 palce).
Bariéry musí být zkonstruované tak, aby pracovníci údržby a obsluhy mohli bezpečně pracovat
mimo bariéry. V případech, kde jsou dvě řídicí stanice pro zajištění nepřetržité dodávky kyslíku,
by měla být bariéra umístěná mezi těmito dvěma stanicemi.
8.5.3
Požadavky na provoz
Zaměstnancům není dovoleno bez schváleného povolení vstupovat do oblasti ohraničené bariérou,
pokud je potrubní systém pod tlakem kyslíku.
Zařízení, které nesmí být umístěno uvnitř ochranných bariér, zahrnuje:
-
Ovládací prvky pro operátora včetně odvětrávacích ventilů přístroje a redukčních ventilů tlaku.
Odečty přístrojů a zařízení, na kterých se v průběhu provozu musí provádět údržba.
Spínače nouzového vypnutí.
Zpětné ventily (pokud nejsou samostatně chráněné svou vlastní bariérou).
Uzavírací ventily pro případy nouze (pokud nejsou samostatně chráněné svou vlastní bariérou).
Ventily pro odebírání vzorků.
Ruční ventily, které jsou umístěné uvnitř bariér a které je zapotřebí ovládat za situace, kdy kyslík
proudí, musí být vybaveny bočním převodem umístěným mimo bariéru tak, aby jakékoliv vyražení
vřetena z ventilu nemohlo zasáhnout operátora.
8.6
Umístění
Umístění kyslíkových stanic by se mělo volit tak, aby se zabránilo bezprostřední blízkosti zranitelných
oblastí a zařízení, jako jsou skladovací nádrže hořlavých produktů, nadzemní potrubí s hořlavými
médii, veřejné cesty a silnice, veřejné budovy, parkoviště a přenosové stanice. Nádoby nebo
nadzemní potrubí, které jsou v provozu s hořlavými médii, by měly být z praktického hlediska
umístěny, pokud možno co nejdále, od kyslíkových stanic. Mechanické spoje, jako jsou příruby,
v nadzemních potrubních vedeních hořlavých médií, zejména potrubí, která jsou v provozu s vodíkem,
47
IGC
DOC
13/12
by neměly být umístěné v blízkosti kyslíkové stanice kvůli snížení rizika požáru na minimum v případě
současně se vyskytujících netěsností nebo poruch.
Kyslíkové stanice by měly být umístěné v místech, kde není nebezpečí znečištění olejem nebo
organickým materiálem ze sousedního zařízení nebo strojního zařízení. Pokud se v blízkosti nachází
veřejná cesta nebo interní vnitropodniková cesta, mělo by se nainstalovat ochranná bariéra pro
vozidla na ochranu stanice před poškozením nárazem. Stanice by měla být oplocena, aby se zamezil
přístup nepovolaným osobám. Východy by se měly otevírat směrem ven a do prostoru, kde nejsou
žádné překážky.
Kouření musí být zakázané v rozsahu minimálně 5 m (17 stop) od kyslíkové stanice. Tato vzdálenost
se může zvýšit v závislosti na nebezpečí, které se vyskytuje ve specifickém místě. Činnosti, které
zahrnují použití nebo generování plamene, jisker nebo jiných zdrojů vznícení, se musí také zakázat
s výjimkou povolením k bezpečné práci.
Za účelem osvětlení stanice musí být poskytnuta přijatelná norma pro zajištění bezpečnosti
zaměstnanců.
U stanic, které jsou umístěné uvnitř ohrazení, se musí vzít v úvahu nebezpečí plynoucí z ovzduší
obohaceného kyslíkem, požadavky na monitorování ovzduší a větrání.
Vystavení se pracovníků, zařízení a činností prováděných v blízkosti kyslíkové stanice takovému
působení se může minimalizovat použitím vhodného oddělení nebo bezpečných vzdáleností. Výběr
oddělovacích vzdáleností závisí na řadě faktorů včetně následujících bodů:
-
Úroveň energie uložené v systému.
Funkce a složitost stanice, např. regulace, měření a/nebo izolace.
Zřetele na životní prostředí.
Vystavení veřejnosti a zaměstnanců působení (expozici).
Vystavení zařízení a vedlejších činností působení (expozici).
Následky uvolnění plynu.
Je vhodné použít potenciální energii zásoby plynu ve stanici regulace kyslíku jako základ pro
stanovení oddělovacích vzdáleností. Potenciál nebo uložená energie v kyslíkové stanici se mohou
2
vyjádřit jako P  D , kde P je normální maximální provozní tlak (bar) a D je průměr potrubí (cm). Pokud
jde o řídicí (regulační) stanice, použily se tři kategorie úrovně uvolnění energie společně s příslušnými
bezpečnými vzdálenostmi:
-
Kategorie 1:
P  D  3000, P  4, D  2,5.
-
Kategorie 2:
P  D  3000  1500, P 4, D  2,5.
-
Kategorie 3:
P  D  1500, P  4, D  2,5.
2
2
2
2
U PD vyšších než 3000 by se mělo provádět specifické vyhodnocení rizika pro stanovení, zda nejsou
nutné větší bezpečné vzdálenosti, než ty uvedené v Dodatku E.
U stanic určených pouze pro účely izolace nebo měření, kde nejsou žádná automatická regulace
průtoku nebo ventily snižující tlak, se významně sníží nebezpečí poruchy a úroveň uvolnění energie
má menší význam.
Typické uspořádání ohledně umístění kyslíkových stanic ve vztahu k jiným oblastem a zařízením je
najdete v tabulce uvedené v Dodatku E pro každou z definovaných úrovní uvolnění energie.
Vzdálenosti se vztahují ke stanicím, které nejsou opatřené bariérami (kromě bariér pro vozidla), jak je
uvedeno v kapitole 8.5.2. Bezpečné vzdálenosti uvedené v Dodatku E se mohou snížit použitím
specifických opatření ohledně návrhu nebo instalace, jako je použití vyňatých materiálů ve stanici
a/nebo instalací ochranných bariér nebo clon za předpokladu, že tyto ochranné bariéry nebo clony
mohou být zdůvodněné pomocí podrobného postupu odhadu rizik na místě stanoviště. Stanice, které
jsou v této tabulce zvažované, jsou řídicí, regulační stanice (kategorie 1, 2 a 3) a ty, které jsou určené
pouze pro účely izolování a/nebo měření (kategorie 4).
48
IGC
DOC
13/12
8.7
Zemnění
Během instalace by neměl odpor vůči zemi u potrubí v jakémkoliv místě stanice překročit hodnotu
10 Ohmů. Musí se provádět zkoušky ze známého zemnícího bodu. Pokud se může požadovat použití
příčného pospojování přírub pro dosažení stanovené minimální hodnoty. Pokud se použilo příčného
pospojování přírub, musí se učinit opatření pro zamezení vzniku koroze komponentů.
Potrubní systémy by se neměly používat k uzemňování připojených zařízení. Metodou, která se bude
používat, je pomocné zemnění ze zemnícího bodu systému.
Potrubní systémy se spolu se všemi ostatními běžnými provozními instalacemi musí připojit na
společný bod.
Musí se zaznamenávat všechny výsledky zkoušek včetně referenčního zemnícího bodu a musí se
provádět pravidelné zkoušky.
8.8
Montáž
Stanice řízení procesu musí být postavené v souladu se schváleným návrhem.
Všechny svary natupo musí být zkontrolované a projít nedestruktivními testováními v souladu
s konstrukčními předpisy. Ověření skutečnosti, že bylo dosaženo požadovaného standardu, musí být
potvrzeno útvarem řízení jakosti nebo k tomu oprávněným inspektorem.
8.9
Instalace
Před vlastní instalací musí být všechna zařízení a všechny komponenty vyčištěné, odmaštěné
a připravené a musí se udržovat přísná čistota (viz Kapitola 6). Nicméně pokud by došlo během
montáže ke znečištění, musí se provádět další čištění, které bude spojené s analytickými kontrolami
za účelem ujištění, že byly odstraněny všechny stopy čistícího činidla.
Instalaci musí provádět dodavatelé, schválení ve svém oboru, tj. strojní, stavební, elektrická
a přístrojová instalace. Instalační práce musí být dokončené v souladu s konstrukčními výkresy
a specifikacemi. Dokončenou instalaci by měl zkontrolovat a schválit příslušný technický úřad.
8.10
Zkoušky
8.10.1 Zkoušení po montáži
Po dokončení montáže potrubí se musí provést tlaková zkouška potrubí v souladu s národní nebo
mezinárodní normou. Pokud se bude provádět hydrostatická zkouška, potrubí se musí po provedené
zkoušce řádně vypustit, vysušit a vyčistit.
8.10.2 Zkoušení po instalaci
Dokončená instalace se musí podrobit pneumatické zkoušce s použitím suchého dusíku bez obsahu
oleje nebo s použitím suchého vzduchu bez obsahu oleje v souladu s národními nebo mezinárodními
předpisy (viz kapitola 7.6.1).
8.11
Uvedení do provozu
Příprava vhodného postupu uvedení do provozu by se měla provádět s následujícími podrobnostmi,
přizpůsobenými stanovišti:
-
Vzájemné působení s procesy u zákazníka.
Bezpečnostní předpisy.
49
IGC
DOC
13/12
K provedení kontroly všech aspektů postupu uvedení do provozu musí být jmenována odpovědná
osoba.
8.11.1 Bezpečnost
Je-li to možné, ne přímo účastní zaměstnanci by neměli být připouštěni k potrubí na vzdálenost menší
než 20 metrů od potrubí, ventilů a zařízení během prvního natlakování a poté prvního průtoku kyslíku
skrz nový potrubní systém. Proto by měl být povolen přístup do prostoru se zákazem vstupu pouze
zaměstnancům, kteří musí obsluhovat ventily během uvádění systému do provozu. Tito operátoři by
měli absolvovat školení uvedené v kapitole 9.1.1.
Odpovědná osoba musí koordinovat a řídit uvedení do provozu a zajistit, aby byli zákazník a všichni
zaměstnanci řádným způsobem informováni a instruováni. V normálním případě budou program
a postup uvedení do provozu připraveny odpovědnou osobou a následně diskutovány se všemi
zainteresovanými stranami před započetím uvedení do provozu. Musí se dodržovat všechny
zavedené objednávky dodavatele plynu a zákazníka a bezpečnostní pokyny.
Pokud se jako zkušební plyn použije dusík, musí se specifikovat bezpečnostní opatření proti zadušení.
Kde je to nutné, měly by se namontovat odvětrávací trubky, aby se zajistilo vypuštění plynu do
bezpečného prostoru.
8.11.2 Postup
Postup uvedení do provozu by měl začít po vyhovujícím dokončení tlakové zkoušky a po vydání
příslušných osvědčení o provedené zkoušce. Tento postup by měl zahrnovat následující kontroly,
které předcházejí uvedení do provozu:
-
Strojně technologické schéma P & ID.
Zda jsou k dispozici příslušné materiály, provedeno čištění a zda jsou k dispozici ověřená
osvědčení o kalibraci a zkouškách.
Zda jsou umístěny výstražná upozornění a příslušné instrukční štítky.
Zda jsou namontovány filtračních prvky, zda a kde jsou specifikované.
Zda vyhovuje provoz a seřízení následujících položek:
- měřících přístrojů,
- regulátorů průtoku,
- přetokových ventilů,
- regulátorů tlaku,
- pojistných ventilů (jsou-li namontované),
- pojistných bezpečnostních uzavíracích ventilů (jsou-li namontované),
- uzavíracích ventilů,
- pojistných bezpečnostních zařízení, výstražných signalizací, vypínacích ústrojí.
8.11.3 Filtry
Zpočátku se u nové stanice řízení procesu může do filtrů dostat v důsledku velkých průtočných
množství a při profukování během uvedení do provozu značné množství cizích částic z potrubí a tím
může dojít k rychlému zanesení těchto filtrů.
Během uvedení do provozu by se měly monitorovat měřicí přístroje diferenčního tlaku na filtru
zejména v první fázi uvedení do provozu, aby se zjistilo, zda není zapotřebí provést výměnu filtru.
Taková monitorovací činnost by se u filtrů měla také provádět po provedení
údržby/odstavení/modifikaci.
8.12
Provoz
Stanice řízení procesu jsou normálně v automatickém provozu po předchozím nastavení příslušných
ovladačů. Jediné ruční činnosti, které jsou tu zapotřebí, jsou následující:
50
IGC
DOC
13/12
-
Otevírání a uzavírání izolačních ventilů ke splnění požadavků spojených s procesem
a prováděním údržby.
Monitorování displejů měřidel a jiných indikátorů, aby bylo zajištěno, že stanice řízení procesu
nebo komponenty pracují v rozsahu příslušných provozních mezí.
Udržování čistoty v oblasti stanice pro řízení procesu a zejména vyloučení hořlavých produktů.
Dokončení položek definovaných v rámci systému plánované preventivní údržby.
Zaměstnanci pověření provozem stanice pro řízení procesu musí být proškoleni ohledně potřebných
provozních postupů, ohledně možných nebezpečí spojených s kyslíkem a s postupy pro nouzové
případy.
9
Provoz, monitorování a údržba
9.1
Všeobecné bezpečnostní pokyny
-
-
Před prováděním prací na systémech s kyslíkem by mělo být vydáno povolení pro bezpečnou
práci. Směrnice ohledně systémů pracovních povolení najdete v publikacích jako EIGA Doc 40
[48].
Na stanicích a v bezpečnostní vzdálenosti 5 metrů (17 stop) platí zákaz kouření (viz také
kapitola 8.6).
V bezpečnostní zóně není dovolen otevřený plamen (viz také kapitola 8.6).
Zajistěte odstranění všech stop oleje a mazacího tuku.
Pokud na potrubí nepracujete, uzavřete uzávěry otevřených konců trubek.
Není dovolené uzemnění jakéhokoliv zařízení, jako je svařovací zařízení, na potrubních
systémech pro kyslík.
Katodické bezpečnostní zařízení se nesmí kontrolovat během bouří, kdy existuje velké
nebezpečí úderu blesku.
Postupy by měly zajistit, aby zaměstnanci nezůstali v oblasti kyslíkových stanic během bouří,
kdy existuje velké nebezpečí úderu blesku.
Pokud se jedná o jiná potrubí, doporučuje se provést během provádění prací údržby provizorní
uzemnění (nebezpečí indukovaného střídavého proudu vzniklého vadou na zemnění na blízkém
elektrickém silovém vedení).
9.1.1
Pracovníci obsluhy a údržby
Kromě školení na bezpečnost práce musí být pracovníci pracující na kyslíkových systémech
a provádějí na těchto systémech údržbu speciálně proškoleni a musí porozumět bezpečnostním
požadavkům na kyslík. Musí se dobře seznámit s umístěním potrubí, stanic a regulačního zařízení.
Zaměstnanci obsluhy musí mít k dispozici všechny provozní a bezpečnostní postupy.
Zaměstnanci subdodavatelů musí být informováni a musí mít ke všem příslušným bezpečnostním
informacím přístup.
Zaměstnanci obsluhy a provozu by měly pracovat s čistýma rukama, nosit čisté oblečení a rukavice,
na nichž není žádný textilní prach, vlákna a nesmí být znečištěné olejem nebo mazacím tukem.
9.1.2
Ovládání izolačních ventilů
Zatímco regulační ventily mohou být navrženy pro provoz s velkými tlakovými rozdíly, nemusí to platit
v případě konvenčních uzavíracích ventilů, které nemohou být navrženy pro použití v režimu škrcení.
Izolační ventil, který není vyroben z vyňatých materiálů, může být ovládán pouze po minimalizaci
tlakového diferenciálu s použitím obtokového ventilu nebo s použitím jiných specifických postupů.
Musí být učiněna opatření pro monitorování tlakového rozdílu na izolačních ventilech bez ohledu na
to, zda jsou tyto ventily ovládané místně nebo na dálku. Izolační ventil se může používat v režimu
škrcení za předpokladu, že je vyroben z vyňatých materiálů. Podle předchozí definice je poté ventil
definován jako procesní regulační ventil.
51
IGC
DOC
13/12
9.1.3
Svařování a řezání
Jakékoliv svařování na kyslíkových potrubích v provozu by mohlo způsobit lokální ohřátí a/nebo by
mohlo nepříznivě ovlivnit celistvost potrubního systému a proto je nutné se tomu vyhnout.
Jedinými výjimkami jsou:
-
Vrtání malých otvorů v potrubním vedení a potrubích se sníženým tlakem během provádění
připojovacích prací.
Přivařování šroubů ke katodické ochraně s použitím specifického zařízení na svařování šroubů,
jak je vysvětleno dále v textu.
Předem se musí provést kvalifikace procesu, aby se zajistilo, že je generováno malé množství tepla
nebo se negeneruje žádné teplo na vnitřní straně potrubí během krátké doby, kdy se provádí
přivařování šroubu. Tato práce vyžaduje speciální vybavení a speciální postupy. Smí se provádět
pouze pod dozorem pracovníků vyškolených za tímto účelem a vyškolených na příslušné pracovní
postupy. Kvalifikace procesu musí ověřit, zda metalurgie trubky a vlastnosti trubky nejsou procesem
nepříznivě ovlivněné. Navzdory dobrým zkušenostem s touto technikou se dává přednost tomu, aby
se tento postup prováděl, když je kyslíkové vedení mimo provoz.
9.1.4
Obohacení kyslíkem a nedostatek kyslíku
Práce se musí provádět na dobře větraných místech, kde je k dispozici normální vzduch okolního
prostředí.
Měly by být dodržovány následující mezní hodnoty:
-
Horní mez: 23,5 objemových % (obohacení kyslíkem).
Dolní mez: 19 objemových % (nedostatek kyslíku).
Pozn.: Ve Spojených Státech podle 29 CFR 1910.143 je dolní mezní hodnota 19,5 objemových % (nedostatek kyslíku) [49].
Vzduch okolního prostředí se musí kontrolovat v široké oblasti kolem místa práce.
Zvláštní pozornost je třeba věnovat práci uvnitř budov, uvnitř oblastí ohraničených zdmi a ve
výkopech. Nebezpečí se značně sníží, jestliže se takové práce provádějí na otevřeném prostranství.
Kyslík se může hromadit nebo koncentrovat v nízko položených oblastech, pokud je jeho teplota
stejná nebo nižší než teplota okolního vzduchu. Lidské smysly nemohou pocítit změny v koncentraci
kyslíku v okolním vzduchu. Je přísně zakázáno kontrolovat koncentraci kyslíku s použitím otevřeného
plamene. Koncentrace kyslíku na pracovišti a v okolním prostředí by se měla kontrolovat s použitím
takového zařízení, jako je přenosná jednotka k provádění analýz obsahu kyslíku. Tyto přístroje se
musí pravidelně kontrolovat a kalibrovat.
9.1.5
Odstavení/spuštění potrubních vedení a potrubních systémů
Pro odstavování/spouštění a údržbu potrubních vedení jsou zapotřebí písemné postupy a povolení.
Pracovníci, kteří se podílejí na těchto pracích včetně dodavatelů, musí být informováni o specifických
nebezpečích, která jsou spojená s kyslíkem a s úkoly, které mají provádět.
Odpovědná osoba musí poskytnout oprávnění k těmto činnostem následovně:
Před začátkem provádění údržby po dokončení operací spojených s procedurou odstavování.
Před dalším natlakováním potrubí, když byly dokončené práce údržby a bylo provedeno ověření
čistoty pro provoz s kyslíkem.
Dokud se neprovede omezení a zajištění pracoviště, nesmí se na zařízení a závodu provádět žádné
opravy.
Při provádění údržby na komponentech během operací na potrubí, které si nevyžadují odpojení
systému nebo které nevyžadují žádné práce za tepla, je přijatelné oddělení prostřednictvím uzavření
52
IGC
DOC
13/12
jednoho ventilu za předpokladu, že se může vyhovujícím způsobem provádět snižování tlaku
v potrubí. Jako mechanismu pro uzavírání pro provádění prací údržby nelze použít zpětného ventilu.
Pozitivní uzavření se vyžaduje tehdy, jestliže se provádí hlavní práce, jako je řezání nebo svařování.
Toto uzavření se může provádět následovně:
Kompletním odpojením příslušných částí potrubí od potrubního systému.
Instalováním zaslepovacích přírub.
Uzavřením a mechanickým zablokováním dvou ventilů uspořádaných v tandemu s otevřeným
odvzdušňovacím ventilem umístěným mezi nimi (pokud je ventil opatřen elektrickým pohonem,
musí se odpojit přívod elektrické energie): dvojité blokování a vypouštěcí ventil.
Uzavření ventilu a umístění těsnícího balónu dovnitř potrubí s mezilehlým vypouštěcím ventilem
představuje proceduru, která se může použít tehdy, pokud neexistují žádné jiné možnosti.
Měly by se umístit štítky, které indikují, že bylo zařízení zablokováno v uzavřené poloze.
Musí se provádět neustálé monitorování koncentrace kyslíku.
Po provedení demontáže (dílu) zařízení se musí otvor v potrubí utěsnit, protože netěsnosti, komínové
efekty, změny tlaku vzduchu a ohřátý plyn mohou způsobit uvolnění kyslíku.
9.1.6
Odvětrávání a snižování tlaku
Odvětrávání.
Velká množství kyslíku se musí odvětrávat do atmosféry přednostně mimo budovy a uzavřené
prostory a do takových míst, kde ani zaměstnanci ani zranitelné prvky zařízení nejsou vystavené
ovzduší obohaceným kyslíkem.
Zvláště nebezpečné jsou kompresory a vozidla se spalovacími motory pracující v ovzduších
obohacených kyslíkem.
Odvětrávání by se nemělo umisťovat přímo pod nadzemní vedení vysokého napětí.
Snižování tlaku:
Když se provádí snižování tlaku, může se nainstalovat ve směru průtoku za aktuálním
vypouštěcím ventilem pomocný ventil pracující v režimu škrcení. Pomocný ventil chrání aktuální
vypouštěcí ventil během odvětrávání a tím zaručuje jeho funkčnost (těsnost). Pomocný ventil by
měl být nainstalován ve směru průtoku za vypouštěcím ventilem a měl by se udržovat uzavřený,
dokud nebude vypouštěcí ventil zcela otevřený. Odvětrávání může poté probíhat s použitím
tohoto pomocného ventilu.
9.1.7
Profukování
K profukování kyslíku z potrubního vedení se musí používat dusík nebo suchý vzduch bez obsahu
oleje a mazacího tuku. Při uvedeném profukování se musí dodržovat program profukování včetně
všech potrubních větví, aby se zabránilo tomu, že by byly v potrubním systému ponechány kapsy
kyslíku.
Při použití dusíku musí být zajištěno, aby se zabránilo přístupu nepovolaných osob k výstupům potrubí
a aby nikdo nebyl ohrožen jak ovzduším obohaceným dusíkem, tak ovzduším s nedostatkem kyslíku.
Místnosti, prostory ohraničené stěnami nebo výkopy musí být provětrávané pomocí odtahových
ventilátorů nebo dodáváním čerstvého vzduchu.
9.1.8
Nástroje
Nástroje a příslušenství, které se používají (včetně např. příchytek a spojovacích dílů), musí být čisté
a bez oleje a mazacího tuku.
53
IGC
DOC
13/12
Uvedení potrubního vedení, potrubí a stanic do provozu
9.2
Musí se dodržovat pokyny dodavatele a výrobce pro uvedení zařízení a výrobny do provozu. Po
úspěšném dokončení zatěžovací zkoušky a zkoušky těsnosti podle platných nařízení, a po vysušení
(pokud bylo potrubí podrobeno hydrostatické tlakové zkoušce) se potrubní vedení může uvést do
provozu. Je-li to možné, nová potrubní vedení se musí profukovat velkým množstvím dusíku bez oleje
a s použitím co největšího možného výstupu, aby bylo možno zajistit odstranění prachu z potrubního
vedení (viz také kapitoly 6.3.8 a 6.4.5).
Když se spustí uvedení do provozu, systém se musí nejdříve profouknout kyslíkem tak, aby se
odstranil dusík nebo vzduch, který se již nachází v potrubí. Proces profukování se provádí s použitím
škrtících a obtokových ventilů, jsou-li nainstalované (v závislosti na jmenovitém průměru potrubí) přes
poslední ventil pod tlakem. Kyslík by se měl zavádět ve specifickém směru, aby byla zajištěna čistota
kyslíku.
Čistota kyslíku by se měla měřit na všech výstupech s použitím zařízení k provádění analýzy. Pokud
bude čistota na výstupu dostačující, může se příslušný ventil uzavřít.
Po profouknutí systému a po uzavření všech míst sloužících k profukování se může přistoupit
k natlakování potrubí s použitím obtokového ventilu, škrtícího nebo regulačního ventilu, aby se zajistilo
pomalé natlakování potrubí až na provozní tlak.
Během uvedení do provozu by se měla pravidelně provádět zkouška těsnosti přírubových spojů.
Provoz a monitorování
9.3
Musí se dodržovat pokyny dodavatele a výrobce pro zařízení a systémy. Potrubní vedení a stanice se
musí udržovat v dobrém pracovním stavu z hlediska provozu a bezpečnosti.
Zaměstnanec obsluhy musí dodržovat program preventivní údržby včetně všech bezpečnostních
opatření a technických monitorovacích opatření. Podrobný popis prací, které se mají provádět, musí
být uveden v pracovních pokynech.
Příklad programu preventivní údržby najdete v Dodatku F. Tento program ukazuje hlavní úkoly, které
se mají provádět. Četnost provádění prohlídek bude předepsána národními a/nebo zavedenými
postupy společnosti.
9.4
Informace třetím stranám, práce v sousedství s potrubními vedeními a
aktualizace dokumentů
9.4.1
Všeobecně
Údržba potrubních vedení není pouze záležitostí technických a provozních pokynů.
Statistiky ze strany potrubních společností ukazují, že více jak ke dvěma nehodám ze tří, ke kterým
došlo u podzemních potrubních vedení, došlo následkem externích jevů.
Za účelem ochrany potrubních vedení a pro zajištění spolehlivosti dodávky je nutné, aby byly třetí
strany informovány o umístění potrubních vedení, o každých pracích sousedících s potrubním
vedením a aby byly informovány o instalaci nových potrubních vedení.
9.4.2
Tok informací
Pokud existují, musí se dodržovat národní nařízení.
Tato nařízení obvykle vyžadují:
-
Aby operátoři podzemních staveb (potrubí, kabely atd.) předložili písemné oznámení ke
schválení příslušným místním úřadům.
54
IGC
DOC
13/12
-
-
Aby dodavatelé provádějící zemní práce v oblasti podzemních staveb informovali operátory o
těchto podzemních stavbách, o povaze takových prací formou písemného oznámení ke
schválení.
Aby operátoři odpovídali dodavatelům v předepsanou dobu včas.
Pokud nejsou k dispozici národní nařízení, měl by se přijmout podobný plán ohledně toku informací.
9.4.3
Souhrn prací
Operátor potrubních vedení by měl sepsat souhrn prací provedených na potrubních vedeních nebo
v blízkosti potrubních vedení nebo prací neprovedených.
Pokud se v sousedství potrubního provádí práce, měl by být soupis formálně schválen vydáním
písemného dokumentu spolupodepsaného vedoucím pracovníkem stanoviště.
9.4.4
Záznamy
Operátor potrubního vedení by měl provádět následující záznamy:
-
Požadavky ze strany dodavatelů.
Odpovědi na žádosti, které jsou spojené s předanými dokumenty.
Dokumentace dozoru nad prováděnými pracemi.
9.4.5
Aktualizace výkresů potrubního vedení
Aktualizace dokumentů potrubního vedení zejména montážních výkresů potrubí by se měly provádět
na stávajících potrubních vedeních, aby byly zachyceny odchylky a modifikace, které byly provedené
v průběhu provádění prací.
9.5
Speciální prohlídky
Kromě běžného monitorování potenciálů systému katodické ochrany by se měla provádět kontrola
katodové ochrany měřením elektrického potenciálového spádu mezi potrubím a zemí (CIPS – Close
Interval Potential Survey) v intervalech 5 let a zavedení programu řízení integrity na potrubním vedení
podle platných nařízení. Problémy se systémy katodické ochrany potrubního vedení identifikované
ročními prohlídkami, častějšími prohlídkami nebo pomocí jiných prostředků se mohou zjistit pomocí
různých technik, jako jsou:
Kontrola katodové ochrany měřením elektrického potenciálového spádu mezi potrubím a zemí.
Průzkum gradientu AC napětí (ACVG – Alternating Current Voltage Gradient) nebo DV napětí
(DCVG - Direct current voltage gradient).
Průzkum proudového poklesu /průzkum mapování (bludných) proudů v potrubním vedení (PCM
– Pipeline current mapping).
Průzkum Pearsonovou metodou.
Celý seznam výše uvedených postupů průzkumu nad zemí najdete v NACE SP 0502, Standardní
praxe – Metodologie hodnocení přímé vnější koroze na potrubních vedeních [50].
Tyto techniky nepřímé kontroly se mohou použít jako nedílná součást programu řízení integrity
potrubního vedení.
9.6
Poškození systému potrubního vedení
9.6.1
Netěsnosti
Pokud existuje podezření na únik produktu z potrubního vedení a není možné jej lokalizovat pomocí
vizuálního nebo zvukového důkazu, mělo by se provést oddělení potrubí po částech a měly by se
provádět tlakové zkoušky, aby bylo možno identifikovat zdroj netěsnosti nebo prokázat, že je potrubní
vedení v pořádku.
55
IGC
DOC
13/12
9.6.2
Opětné potvrzení platnosti
Měla by se věnovat pozornost opětnému potvrzení platnosti (jedná se o podrobnou prohlídku včetně
tlakové zkoušky), aby se ustanovila vhodnost potrubního vedení pro nepřetržitý provoz po předchozím
úniku produktu, požáru nebo jiné události, kterou nelze připsat narušení ze strany třetí strany nebo po
provedení významné modifikace potrubního systému.
10
Všeobecná ochranná opatření
10.1
Plán odezvy na krizové situace
Dokument postupu pro krizové situace se požaduje pro zajištění, aby všichni zaměstnanci obsluhy
a jiní, kteří mohou být do této činnosti zapojeni včetně veřejných orgánů, byli odpovídajícím způsobem
informováni o činnostech a opatřeních, které budou provedeny za krizové situace. Musí se ujasnit
postupy, které budou splňovat speciální potřeby každého jednotlivého potrubního systému. Formu
a obsah takového postupu mohou nařizovat národní zákony a nařízení. Avšak při sestavování těchto
postupů by se měla věnovat pozornost následujícím záležitostem a tématům.
10.1.1 Spolupráce s veřejnými orgány a dalšími odbornými poradci
Účinné zvládání nehod u potrubního vedení bude často vyžadovat spolupráci ze strany veřejných
orgánů (např. policie, hasičů, veřejných organizací atd.). Měl by být zaveden seznam kontaktů pro
případy nouze a kopie příslušných částí postupu pro případy nouze by měly být dány do oběhu
orgánům a organizacím, které by se mohly zapojit.
10.1.2 Popis systému potrubního vedení
Tento popis by měl zahrnovat všechny příslušné technické údaje, jako jsou trasa, délka, průměr, tlak
potrubí, umístění potrubí, výkresy řegulačních stanic včetně umístění oddělovacích ventilů.
10.1.3 Řídící střediska
Měla by se ustanovit úloha a umístění řídicích středisek, pokud se jedná o jednání v krizových
situacích. Dále by se měla určit komunikační média (např. telefon, rádio, e-mail a/nebo fax. Musí se
stanovit a zformovat jasné pokyny pro postup v případech nouze.
10.1.4 Oznámení události (nehody)
Událost (Nehodu) mohou zjistit zaměstnanci obsluhy na řídícím středisku potrubního vedení nebo ji
může oznámit třetí strana na základě pozorování nenormálních podmínek na stanovišti. Řídicí
středisko by mělo být odpovědné za identifikaci přesného místa události (nehody), za záznam všech
podrobností a za okamžité předání informací skupině zajišťující postup v případech nouze.
10.1.5 Postup varování
Řídicí středisko musí zalarmovat zaměstnance na zavolání. Postup v případě nouze by měl jasně určit
činnosti, které budou provádět všichni zaměstnanci na zavolání v případě nouze. Měla by být zahrnuta
všechna omezení ohledně vstupu na pozemek. Musí se provést opatření k mobilizaci odpovědné
osoby na stanovišti společně se zaměstnanci, kteří jsou způsobilí provádět posouzení
a jednání ohledně provozu.
Postup varování by měl také zahrnovat požadavky na informování všech zainteresovaných osob
o obnovení normálních podmínek.
10.1.6 Odstavení potrubí
56
IGC
DOC
13/12
Měly by se zavést jasné postupy a zajistit jejich porozumění s veřejnými úřady ohledně izolace
a odstavení potrubního vedení v případu nouze. Je důležité, aby řídicí středisko potrubního vedení
převzalo odpovědnost za tyto činnosti v zájmu bezpečnosti všech těch, kterých se to týká.
10.1.7 Vybavení pro nouzové případy
Vybavení pro zajišťování postupu v nouzových případech se musí udržovat trvale ve stavu
připravenosti a na k tomu určených místech.
Typickými případy jsou prostředky pro zajišťování dopravy zařízení a pracovníků, účinný komunikační
systém mezi řídícím střediskem a místem nehody, přístroje pro provádění analýz, hasicí přístroje,
ochranné oděvy a bezpečnostní vybavení, osvětlovací soupravy a zdroje energie, materiály a nástroje
k provádění oprav.
10.1.8 Nápravná činnost
Podrobné posouzení činnosti, která se má provádět v rámci postupu v nouzových případech, se může
zavést po počátečním vyhodnocení na stanovišti.
Nicméně v postupu by měly být označeny všeobecné pokyny ohledně přístupu (např. kroky, které se
mají provádět při zjištění požáru).
10.1.9 Potrubní vedení s katodickou ochranou
Pokud bylo potrubní vedení přerušeno, měl by se izolovat (odpojit) katodický ochranný systém
a instalovat přechodná propojení.
10.1.10 Formulář zprávy o nehodě
Měly by se shromáždit a zaznamenat podrobné údaje o nehodě na formuláři požadovaném
legislativními požadavky zainteresované země a/nebo postupem pro podávání zpráv ve společnosti.
10.1.11 Cvičení pro případ krizové situace
Aby se zajistilo, že postupy v případech nouze odpovídajícím způsobem pokryjí požadavky systému
potrubního vedení, pro který byly sestavené, doporučuje se pravidelně provádět cvičení pro případ
krizové situace.
10.2
Zdroje energie a údery blesku
Silnoproudá zařízení a ochrana proti úderu blesku u stanic se musí instalovat v souladu s platnými
normami a specifikacemi, jako NACE SP0177 Zmírnění účinku střídavého proudu a blesku u kovových
staveb a systémů řízení koroze [51].
Potrubní vedení může být nepříznivě ovlivněno střídavým proudem, pokud je vedeno paralelně
s nadzemními kabely vysokého napětí nebo může být nepříznivě ovlivněno stejnosměrným proudem,
pokud je vedeno v blízkosti tramvajových nebo železničních tratí. Vyvolané účinky střídavého nebo
stejnosměrného proudu na příslušné části potrubního vedení se mohou minimalizovat provedením
vhodných opatření, jako je rozdělení potrubního vedení na několik částí pomocí oddělovacích přírub
a aktivního/pasivního uzemnění. Více informací viz EN 50162 Ochrana před korozí bludnými proudy
ze stejnosměrných proudových soustav a CEN 15280 hodnocení pravděpodobnosti koroze střídavými
proudy [52, 53].
Těmito opatřeními by neměla být nepříznivě ovlivněna katodická ochrana dokonce ani po krátká
časová období.
Zvláštní pozornost se musí věnovat ochraně nainstalovaného elektrického zařízení proti přetížení. Je
zvláště důležité brát v úvahu potřebu ochrany proti zkratům a proti poruchám zemnění u nadzemních
57
IGC
DOC
13/12
kabelových vedení vysokého napětí s použitím zařízení k potlačení vazby stejnosměrného proudu,
jako jsou polarizační články.
10.3
Požár
Specifická rizika vzniku požáru, který může nastat u systémů s kyslíkem, jsou:
-
-
Spontánní hoření, ke kterému dojde uvnitř kyslíkového systému a které se může poté rychle
vyvinout v požár. Zpravidla se tento požár po několika vteřinách sám uhasí, ale množství
uvolněného kyslíku může vést k vytvoření ovzduší obohaceného kyslíkem.
Hoření v kyslíkem obohaceném vzduchu, se kterým je možno uhasit požár s použitím
konvenčních hasících metod po přerušení přívodu kyslíku.
Jediným účinným způsobem zacházení s požáry podporovaných kyslíkem je izolovat přívod kyslíku
(viz kapitola 10.6.3).
Za podmínek obohacení kyslíkem mohou vhodná média pro hasicí přístroje zahrnovat: vodu, suchou
chemikálii (prášek) nebo oxid uhličitý. Výběr vyžaduje vzít v úvahu povahu požáru (např. elektrický
atd.). Požáry osob nebo jejich oděvů např. musí být uhašeny vodou, protože pokrytí hasicí rouškou
stále umožní oblečení obohacenému kyslíkem hořet.
Hasicí přístroje by měly být řádně nainstalované a udržované. Obsluha by měla vědět, kde jsou
umístěny, jak s nimi pracovat a jaké zařízení použít pro který typ požáru [54].
Je nebezpečné vstupovat do oblasti s vysokou koncentrací kyslíku za účelem hašení požáru nebo za
účelem pomoci osobě zasažené ohněm vzhledem k tomu, že se také může vznítit vlastní oděv
zachraňující osoby.
Pokud jsou k dispozici bezpečnostní sprchy, musí být opatřeny přívodem vody s odolností proti
působení mrazu.
Osoby, které se nacházely v kyslíkem obohacené atmosféře, nesmí přijít do styku se zdroji vznícení
(cigarety, svařovací hořáky, jiskry atd.) a musí okamžitě opustit oblast. Tito lidé musí rozepnout nebo
uvolnit svůj oděv a nechat jej větrat po dobu minimálně 15 minut, aby se tak zajistilo odstranění
přebytečného kyslíku.
Pokud dojde k požáru, je třeba provádět následující činnosti, i když pořadí, ve kterém se tyto činnosti
provádějí, bude třeba nutné podle situace uzpůsobit.
-
10.4
Rychlé vyhodnocení rizika.
Varování zaměstnanců na místě (na stanovišti).
Opuštění nebezpečné zóny.
Uvedení zařízení do bezpečného stavu (nouzové odstavení, vypnutí s použitím ventilů atd.).
V případě nutnosti nahlášení události hasičům a policii.
Nahlášení události dozoru a pracovníkům pro případy nouze.
Poskytnutí první pomoci postiženým osobám.
Zablokování přístupu do oblasti včetně ovlivněných okolních komunikací a silnic.
Nebezpečí plynoucí z nedostatku kyslíku a předběžná opatření
Osoby vystavené ovzduší s nedostatkem kyslíku mohou okamžitě ztratit vědomí.
Nepokoušejte se pomáhat osobě nacházející se v ovzduší s nedostatkem kyslíku bez vhodného
dýchacího přístroje nebo vybavení pro záchranářské práce. Bez tohoto vybavení je zachraňující osoba
vystavena stejnému nebezpečí jako osoba v nesnázích.
58
IGC
DOC
13/12
Zachraňující osoba musí být vybavena bezpečnostním ochranným postrojem a lanem a musí být
monitorována další osobou, která se nachází mimo nebezpečnou zónu.
Osobě trpící nedostatkem kyslíku musí být okamžitě poskytnuta první pomoc jako umělé dýchání
nebo podávání kyslíku do příchodu lékaře.
10.5
Zprava o nehodě a škodách
Jestliže dojde k nehodě na potrubí, mělo by se provést důkladné vyšetřování. Tato zpráva by měla
obsahovat přesný popis podmínek potrubního systému během posledních minut před nehodou,
postižený materiál a následky nehody, jako sekundární vznícení, poranění osob a poškození zařízení
nebo majetku.
Měla by se stanovit a napravit příčina nehody/škod. Typická metoda vyšetřování nehod na kyslíkových
potrubních vedeních je popsána v ASTM G145 [55].
10.6
Systém řízení bezpečnosti
Mělo by se zvážit zavedení speciální formy systému řízení bezpečnosti, který se obvykle nazývá
Systém řízení integrity potrubí (PIMS). Takový systém umožňuje formální kontrolu hlavních aspektů
řízení bezpečnosti, která se má zavést a předvést.
Tento systém by měl poskytovat podrobné informace specifické pro určité potrubní vedení týkající se
následujících odstavců.
10.6.1 Oznámení úřadům a konzultace ohledně trasy
Obvykle jsou stanovena v běžné legislativě a v pravidlech platných pro zemi, ve které se má provádět
instalace potrubí.
10.6.2 Návrh (projekt) a stavba
Souhrnný postup projektu a stavby je předepsán příslušnými konstrukčními normami, konstrukčními
předpisy a specifikacemi uznávanými v příslušné zemi. Kromě těchto norem platí průmyslové normy
a/nebo normy společnosti a specifikace týkající se určitého produktu, který se má přepravovat.
10.6.3 Systémy odstavení
Odstavení se může provádět ručně nebo automaticky. Zařízení pro odstavení (např. uzavírací ventily)
mohou být ovládány systémem detekce netěsností nebo snímáním vysokého průtoku, nízkého tlaku
nebo rychlosti poklesu tlaku v systému.
10.6.4 Provoz
Strategie řízení je navržena k bezpečnému řízení dodávky potrubím v rámci vývoje návrhu. Proměnné
veličiny, které jsou zahrnuté v této strategii řízení, mohou zahrnovat:
-
-
Tlak: Pro zajištění udržení požadovaného tlaku dodávky z potrubního vedení. Ochrana proti
příliš vysokému tlaku v tomto případě zpravidla nepředstavuje problém, protože potrubí jsou
v normálním případě navrhována tak, aby odolávala tlakům vyšším, než je maximální tlak, který
může vyvinout výrobní zařízení. Možná bude požadováno nainstalovat vhodné zařízení pro
odlehčení tlaku na konci potrubí ve směru průtoku, aby tak byla zajištěna ochrana proti
nadměrnému tlaku přesahujícímu kritéria návrhu.
Teplota: Pro zajištění toho, aby kryogenní kapaliny ze skladovacích jednotek nevnikly do
potrubního vedení.
Průtok: Za účelem vyhovění požadavku zákazníka, pokud se jedná o průtok do potrubního
vedení.
59
IGC
DOC
13/12
-
Čistota produktu: Pro zajištění toho, aby žádný do potrubního systému nevstoupil produkt, který
nesplňuje požadavky specifikace.
Každá likvidace produktu, které je zapotřebí pro udržení požadovaných podmínek v potrubí, se
v normálním případě zajišťuje prostřednictvím řízeného odvzdušnění, odvětrání v místě výroby.
10.6.5 Kontrola rozvodů od třetí strany
Typicky používaná opatření:
-
Označovací sloupky instalované na trase potrubního vedení.
Distribuce výkresů „stávajícího provedení“ a poskytování informací o trase potrubního vedení
vlastníkům pozemků, projektantům místních úřadů a dalším zainteresovaným stranám.
Podobné informace distribuované do systémů „na zavolání“, což je jedno kontaktní místo, kde je
možno získat informace o potrubních vedeních a službách – (je-li to použitelné).
Pravidelné obchůzky potrubního vedení prováděné pěšky nebo prostřednictvím leteckého
průzkumu pro zjištění neoprávněného zásahu (viz také kapitola10.6.10).
10.6.6 Údržba a kontrola
V normálním případě se používá systém disciplinované plánované preventivní údržby a systém
odstraňování závad (včetně pravidelných obchůzek potrubního vedení).
Typické příklady úkolů zahrnutých do tohoto programu jsou:
-
Pravidelné testování systému katodické ochrany.
Vizuální kontrola těsnosti přírub umístěných nad zemí.
Vizuální kontrola projevů neoprávněného zásahu do potrubního systému.
Vizuální kontrola znaků sedání půdy.
Vizuální kontrola jakýchkoliv náhodných poškození systému.
Vizuální kontrola činností a vývoje v blízkosti potrubního vedení.
Kontrola, zda jsou všechna označovací zařízení (značení) na místě.
10.6.7 Hlavní politika prevence nehod a systémy řízení bezpečnosti
Může být připraven dokument podrobně popisující organizaci a zaměstnance, identifikaci
a vyhodnocení nebezpečí, provozní řízení, řízení změn, plánování ohledně nouzových situací,
monitorování výkonu, audit/ přezkoumávání (v závislosti na vnímaném rozsahu a na povaze hlavních
nebezpečí úrazu, které představuje potrubní vedení a v návaznosti na místní předpisy a praxi).
10.6.8 Plánování pro krizové případy
Plán pro případ nouze se připraví tak, aby každá nehoda mohla dostat účinnou odezvu. Tento plán je
specifický pro základní místo resp. stanoviště a stanovuje úlohy místních zaměstnanců za nouzových
situací. Tento plán také identifikuje všechny kontakty pro případy nouze jak interní tak externí
vzhledem k provozující společnosti. Plán je strukturován tak, aby byl z místního hlediska soběstačný.
Zaměstnanci, kteří by mohli být povoláni k zásahu v případě nehody, musí být odpovídajícím
způsobem k tomu vyškoleni, aby mohli zastávat svou roli v případě takové události. Všechny speciální
ochranné oděvy a zařízení, které by mohly být v takovém případě vyžadovány, musí být udržovány
snadno přístupné a v řádném stavu pro použití.
10.6.9 Informace pro veřejnost a zainteresované strany
Plány a dokumentace potrubního vedení musí být založeny u příslušných úřadů nebo jiných stran,
které jsou na potrubním vedení nějak zainteresovány (např. železnice, těžební úřady, silniční úřady,
60
IGC
DOC
13/12
hasičské a policejní útvary). Kde je to vhodné poskytují se také informace veřejnosti prostřednictvím
označovacích sloupků podél trasy potrubního vedení (viz také kapitola 4.5).
10.6.10 Plánování využití půdy
Operátor potrubního vedení může provádět určitou kontrolu nad výměrou půdy definovanou dohodou
o právu využívat cestu/o věcném břemeni. Půda, která se nachází mimo hranice tohoto vymezení,
však není řízena operátorem potrubního vedení. Taková půda může být kontrolována správním
úřadem.
10.6.11 Ohlašování nehod
Ohlašování nehod je běžně zahrnuto v legislativních požadavcích jednotlivých členských států nebo
místních úřadů.
Průmyslové asociace/přezkoumání příčin a údajů nehod sdílí členové společnosti, kteří mají také svůj
vlastní systém ohlašování z hlediska vnitřní bezpečnosti a své vlastní systémy řízení.
61
IGC
DOC
13/12
Dodatek A: Popis zkušební metody hoření s podporovaným
vznícením (Informativní)
1
Kritéria
V této zkušební metodě se provede vznícení zkušebního vzorku v kyslíkové atmosféře prostřednictvím
použití promotoru, tedy hoření podporujícího prostředku, více informací viz kapitola 12. Zkušební
vzorek může být kompletně spotřebován a v takovém případě je považovaný za hořlavý. Pokud po
minimálním hoření dojde k zastavení spalování, výsledek indikuje skutečnost, že příslušný vzorek není
hořlavý. Různé délky hoření mezi zastavením hoření a mezi kompletním shořením indikují přechodové
chování. Mohou se zavést libovolná kritéria hoření, aby tak byl indikativní pro hoření. Výběr kritérií
hoření vyžaduje porozumění přechodové křivce hoření s podporovaným vznícením a potřebným
faktorům pro zajištění bezpečného návrhu. Dokument ASTM STP 1111 podrobně popisuje křivku
hoření s podporovaným vznícením [11]. Určení, že testovaná slitina není hořlavá, představuje základ
pro stanovení skutečnosti, že je vyňata z omezení ohledně rychlosti. Rozhodnutí o hořlavosti by
vyžadovalo zavedení omezení ohledně rychlosti.
2
Konfigurace zkušebního vzorku
Nejobvyklejším zkušebním vzorkem při použití ve zkouškách s použitím testovací metody hoření
s podporovaným vznícením je konfigurace tyčky o jmenovitém průměru 3,2 mm (0,125 palce)
a o délce pohybující se v rozsahu mezi 10 a 15,3 cm (4 a 6 palců). Nicméně při provádění
vyhodnocení hořlavosti, při posuzování hořlavosti se mohou použít průměry větší nebo menší než 3,2
mm (0,125 palce). Technická pojednání o takovém zkoušení hoření s podporovaným vznícením
popisující různé zkušební vzorky najdete v ASTM řady STP [25, 16, 5, 10, 11, 6, 14, 24, 25].
3
Promotor (podporující prostředek)
Volba promotoru může zahrnovat úvahy o typu znečišťujících látek, které se s největší
pravděpodobností mohou v provozu vyskytnout. Různí výzkumníci použili promotorů jako je železný
®
drát, železo – uhlovodík, hliník, hořčík a pyrofúzi (drát kompozitu hliník – palladium). V tomto ohledu
by se měly přezkoumat citované reference.
4
Čistota kyslíku
Atmosféry s kyslíkem, které se používají v rámci zkoušek hořlavosti, se mohou volit tak, aby to
vyhovovalo potenciálním aplikacím. Velký objem publikovaných dat zahrnuje standardní čistotu
99,5+ % kyslíku. Nicméně existují údaje o hořlavosti kovů, které byly získány s podstatně nižšími
čistotami kyslíku. V rámci zkoušek hořlavosti byly pro příslušné experimenty použité jak předem ve
válci namíchané směsi, tak směsi z místa použití.
V předchozím textu uvedené reference by se měly konzultovat ohledně tohoto parametru testování.
5
Zkušební nádoby pro zkoušení hoření s podporovaným vznícením
5.1
Všeobecně
Existují dva typy nádob, které se používají při testování hoření s kovy podporovaným vznícením, na
které je možno se odkázat v seznamu literatury. Jednou z nich je zkušební zařízení statického typu
nebo typu s pevným objemem. Další je zkušební přístroj průtoku, na který je odkazováno jako na
zařízení pro stanovení Kyslíkového indexu (OI). Popis těchto zkušebních zařízení najdete v ASTM
řady STP [5, 6, 10, 11, 13, 14, 15, 16, 23, 24, 25].
5.2
Statický tester
Statické testery vytvořily údaje v rozsahu od 3,55 MPa do 34,5 MPa (500 psig do 5000 psig). Jednou
oblastí zájmu je skutečnost, že při nižším tlaku může být testovací atmosféra rozředěna produkty
62
IGC
DOC
13/12
spalování v rámci uvedeného zkušebního postupu a mohou poté vzniknout z tohoto důvodu falešné
indikace o nehořlavosti.
5.3
Průtokový tester
Pomocí průtokových testerů lze překonat omezení nízkého tlaku statického testeru. Dochází
k nepřetržitému průtoku kyslíku za testovacím vzorkem a výsledky lze získat při poměrně nízkém
tlaku. Použitím tohoto přístupu lze minimalizovat vytváření znečišťujících látek.
5.4
Vyhodnocení výsledků a bezpečnostních faktorů návrhu
Pokud se zkoušky hoření s podporovaným vznícením provádějí v širokém rozsahu tlaků, údaje mohou
nabývat hodnot ve formě uvedené v ASTM STP 1111 [11]. Lze pozorovat tři charakteristické zóny:
odolnost proti hoření (minimální spotřebování zkušebního vzorku), přechodová zóna a nepřetržité
hoření (významná pro kompletní spotřebování zkušebního vzorku).
Kritéria návrhu, jejichž prostřednictvím je takový materiál charakterizován jako vyňatý z omezení
ohledně rychlosti, se zakládají na délce hoření 3 cm (1,2 palce) nebo menší, během které se hoření
zastaví. Kyslíkovétlaky uvedené v tomto dokumentu, které jsou založené na chování odolném proti
hoření, jsou neodmyslitelně konzervativní. Vyňatý tlak pro nerezovou ocel byl dále snížen na základě
zkušeností z průmyslu.
Je nezbytné provádět zkoušky minimálně 3 až 5 zkušebních vzorků při každém ze zkušebních tlaků.
Použití menšího počtu zkušebních vzorků může být zavádějící, zejména pokud dojde k zastavení
hoření. ASTM STP 1040 je také významně relativní k metodám klasifikace [10].
63
IGC
DOC
13/12
Dodatek B: Mechanismus potenciálního vznícení
(Informativní)
Následující mechanismy vznícení mají být aktivní v potrubních systémech s plynným kyslíkem (GOX),
pokud jsou přítomny přispívající faktory.
MECHANISMY VZNÍCENÍ
Náraz částic
PODMÍNKY
Přítomné částice
Rychlosti vyšší než na obr. 2 až do akustických
Místo nárazu
Hořlavé cíle týkající se provozních podmínek
Adiabatická komprese
Podporované
vznícení/zapalovací řetězec
Mechanické tření
Rychlé natlakování
Vystavení nekovovým materiálům nebo
znečištění je v blízkosti konce
Vysoký tlakový poměr
Mechanismus vznícení přítomný a aktivní.
Hořlavé materiály k zapálení nebo rozšiřování
ohně.
Dva nebo více povrchů.
Vzájemný pohyb.
Mechanické zatížení.
Oděr.
Jedno nebo opakované mechanické zatížení.
Mechanický ráz
Tepelné vznícení
Elektrický oblouk
Nekovový nebo kovový materiál v místě rázu.
Externí ohřev schopný ohřívání materiálu na
jeho hodnotu AIT (samovolného vznícení) ve
stanoveném prostředí.
Materiál s hodnotou AIT nižší než je vytvořená
teplota zdrojem ohřevu v uvedené konfiguraci a
prostředí.
Bod vznícení mazadla nebo jiné hořlavé
znečištění.
Zdroj el. napájení.
Oblouk s dostatkem energie pro roztavení nebo
odpaření materiálů.
Hořlavý materiál vystavený vznícení od el.
oblouku.
PŘISPÍVAJÍCÍ FAKTORY
Hustota, množství a složení přítomných
částeček
Místo nárazu na trase průtoku částic;
vznícení se rozšířilo, jak se úhel přiblížil
kolmici.
Pokles vysokého tlaku
Rychlootevírací ventil
Objem natlakovaného plynu
Funkce konečného tlaku, počáteční teplota
a poměr tlaku (včetně tlaku proti směru
průtoku). Nízká AIT (samovolné vznícení)
nekovových materiálů může mít za
následek vznícení při vyšším tlaku než 10
barg.
Obvykle nekovové materiály.
Vznícení a hoření hořlavého materiálu
(např. znečištění) vznítí méně hořlavý
materiál.
Vysoká rychlost a/nebo vysoká zátěž na
pryžových površích (obvykle má za
následek vážné porušení povrchu).
Vážnější u hliníkových slitin.
Vyšší rychlost rotace nebo vysoká
oscilační/vibrační frekvence za normálního
zatížení.
Porézní materiál (vystaven LOX ve většině
případů).
Rychlouzavírací ventil.
Kontrola chvění nebo pojistný ventil.
Otevřený oheň.
Kouření.
Jiskry.
Svařování.
Tepelný lavinový jev.
Zdroj tepla.
Teplo, které může samovznítit hořlavý
materiál nebo směs hořlavého plynu.
Neuzemněné nebo zkratované el.
komponenty za přítomnosti kyslíku (včetně
el. motorů, el. regulačního zařízení,
přístrojů, el. kabelů atd.).
Úder blesku
Méně běžné mechanismy vznícení zahrnují rezonanci, statický výboj a tření způsobené průtokem. Některé
z nich nejsou dobře pochopeny.
K rezonancím dojde, když je v potrubí rezonanční dutina, kde akustické oscilace v rezonanční dutině
mohou zvýšit teplotu (často je to slyšitelné) a když jsou v rezonanční dutině hořlavé částečky nebo úlomky.
Krátké profily ve tvaru T se slepým koncem mohou rezonovat, když v jiných větvích probíhá průtok o vysoké
rychlosti.
Ke statickému výboji dojde, když se nahromadí el. výboj, energie výboje je dostatečná pro vznícení
a pokud je hořlavý materiál vystaven výboji. Předpokládá se průtokové tření tam, kde dochází
k prosakování nebo diferenciálu tlaku, vystavený nekovový materiál se nachází na trase průtoku a tlak je
vyšší než 30 bar.
Podrobnější informace o těchto méně běžných zdrojích vznícení viz ASTM G63, ASTM G88 a ASTP 36 [9,
2, 26].
64
IGC
DOC
13/12
Dodatek C: Tabulka jmenovitých složení slitin a rozsahů
(normativní)
Typ materiálu nebo slitina
Č. EN materiálu
Mosazné slitiny (1)
Kobaltové slitiny
Stellit 6
Stellit 6
Stellit 6B
Stellit 6B
Měď
2.0090
Slitiny měď-nikl
2.0882
Železné odlitky (nikoliv z nerezové
oceli)
Šedá litina
0.6030
Tvárná litina
0.7040
Odolný Ni, typ D
0.7673
Železné odlitky (z nerezové oceli)
CF-3 (2)
1.4308
CF-8 (2)
1.4308
CF-3M
1.4408
CF-8M (3)
1.4408
CG-8M (4)
1.4439
CN-7M (5)
Slitiny niklu
Monel 400
2.4360/2.4366
Monel K-500
2.4375
Nikl 200
2.4060/2.4066
Hastelloy C-276
2.4819
Inconel 600
2.4816
Inconel 625
2.4856
Inconel X-750
2.4669
Nerezové oceli, k tváření
304
1.4301/1.4306
304L
1.4301/1.4306
316
1.4401/1.4404
316L
1.4401/1.4404
321
1.4541
347
1.4550
410
1.4006/1.4024
430
1.4016/1.4742
17-4 PH (6)
1.4542/1.4548
X3 Ni Cr Mo 13-4
1.4313
Carpenter 20 Cb-3
2.4660
Cínové bronzi
2.1080
(1)
Hliníkové mosazi nejsou zahrnuté.
(2)
Odlitkové analogy nerezové oceli 304L/304.
(3)
Odlitkové analogy nerezové oceli 316L/316.
(4)
Odlitkové analogy nerezové oceli 317.
(5)
Slitina 20.
(6)
Stav vytvrzování stárnutím.
Číslo UNS
2.0380
Jmenovitý rozsah složení
Různé 55-85 Cu; 15-44 Zn; 1-3 (Sn, Pb, Fe)
R30006
R30016
C10100
C70600
55,5Co; 29 Cr; 4,5W; 3Ni; 1C; 7 (Fe, Si, Mn, Mo)
53Co; 30Cr; 4,5W; 3Ni; 1C; 8,5 (Fe, Si, Mn, Mo)
99,9 + Cu
67-87 Cu; 10-31 Ni; 1-2 (Fe, Mn, Zn)
F12801
F32800
F43010
3C; 2Si; 0,8Mn; Bal. Fe
3,6C; 2,7Si; 0,4Mn; Bal. Fe
20Ni; 3C; 2Si; 2 Cr; 1Mn; Bal. Fe
J92500
J92600
J92800
J92900
J93000
N08007
19,5 Cr; 10 Ni; 2 Si; 1,5 Mn; Bal. Fe
19,5 Cr; 10 Ni; 2 Si; 1,5 Mn; Bal. Fe
19 Cr; 11 Ni; 3 Mo; 1,5 Si; 1,5 Mn; Bal. Fe
19 Cr; 11 Ni; 3 Mo; 1,5 Si; 1,5 Mn; Bal. Fe
20 Cr; 12 Ni; 3 Mo; 1,5 Si; Bal. Fe
21 Cr; 29 Ni; 4 Cu; 3 Mo; 1,5 Si; 1,5 Mn; Bal. Fe
N04400
N05500
N02200
N10276
N06600
N06625
N07750
67 Ni; 32 Cu; 1 Fe
66,5 Ni; 30 Cu; 3 (Al, Ti)
99,0 Ni minimum
56 Ni; 16 Cr; 16 Mo; 4 Fe; 3 W; 2,5 Co
76 Ni; 15 Cr; 9 Fe
60 Ni; 22 Cr; 9 Mo; 5 Fe; 4 Nb
74 Ni; 15,5 Cr; 7 Fe; 2,5 Ti; 1 Al
S30400
19 Cr; 9 Ni; 2 Mn; 1 Si; Bal. Fe
S30403
19 Cr; 9 Ni; 2 Mn; 1 Si; Bal. Fe
S31600
17 Cr; 12 Ni; 2 Mn; 3 Mo; 1 Si; Bal. Fe
S31603
17 Cr; 12 Ni; 2 Mn; 3 Mo; 1 Si; Bal. Fe
S32100
18 Cr; 11,5 Ni; Ti 5XC minimum Bal. Fe
S34700
18 Cr; 11,5 Ni; Nb 8XC minimum Bal. Fe
S41000
13 Cr; 1 Mn; 1 Si; Bal. Fe
S43000
17 Cr; 1 Mn; 1 Si; Bal. Fe
S17400
17 Cr; 4 Ni; 4 Cu; 1 Si; Bal. Fe
S41500
13 Cr; 4,5 Ni; 1 Mo; 1 Si; Bal. Fe
N08020
35 Ni; 20 Cr; 3,5 Cu; 2,5 Mo; Bal. Fe
Různé
85 – 89 Cu; 5 – 11 Sn; 5 – 10 (Zn, Pb, Ni)
Pozn.: EN-MAT je EN 10027-2 Systémy označování ocelí – Část
2 – Systém číselného označování [56].
Číslo UNS je Slitiny kovů v unifikovaném číselném systému,
9. vydání ASTM[57].
65
IGC
DOC
13/12
Dodatek D: Tabulka „hraničních“ tlaků a minimální tloušťky
(normativní)
Technické slitiny
Mosazné slitiny (1)
Minimální tloušťka
Vyňatý tlak (tlak vynětí)
Není specifikováno
20,68 MPa (3000 psig)
Není specifikováno
Není specifikováno
Není specifikováno
Není specifikováno
3,44 MPa (500 psig)
3,44 MPa (500 psig)
20,68 MPa (3000 psig)
20,68 MPa (3000 psig)
3,18 mm (0,125 palce)
3,18 mm (0,125 palce)
3,18 mm (0,125 palce)
0,17 MPa (25 psig)
0,34 MPa (50 psig)
2,07 MPa (300 psig)
3,18 mm (0,125 palce)
6,35 mm (0,250 palce)
3,18 mm (0,125 palce)
6,35 mm (0,250 palce)
1,38 MPa (200 psig)
2,6 MPa (375 psig)
2,58 MPa (375 psig)
3,44 MPa (500 psig)
3,18 mm (0,125 palce)
3,18 mm (0,125 palce)
3,18 mm (0,125 palce)
3,18 mm (0,125 palce)
0,762 mm (0,030 palce)
0,762 mm (0,030 palce)
Není specifikováno
8,61 MPa (1250 psig)
8,61 MPa (1250 psig)
6,90 MPa (1000 psig)
6,90 MPa (1000 psig)
20,68 MPa (3000) psig
20,68 MPa (3000) psig
20,68 MPa (3000) psig
3,18 mm (0,125 palce)
6,35 mm (0,250 palce)
3,18 mm (0,125 palce)
3,18 mm (0,125 palce)
3,18 mm (0,125 palce)
3,18 mm (0,125 palce)
3,18 mm (0,125 palce)
Není specifikováno
1,38 MPa (200 psig)
2,58 MPa (375 psig)
2,58 MPa (375 psig)
1,72 MPa (250 psig)
1,72 MPa (250 psig)
1,72 MPa (250 psig)
2,07 MPa (300 psig)
20,68 MPa (3000 psig)
Kobaltové slitiny (2)
Stellit 6
Stellit 6B
Měď (3)
Slitiny měď-nikl (1) (3)
Železné odlitky, nikoliv nerezová ocel
Šedá litina
Tvárná litina
Odolný Ni, typ D2
Železné odlitky, nerezová ocel
CF-3/CF-8, CF-3M/CF-8M, CG-8M
CF-3/CF-8, CF-3M/CF-8M, CG-8M
CN-7M
CN-7M
Slitiny niklu (3)
Hastelloy C-276
Inconel 600
Inconel 625
Inconel X-750
Monel 400
Monel K-500
Nikl 200
Nerezové oceli, k tváření
304/304L, 316/316L, 321, 347
304/304L, 316/316L, 321, 347
Carpenter 20 Cb-3
410
430
X3 NiCrMo 13-4
17-4PH (stárnuté)
Cínové bronzi
Pozn.: Tento seznam neobsahuje všechny možné kyslíkové materiály. Jiné materiály se mohou přidat na
základě výsledků zkoušek, jak je popsáno v kapitole 4.2.1.
Pozn.: Tyto hraniční tlaky platí pro teploty až do 200 °C (392 °F).
Pozn.: Vyňatý tlak je definován v Kapitole 3.
(1) Válcovací formy pro lití a pro tváření.
(2) Tyto slitiny kobaltu se běžně používají pro aplikace posvárových nátěrů kvůli odolnosti proti opotřebení.
Použití při vyňatých tlacích vyšších než jak je specifikováno v Dodatku D by se mělo odůvodnit vyhodnocením
rizika nebo dalšími zkouškami (viz kapitola 4.2.1).
(3) Slitiny niklu se používaly bezpečně u některých aplikací o tloušťce menší než je uvedená v Dodatku D.
Použití tenčích průřezů by se mělo odůvodnit vyhodnocením rizika nebo dalšími zkouškami (viz kapitola 4.2.1).
66
IGC
DOC
13/12
Dodatek E: Tabulka minimálních bezpečných vzdáleností (bez
bariér) pro regulační a oddělovací kyslíkové stanice/měřicí stanice
(informativní)
Povaha vystavení se vlivu
Nadzemní potrubí (hořlavá kapalina) bez
těsné blízkosti mechanických spojů (viz 8.6)
V zemi uložená nádrž
Tlaková nádoba,(nehořlavá kapalina) s
P  V  200 bar m3 vodní kapacity
(P  V  100000 psi.ft3)
Skladování hořlavého produktu
Skladování kapalného vodíku
Transformační stanice
Administrativní budova s otvory nebo
přívodem pro ventilaci, klimatizaci ve
vlastnictví zákazníka
Veřejná budova
Veřejná
komunikace/silnice/železnice/parkoviště
Interní komunikace/železnice
Elektrický kabel vysokého napětí (nadzemní)
Hranice vlastnictví uživatele
Interní parkoviště
Činnosti, během kterých dochází ke vzniku
plamene a / nebo jisker. Pokud se jedná o
omezení kouření, viz odstavec 8.6.
Poznámky:
Stanice
kategorie 1 3
Stanice
kategorie 2
Stanice
kategorie 3
Stanice
kategorie 4
15 m
6m
2m
2m
5m
2m
2m
2m
5m
3m
3m
2m
8m
15 m
15 m
5m
15 m
6m
2m
15 m
3m
2m
15 m
2m
10 m
8m
8m
2m
15 m
10 m
10 m
2m
15 m
10 m
6m
2m
3m
10 m
15 m
15 m
3m
6m
10 m
6m
3m
5m
2m
2m
2m
2m
2m
2m
15 m
8m
3m
2m
1
Stanice kategorie 1: P  D2 3000,
P  4 bar, D  2,5 cm.
Stanice kategorie 2: P  D2 3000  1500,
P  4 bar, D  2,5 cm.
Stanice kategorie 3: P  D2 1500,
P  4 bar, D  2,5 cm.
Stanice kategorie 4: Oddělení a/nebo pouze pro účely měření.
2
3
Kyslíkové stanice by neměly být umístěné bez ochrany pod kabelovým vedením vysokého napětí.
U PD2 nad 3000 by se mělo provést speciální vyhodnocení rizika pro stanovení, zda jsou nutné bezpečné vzdálenosti
větší než ty uvedené v Dodatku E.
67
IGC
DOC
13/12
Dodatek F: Příklad programu preventivní údržby
Pozn.: Intervaly zde uvedené představují pouze příklady a neodrážejí požadovanou či univerzální
praxi.
a. Potrubní systémy
Nízké přelety letadel 1)
Interval provádění kontroly
1 měsíc
Podzemní potrubí
Nadzemní potrubí
Prohlídka obchůzkou
1)
2)
¼ roku
½ roku
1 rok
2 roky
3 roky
Když je
požadováno
x
x
x2)
x
Podzemní potrubí
x 2)
x
Nadzemní potrubí
Zkouška těsnosti
Prohlídka vnitřku potrubí
Efekt dolování
(sedání půdy)
Prohlídka prostřednictvím nízkých přeletů letadel se používá pouze u dlouhých potrubních vedení.
Pokud se neprovádí žádné prohlídky prostřednictvím nízkých přeletů letadel.
x
x
x
b. Vřetena šoupátka a stanice
Prohlídka obchůzkou
Interval provádění kontroly
1 měsíc
Celkový stav
Stav potrubí
Podpěry
Kontrola těsnosti
(akustická)
Kontrola těsnosti (zkoušky
s použitím štětců)
Vnitřní prohlídka filtrů
¼ roku
½ roku
1 rok
2 roky
3 roky
Když je
požadováno
3 roky
Když je
požadováno
x
x
x
x
x
x
c. Protikorozní systémy
Zkoušení, kontrola
Interval provádění kontroly
1 měsíc
Provozní stav
Měření/odečítání
(chybový proud)
Měření/odečítání (parazitní
proud)
Seřizování ochranného
systému
Dálkový přenos/výstražná
signalizace
Elektrické oddělení
(oddělovací příruba)
Elektrické oddělení
(trubkový plášť)
Potenciál trubka/země,
zapnuto/vypnuto
Potenciál trubka/země,
zapnuto
CIPS
¼ roku
½ roku
1 rok
2 roky
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x (5 let)
68
IGC
DOC
13/12
d. Bezpečnostní zařízení a vybavení ve výrobních oblastech
Preventivní kontroly zřízení a vybavení
Nepřijatelné tlaky
1 měsíc
Interval provádění kontroly
¼ roku
½ roku
Značení mezní hodnoty
Monitorování přesnosti
a meze
Výstražné signalizace
a posloupnosti spínání
Kontrola zařízení k prevenci nepřijatelných hodnot teploty
1 měsíc
1 rok
2 roky
3 roky
Když je
požadováno
2 roky
3 roky
Když je
požadováno
2 roky
3 roky
Když je
požadováno
x
x
x
¼ roku
½ roku
Značení mezní hodnoty
Monitorování přesnosti
a meze
Výstražné signalizace
a posloupnosti spínání
Kontrola zařízení
1 rok
x
x
x
1 měsíc
Omezení množství
unikajícího plynu
¼ roku
½ roku
1 rok
x
e. Zkoušení bezpečnostního zařízení stanice
Interval provádění kontroly
1 měsíc
Bezpečnostní uzavírací
ventily, uzavírací ventily
Pojistné ventily
Omezení množství
unikajícího plynu
Analyzátory na plyn (okolní
vzduch)
Střešní větráky a radiální
ventilátory
Zkoušení dalších zařízení
¼ roku
½ roku
2 roky
3 roky
Když je
požadováno
x
x
x
x
x
Interval provádění kontroly
1 měsíc
¼ roku
½ roku
Externím mediem ovládaná
šoupátka
Ručně ovládané ventily
Přístroje s displejem
Zkoušení zemnicích systémů
s ochranou před bleskem
1 rok
2 roky
3 roky
Když je
požadováno
5 let
Když je
požadováno
x
x
x
Interval provádění kontroly
1 měsíc
¼ roku
½ roku
Lokální systémy a
provozní zařízení
Nouzový zdroj energie
Ochrana proti blesku
a zemnění
f.
1 rok
1 rok
3 roky
x
x
x
Bezpečnostní zařízení v místech řízení provozu
Zkouška zařízení na
Interval provádění kontroly
1 měsíc
¼ roku
½ roku
Detekci ztrát
1 rok
x
69
2 roky
3 roky
Když je
požadováno