Сход цистерны с хлором

Общие понятия об аварийной ситуации с опасными грузами, инциденте и аварии. Аварийная ситуация с опасными грузами (АС с ОГ) - аварийная ситуация при условиях, отличных от условий нормальной перевозки грузов, связанных с загоранием, утечкой, просыпанием опасного груза, повреждением тары или подвижного состава с опасным грузом, которые могут привести или привели к взрыву, пожару, отравлению, облучению, заболеванию, травмированию, гибели людей и животных, опасным последствиям для окружающей среды.

В свою очередь, АС с ОГ, в зависимости от их последствий, подразделяются на инциденты (аварийные происшествия) и аварии.

К авариям относятсявзрыв и возгорание ОГ в вагоне или его высвобождение из вагона или контейнера с тяжелыми последствиями, которыми являются: гибель и нанесение вреда здоровью людей; проведение эвакуации персонала или населения; причинение ущерба окружающей среде и загрязнение источников водоснабжения; повреждение подвижного состава до степени исключения из эксплуатации (списания).

К инцидентам (аварийным происшествиям) относятся: сходы и столкновения подвижного состава с ОГ; отцепка вагонов с ОГ от поездов (при их технической или коммерческой неисправности, нарушении правил перевозок ОГ); нахождение в зоне аварии вагонов, контейнеров или грузовых мест с ОГ; возгорание или утечка (просыпание) ОГ из вагона или контейнера без тяжелых последствий. [35]

Необходимые действия при возникновении аварийной ситуации с хлором.

1) Общего характера. Отвести вагон в безопасное место. Изолировать опасную зону в радиусе не менее 200 м. Откорректировать указанное расстояние по результатам химразведки. Удалить посторонних. В опасную зону входить в защитных средствах. Держаться наветренной стороны. Избегать низких мест. Пострадавшим оказать первую помощь. Отправить людей из очага поражение на медобследование.

2) При разливе. Вызвать газоспасательную службу района. Сообщить в ЦСЭН. Прекратить движение поездов и маневровую работу в опасной зоне. Не прикасаться к пролитому веществу. Место разлива обваловать и не допускать попадания вещества в водоемы. Организовать эвакуацию людей с учетом направления движения облака токсичного газа.

3) При пожаре. Не приближаться к емкостям. Охлаждать емкости водой с максимального расстояния (не допускать попадания воды в емкости с хлором). [37]

Поражающие факторы и возможные последствия аварии с хлором. Возможная аварийная ситуация на станции Пискаревка - при расформировании состава из вагонов-цистерн с хлором произойдет разгерметизация цистерны.

Поражающими факторами будут первичное и вторичное облака (т.к. хранение хлора производится в виде сжиженного газа).

Первичное облако – образуется при мгновенном (в течение 1-3 мин) выбросе части хлора в атмосферу.

Вторичное облако – при проливе хлора из цистерны на подстилающую поверхность и его испарении.

При переносе первичного и вторичного облаков, которые накладываются, происходит выпадение осадков хлора на местность и ее заражение.

При утечке из цистерны сжиженного хлора пролитая жидкость может распространиться на большие площади, заражая значительные территории и вызывая пожары.

Хлор может заразить местность, сооружения, технику, одежду, водоемы, грунтовые воды и способен к заражению незащищенных людей как в момент оседания облака зараженного воздуха, так и после оседания частиц хлора вследствие их испарения с зараженной поверхности, а также при контакте с этими поверхностями. [35]

Средства индивидуальной защиты. Наибольшее распространение для защиты людей от попадания хлора в органы дыхания, на глаза и лицо получили гражданские фильтрующие противогазы ГП – 5 (ГП – 5М), ГП – 7 (ГП – 7В). Также применяются детские противогазы и защитные детские комплекты. При очень высоких концентрациях – изолирующие противогазы. Для химразведки и руководителя работ - ПДУ-3 (в течение 20 минут). Для аварийных бригад - изолирующий противогаз ИП-4М и спецодежда.

Меры первой помощи. Вызвать скорую помощь. Лица, оказывающие первую помощь, должны использовать индивидуальные средства защиты органов дыхания и кожи. Пострадавшему необходимо предоставить свежий воздух, покой, тепло, чистую одежду. Глаза и кожу промывать водой не менее 15 минут. При попадании внутрь – давать пить глотками растительное масло.

Нейтрализация. Для осаждения (рассеивания, изоляции) газа использовать распыленную воду. Место разлива промыть большим количеством воды. Изолировать песком, воздушно- механической пеной. Промытые поверхности подвижного состава, территории обработать щелочным раствором (известковым молоком, раствором кальцинированной соды). [41]

Выводы

1. Хлор является опасным грузом, т.к. его попадание в атмосферный воздух или на территорию станции Пискаревка может привести к гибели или заболеванию людей, к нанесению вреда окружающей среде. Поэтому необходимо обеспечивать безопасность при обращении с хлором.

3. При транспортировке хлора железнодорожным транспортом необходимо знать порядок действий по ликвидации аварийной ситуации с опасным грузом хлором.

Если знать и учитывать все вышеперечисленные факторы, то безопасность при транспортировке хлора будет обеспечена и в экстренных случаях (при возникновении аварийной ситуации) авария будет быстро локализована, а хлор - нейтрализован.

Общие выводы

1. Почвогрунты полосы отвода загрязняются объектами железнодорожного транспорта. Загрязнение почв нарушает выполняемые почвой функции, поэтому необходимо исследовать ее экологическое состояние.

2. Исследование всего комплекса показателей загрязнения является дорогостоящим и трудоемким мероприятием. Экспериментально доказано, что из всех биохимических показателей ферментативная активность наилучшим образом коррелирует с содержанием в почве загрязнений.

3. Проведено геостатическое исследование закономерностей варьирования биологических свойств почвы в пространстве для решения вопроса о возможности распространения результатов, полученных на небольшом участке, на прилегающие территории.

4. Благодаря проведенному исследованию установлено, что исследуемая территория является однородной по биологическим свойствам.

5. Предлагается изучать состояние почвогрунтов по показателям ферментативной активности на небольшой территории (так как доказана ее однородность), что позволит уменьшить стоимость исследования, затраты времени и трудозатраты.

6. Рассчитана суммарная величина предотвращенного экологического ущерба от разрушения и загрязнения нефтепродуктами почв на рассматриваемой территории.

7. Произведен расчет искусственного освещения рабочего места экологической лаборатории.

8. Охарактеризована транспортная опасность перевозимого по железнодорожным путям опасного груза хлора, изложены требования безопасности при транспортировке хлора железнодорожным транспортом, определен порядок необходимых действий в случае возникновения аварийной ситуации с хлором.

Список литературы и источников

1. Маслов Н.Н., Коробов Ю.И. Охрана окружающей среды на железнодорожном транспорте. М.: Транспорт, 1996.-238с.

2. Зубрев Н.И., Шарпова Н.А. Охрана окружающей среды и экологическая безопасность на железнодорожном транспорте. М.: УМК МПС России, 1999.-592с.

3. Розанов Б.Г., Розанов А.Б. Основные тенденции изменения почвенного покрова земли под воздействием человека. М.: МГУ, 1994.-с.105-126.

4. Структурно-функциональная роль почвы в биосфере. М.: Геос, 1999.-278с.

5. Кабата-Пендиас А., Пендиас Х. Микроэлементы в почвах и растениях. М.: Мир, 1989.-439с.

6. Колесников С.И., Казеев К.Ш., Вальков В.Ф. Экологические последствия загрязнения почв тяжелыми металлами. Ростов – на- Дону: СКНЦ ВШ, 2000.-232с.

7. Никитин Е.Д. Почва как биокосная полифункциональная система, разнообразие и взаимосвязь почвенных экофункций. М.: Геос, 1999.-с.74-81.

8. Безуглова О.С., Вальков В.Ф., Казеев К.Ш., Колесников С.И., Морозов И.В. Влияние высоких концентраций тяжелых металлов на гумусное состояние и биологическую активность чернозема обыкновенного карбонатного. Северо-кавказский регион: Естественные науки, 1999.-с.65-71.

9. Гришина Л.Г., Макаров М.И., Недбаев Н.П., Окунева Р.М., Костенко А.В. Изменение свойств почв в условиях промышленного загрязнения. М,: МГУ, 1990.-с.22-64.

10. Евдокимова Г.А., Мозгова Н.П. Влияние промышленного загрязнения на микрофлору почв. Пущино, 1995.-с.109-111.

11. Вальков В.Ф., Колесников С.И., Казеев К.Ш. Влияние загрязнения тяжелыми металлами на фитотоксичность чернозема. Агрохимия, 1997.-с.50-55.

12. Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Экологические функции почвы. М.: МГУ, 1986.-137с.

13. Яковлев А.С Биологическая диагностика и мониторинг состояния почв.-М.: Почвоведение, 2000.-с.70-79.

14. Звягинцев Д.Г., Кураков А.В., Умаров М.М., Филипп З. Микробиологические и биохимические показатели загрязнения свинцом дерново-подзолистой почвы. М.: Почвоведение, 1997.-с.462-478.

15. Экология и охрана природы. Словарь-справочник. М., 2005.-501с.

17. Колесников С.И., Казеев К.Ш., Вальков В.Ф. Биоэкологические принципы мониторинга и нормирования загрязнения почв. Ростов-на-Дону, 2001.-64с.

18. Горленко М.В. Функциональное биоразнообразие почвенных микроорганизмов: подходы к оценке. М., 2001.-с.228-234.

19. Муравьев А.Г., Каррыев Б.Б., Ляндзберг А.Р. Оценка экологического состояния почвы. СПб.,2000.-164с.

20. Павлюкова Н.Ф., Долгова Л.Г. Индикация эдаротопов, загрязненных техногенными веществами, по активности ферментов. М., 1993.-с.45-47.

21. Гришина Л.А. Влияние атмосферного загрязнения на свойства почв. М.: МГУ, 1990.-191с.

22. Киреева Н.А., Новоселова Е.И., Хазиев Ф.Х. Фосфогидролазная активность нефтезагрязненных почв. М., 1997.-с.723-725.

24. Кудряшова С.Я. Контролируемые показатели почвенно-экологического мониторинга. М., 1995.-122с.

25. Хазиев Ф.Х. Методы почвенной энзимологии. М., 2005 г.-252с.

26. Хазиев Ф.Х. Системно-экологический анализ ферментативной активности почв. М.,1992.-143с.

27. Казеев К.Ш., Колесников С.И. Биологическая диагностика почв. Биохимические методы. Ростов-на-Дону: РГУ УПЛ, 1998.-19с.

28. Джогман Р.Г.Г., Тер Браак С.Дж.Ф., Ван Торгерен О.Ф.Р. Анализ данных в экологии сообществ и ландшафтов. М.: РАСХН, 1999.-306с.

29. Свинцов Е.С., Суровцева О.Б., Тишкина М.В. Экологическое обоснование проектных решений. М.: Маршрут, 2006.-302с.

30. Неверова О.А., Еремеева Н.И. Опыт использования биоиндикаторов в оценке загрязнения окружающей среды. М.,2006.-230с.

31. Макарова О.Ю. Определение величины предотвращенного ущерба. Санкт - Петербург, 2005.-20с.

32. Белова С.В. Безопасность жизнедеятельности. М.: Высшая школа, 2007.-616с.

33. Бадаев А.С. Проектирование средств защиты от опасных и вредных производственных факторов. Часть 1.С-Пб, 1995.-125с.

34. РД 32.15-91. Нормы искусственного освещения объектов железнодорожного транспорта (взамен ОСТ 32.9-81).М, 1992.-21с.

35. Махонько П.Ф., Подшивалов В.М., Шейнин И.И. Предупреждение и ликвидация последствий чрезвычайных ситуаций на железнодорожном транспорте. Часть 1. С-Пб: ПГУПС,2003.-186с.

40. Правила перевозок грузов железнодорожным транспортом. Сборник-книга1. М.: Юртранс, 2003.-712с.

Количество хранимого в одном резервуаре вещества, т

Тип и форма устройства для хранения АХОВ

гор. цил. резервуары

Транспортировка жидкого хлора осуществляется железнодорожным, автомобильным и водным транспортом. Транспортировка жидкого хлора должна осуществляться, по возможности, в обход крупных населённых пунктов и кратчайшим маршрутом с минимальным числом остановок и задержек в пути следования.

Жидкий хлор перевозят в специально предназначенных железнодорожных вагонах-цистернах, контейнерах и баллонах. Контейнеры с жидким хлором перевозят железнодорожным транспортом в полувагонах в вертикальном положении в один ярус, а также автотранспортом при горизонтальном расположении контейнеров в один ряд.

Баллоны перевозят по железной дороге в крытых вагонах (повагонными отправками) и в специальных контейнерах, а также автотранспортом.

Железнодорожные цистерны для перевозки хлора имеют полезный объём котла 32,1 или 45,5 м 3 . Давление в цистерне – до 16 атм. Грузоподъёмность – 47,6 или 55,8 т [13].

Таким образом, анализируя материал, рассмотренный в первой главе, а также физико-химические свойства хлора, его воздействие на человека, условия хранения и транспортировки, приходим к выводу, что основными методами локализации и ликвидации пролива (выброса) хлора из стационарного хранилища является перекачка из поддона в резервные ёмкости с помощью системы перекачки хранилища АХОВ, если последняя сохранила свою способность функционировать.

Также необходимо учесть, что в данном случае может быть полезным, а иногда и необходимым дополнительное обвалование участка пролива хлора. А если позволяют экономические возможности, то применимо закрытие пролива пеной, что является перспективным методом, а также постановка жидкостной завесы последняя в некоторых случаях не является целесообразным, в виду большого расхода материальных средств.

Второй случай, рассматриваемый в данной работе, это выброс хлора из железнодорожной цистерны в результате аварии, что представляет собой большую опасность. В первую очередь для населения, так как пролив (выброс) хлора происходит на подстилающую поверхность и этот фактор, учитывая объем цистерны – 50 тонн, создает условия для распространения АХОВ по поверхности и в атмосфере на большие расстояния.

В данной ситуации наиболее целесообразным способом локализации является обвалование пролива и постановка жидкостной завесы, а также закрытие пролива пеной и обеззараживание (нейтрализация) растворами нейтрализующих веществ.

Для расчета потребного количества сил и средств, необходимых для применения данных методов, целесообразным представляется рассмотреть математический аппарат для реализации данного вида расчетов.

2.2. Расчет сил и средств для выполнения работ по локализации

и ликвидации пролива хлора

2.2.1. Расчет сил и средств для обвалования пролива хлора

В данном случае, при разгерметизации (потере герметичности) стационарного хранилища с хлором объёмом 3000 тонн и железнодорожной цистерны объёмом 50 тонн, мы имеем ЧС с обстановкой второго типа. В этом случае часть АХОВ мгновенно испарится, образуя первичное облако смертельной концентрации, другая часть выливается в поддон или на подстилающую поверхность образуя вторичное облако.

Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).

КРУПНЫЕ ПРОМЫШЛЕННЫЕ АВАРИИ С ВЫБРОСОМ ХЛОРА

В табл. 15.1 указаны 18 случаев крупных аварий с хлором за период 1939 -1976 гг. Эти данные взяты из отчета [АСМНД979], который базируется на описаниях, приведенных в работе [Marshall,1977]. Кроме того, приведены краткие описания еще двух аварий, происшедших после 1979 г.

ТАБЛИЦА 15.1. Некоторые аварии с выбросом хлора

Некоторые из этих 18 аварий более детально описаны ниже. Информация, кроме специально оговоренных случаев, взята из работы [Harris,1981].

15.2.5. АВАРИЯ 10 ДЕКАБРЯ 1976 г. В БАТОН-РУЖ

(ШТ. ЛУИЗИАНА, США)

Авария, случившаяся в Батон-Руж (шт. Луизиана,США) 10 декабря 1976 г., описана также в работе [Eilers,1976]. Разлитие хлора массой в 90 т испарялось со скоростью 18 т/ч. Отметим, что в данном случае никто не погиб, хотя авария произошла вблизи крупного города. Это объясняется тем, что ветер отнес облако за реку Миссисипи (ширина реки около 1 км) на малонаселенную местность. В качестве меры предосторожности 10 тыс. студентов и 500 чел. местного населения были эвакуированы.

ТАБЛИЦА 15.1. Некоторые аварии с выбросом хлора (продолжение)

Некоторым работникам предприятия была оказана медицинская помощь.

Причиной утечки послужил относительно слабый взрыв смеси природного газа и воздуха. От ударной волны резервуар с хлором упал с поддерживающих опор. При падении на землю резервуар получил пробоину. Размеры пробоины не указаны. Наличие следующих условий уменьшило последствия от этой аварии: низкая плотность населения на пути движения облака; процесс утечки происходил медленно, так как пробоина имела малые резмеры; низкая температура воздуха (авария произошла в декабре).

15.2.6. АВАРИЯ 5 НОЯБРЯ 1947 г. В РАУМА (ФИНЛЯНДИЯ)

Причиной аварии послужили переполнение резервуара, не имевшего предохранительного клапана, и последующий разрыв оболочки резервуара.

Размер утечки составил 30 т. В результате погибли 19 человек, находившиеся в радиусе 150 м от резервуара. Люди, находившиеся в помещениях в 200 м от места утечки, не пострадали.

15.2.7. АВАРИЯ 31 ЯНВАРЯ 1961 г. В ЛА-БАРРЕ

(ШТ. ЛУИЗИАНА, США)

Эта авария не описана в работе [Harris,1981]. Описание аварии имеется в работе [Joyner,1962], в которой исследуются медицинские аспекты данного инцидента.

В результате железнодорожной катастрофы, вызванной сходом состава с рельс, из пробитой цистерны вылилось не менее 35 т хлора. Образовавшееся облако было частично ограничено защитной дамбой вдоль берега реки Миссисипи в направлении распространения. Отмечена массовая гибель домашних животных (49 свиней, 4 мула, 2 коровы, 1 лошадь, 320 кур). На основании местоположения трупов животных площадь зоны поражения оценена в 15 км2. Зона, в которой быстро погибли находившиеся там животные, была расположена в 2 км от места аварии. Согласно рисунку в работе [Joyner,1962], эта зона располагалась по направлению ветра.

Через 3 ч после аварии были взяты пробы воздуха на анализ; концентрация хлора составляла 1200 мг/м3 в 75 м от места аварии. Такой уровень загазованности сохранялся в течение 7 ч после аварии. Через 9 ч концентрация хлора снизилась до 24 мг/м3 в непосредственной близости от места аварии. Это объясняется тем, что скорость испарения многотонного разлития хлора весьма невысока.

В результате аварии пострадали 100 чел.; 15 чел. были отправлены в госпиталь, из которых один - 11-месячный младенец - умер через 5 ч с момента отравления. У 10 чел. развился отек легких, 5 чел. при поступлении в госпиталь находились в бессознательном состоянии. Пострадавшим назначали кислород и атропин. Умерший ребенок в момент аварии находился в доме на расстоянии 500 м от места утечки. Пытаясь спасти задыхавшегося ребенка, отец вынес его на улицу, однако этим только усугубил положение, так как концентрация хлора на улице была выше, чем в помещении. Другой двухмесячный младенец и его отец, находившиеся внутри этого дома, остались в живых.

15.2.8. АВАРИЯ 13 ДЕКАБРЯ 1926 г. В СЕНТ-ОБАНЕ (ФРАНЦИЯ)

В данной аварии образовалось разлитие 24 т хлора, в результате чего погибло 19 чел. Причиной аварии послужил внутренний взрыв, происшедший в результате реакции между хлором и водородом, который является побочным продуктом при электролизе. Погибшие люди в основном находились в радиусе 50 м от аварийного резервуара.

АВАРИЯ 24 ДЕКАБРЯ 1939 г. В ЗАРНЕШТИ

Во время этой аварии образовалось разлитие 24 т хлора и погибло 60 чел. Предполагается, что причиной утечки послужил разрыв оболочки резервуара под действием гидравлического давления. Погибшие люди находились в основном вокруг резервуара, но несколько человек на железнодорожной станции, расположенной в 250 м от места аварии, также погибли. Эта авария принесла два печальных рекорда: во-первых, 60 чел. погибших - это наибольшее число погибших за всю историю аварий с выбросом хлора; во-вторых, один из погибших находился на расстоянии около 800 м от места аварии - это наибольшее удаление от места аварии с выбросом хлора при летальном исходе для пострадавшего.

В момент аварии был легкий ветер и скорость дрейфа облака была мала. Многим людям удалось взобраться на возвышенности и таким образом избежать попадания в облако хлора.

15.2.10. АВАРИЯ 10 НОЯБРЯ 1979 г. В МИССИССАУГА (КАНАДА)

Эта авария не описана в работе [Harris,1981]. Причиной аварии послужил сход с рельсов 25 или 26 вагонов-цистерн, из которых в одном содержался хлор, в одиннадцати - пропан, в трех - толуол и в трех гидроксид натрия. Эта авария не имеет подробного описания в технической литературе. Вся приведенная ниже информация взята из репортажей газеты [SS.1979] с места аварии.

Причиной схода с рельсов послужило заклинивание буксы одного из вагонов вследствие перегрева. Цистерна с хлором (90 т) в результате схода с рельсов получила пробоину. После аварии цистерну, в которой оставалось 30 т хлора, залатали и оттащили с места происшествия. Местность вокруг цистерны с хлором была завалена обломками, несколько цистерн с пропаном загорелись. Одна из этих цистерн взорвалась, осколки разлетелись на значительное расстояние. Высказано предположение, что восходящие потоки воздуха от горящих цистерн предотвратили интенсивное рассеяние испарившегося хлора. Пожар продолжался в течение 6 дней, в его тушении принимали участие 100 пожарных.

О погибших или пострадавших не сообщалось. Полиция эвакуировала 200 тыс. жителей на площади в 125 км2. Для части населения эвакуация длилась около недели.

15.2.11. АВАРИЯ 1 АВГУСТА 1981 г. В ПОС. МОНТАНА

В результате железнодорожной катастрофы (отказ тормозов) 32 цистерны с хлором сошли с рельсов в узком ущелье. Образовалось разлитие 300 т хлора. Образовавшееся облако хлора накрыло поселок Монтана- примерно 20 домов. Погибло 17 чел. Считается, что до 500 чел. попали в загазованную зону, многие из них были с отравлением отправлены в госпиталь. Тысячи людей покинули близлежащий город Серритос.

*Данная авария подробно обсуждена на научной конференции в октябре 1981 г., материалы которой опубликованы в [Lane,1982]. В работе, в частности, подробно проанализированы организация и результаты оперативного мониторинга данной аварии. - Прим. ред.

15.2.12. ОБЗОР АВАРИЙ С ВЫБРОСОМ ХЛОРА

Обществом инженеров-химиков-технологов [IChemE,1985a] был сделан обзор аварий с выбросом хлора, где отмечается, что, за исключением одного все случаи гибели людей при таких авариях происходили в радиусе до 400 м, а основная часть погибших находилась на площади радиусом 250 м от места аварии.

Перевозка хлора железнодорожными цистернами

В работе описывается конструкция используемых вагонов-цистерн для перевозки хлора, даны основные требования к арматуре, обеспечивающие безопасность транспортировки.


Хлорная химия – одна из базовых отраслей химической промышленности в России. Целевым продуктом является каустическая сода (каустик), в ходе производства которой образуется еще более опасный хлор. Он негорюч, но пожароопасен, а в смеси с водородом взрывоопасен. При нагревании емкости в процессе перевозки хлор взрывается, оказывая удушающее действие на организм человека. В больших объемах его нельзя экспортировать и импортировать на дальние расстояния, поэтому целесообразнее размещать предприятия рядом с местами потребления. Не смотря на агрессивную среду хлора и каустика, значение их постоянно растет для обеспечения производственнохозяйственной деятельности человека, так как замена другими компонентами практически невозможна.

Тысячи предприятий являются потребителями хлора, среди которых представители химической промышленности, металлургия, целлюлозно-бумажные комбинаты. Значительным потребителем хлора являются объекты водоподготовки жилищно-коммунального хозяйства, которые используют хлор для обеззараживания питьевой воды.


Перевозка хлора и каустической соды осуществляется единственным видом транспорта – железнодорожные цистерны. Рост железнодорожных тарифов, в том числе на перевозку опасных грузов напрямую увеличивает стоимость готовой продукции примерно на 10%.

Маршруты перевозки хлора, по возможности, прокладывают вдали от крупных городов, с минимальным числом остановок и задержек в пути. Железнодорожные цистерны с хлором сопровождает специальная бригада в вагоне, оснащенном средствами защиты и ликвидации аварий. При возникновении аварии они способны оперативно выполнить первоначальные действия для предотвращения ее развития по негативному сценарию.

В России при перевозке жидкого хлора по железной дороге используются четырехосные цистерны двух основных моделей (15-1409 и 15-1556), грузоподъемностью порядка 50 тонн. Конструкция этих цистерн была разработана в середине прошлого века и морально устарела.


Хлор раздражает интерорецепторы слизистых дыхательных путей, что приводит к спазму мускулатуры бронхов, изменению деятельности сердца, раздражению дыхательного и сосудистого центров.

Таким образом, хлор является раздражающим газом удушающего действия, т. е. вызывает комбинированное токсикологическое воздействие на организм и относится к удушающим газам остронаправленного действия.

Концентрация хлора в воздухе, равная 1200 мг/м3 вызывает гибель 50 % подопытных животных при получасовом ингаляционном воздействии. Такую концентрацию называют средней смертельной (CL50). Смертельное отравление возможно при вдыхании в течение часа воздуха, содержащего хлор в количестве 100–150 мг/м3, или в течение 5 мин при концентрации хлора 250 мг/м3. Увеличение концентрации хлора в помещении до 2500 мг/м3 вызывает немедленную смерть. Вот почему важно соблюдать технические условия при перевозке этого опасного вещества. Равновесное давление насыщенных паров хлора в закрытом сосуде изображено на следующем рисунке.


Хлор во время перевозки имеет идентификационный номер Оон 1017. Его помещают в класс 2.3 с классификацией дополнительной опасности класс 8. Балланы и цистерны обязательно маркируются.

По железным дорогам сегодня перемещаются цистерны числом более 350 000 штук, и к ним ежедневно добавляются новые. И каждый такой вагон оснащен арматурой и фитингами; выполняемые ими функции критически важны и обеспечивают безопасность погрузки, транспортировки и разгрузки перевозимых продуктов.

Хотя индустрия вагонов-цистерн в последние пару лет имеет плохую прессу из-за нескольких катастроф, в целом, согласно статистике, железнодорожные цистерны безопасны и надежны: 99,998% всех цистерн проходят путь от загрузки до разгрузки без аварий. Существуют три вида вагонов-цистерн: низкого давления, высокого давления и криогенные. Кроме того, они подразделяются на изотермические и неизотермические.

Каждая цистерна оснащена, по меньшей мере, двумя клапанами – на входе/выходе и предохранительным. Арматура устанавливается либо наверху цистерны в центре, либо, что гораздо реже, в центре внизу. Необходимость в основном клапане на входе/выходе очевидна: после заполнения цистерны среда должна в ней удерживаться. Наличие предохранительного клапана необходимо в силу того, что, как и в любом сосуде, заполненном какой-либо средой под давлением, в цистерне в результате изменения температуры и расширения среды может возникнуть избыточное давление. В некоторых случаях необходим вакуумный предохранительный клапан, предотвращающий от разрыва пустую цистерну. В основном, используются именно предохранительные клапаны, но в отдельных случаях находят применение и устройства с разрывной мембраной или с разрывным стержнем.

Большая часть цистерн оснащена паровыми змеевиками, что позволяет перед разгрузкой поднять температуру цистерны и облегчить выгрузку вязких и полутвердых веществ.

Как правило, змеевики прогреваются паром на разгрузочной площадке, для таких вагонов-цистерн необходимо предусмотреть дополнительные клапаны на входе и выходе для управления расходом пара. Кроме предохранительных устройств, сегодня на вагонах-цистернах устанавливают либо шаровые краны, либо угловые запорные клапаны. В некоторых случаях могут применяться также конусные или цилиндрические краны, хотя за последние десятилетия их использование существенно сократилось. Распространенности своего применения шаровые краны обязаны компактной конструкции, но к этой конструкции предъявляется и ряд особых требований. Корпус из двух частей, муфтовые присоединительные концы с удлиненным патрубком, присоединяемым к корпусу. Кроме того, строительные длины шаровых кранов для железнодорожных цистерн, как правило, несколько меньше, чем у общепромышленных.

Для некоторых специальных условий эксплуатации применяется арматура с угловым корпусом, например, для транспортировки хлорщелочных средства.

Разрешения на применение арматуры той или иной конструкции для железнодорожных цистерн выдает комитет AAR по вагонам-цистернам. Утвержденные конструкции арматуры пересматриваются каждые 10 лет. Это предохранительные устройства, вакуумные предохранительные клапаны и запорная арматура для жидких сред и пара, применяемая при загрузке и разгрузке.

Разрешение на применение арматуры для одной категории грузов вовсе не означает, что ее можно применять и для других категорий. Категории грузов могут быть следующими:

„ – редкие и коррозийные среды;

„ – вещества, твердеющие при нагреве;

„ – среды, требующие поддержания особой температуры.

Остаточный ресурс стенки резервуара определяют как сумму циклов по двум стадиям циклического разрушения:

N0- число циклов до образования макротрещин;

NP – число циклов до образования лавинообразной трещины.

Остаточный ресурс стенки резервуара с учетом коррозии должен вычисляться по формуле:

N0 – ресурс стенки резервуара без учета коррозионного воздействия;

ẞkc – коэффициент влияния среды, для частот до 1,0 Гц.

λ - коэффициент коррозии.

Зная остаточный ресурс резервуара, остаточный срок службы можно определить по формуле:


n0 – годовая оборачиваемость или число полных циклов заполнения резервуара, 1/год.

Определяют критическую длину трещин Lкр по формуле:


Материалы штоков предохранительных клапанов на давление 75 psig и выше не могут быть легкообрабатываемыми, холоднокатанными (если это не отпущенная сталь) или литыми.

Арматура, устанавливаемая на вагоны-цистерны для хлор-щелочных сред, и требования к ней приведены в подробных спецификациях, разработанных Институтом хлора. К хлорщелочным средам относятся: хлор, каустическая сода, едкий калий, гипохлорид натрия и хлороводород.

Для таких высококоррозионных химикатов необходима специально разработанная арматура с учетом жестких требований к материалам и конструкциям, которые они диктуют.

Наиболее применяемые стандарты CI по арматуре:

  • „ Инструкция 6 Системы трубопроводов для сухого хлора;
  • „ Инструкция 98 Рекомендованные практики погрузки (разгрузки) соляной кислоты в вагоны-цистерны;
  • „ Инструкция 166 Руководство по угловым клапанам для транспортировки хлора наливом;
  • „ Инструкция 168 Руководство по применению сдвоенных (спаренных) клапанных систем для транспортировки хлора наливом.

В CI составлен перечень утвержденных производителей арматуры для хлора. Разрешенные к применению конструкции описаны в инструкциях 166 и 168, где приведены чертежи каждой такой конструкции.

Угловые клапаны по-прежнему остаются оптимальным вариантом при выборе арматуры для погрузки и разгрузки хлор-щелочных сред. Базовые конструкции угловых клапанов успешно применяются в устройствах смотровых люков наверху цистерны.

Поскольку среды, на которых работает арматура, высоко коррозионные, для изготовления узлов затворов используются такие материалы как хастеллой и монель, в качестве набивки сальника – тефлон. Для достижения более высоких показателей герметичности по отношению к внешней среде и сокращения выбросов в атмосферу Институтом хлора одобрена также конструкция сильфонных клапанов.

Признанная CI арматура – это высокотехнологичный продукт, и ее конструкциями предусмотрена легкость ремонта (как на месте эксплуатации, так и в мастерской), что весьма ценно, потому как зачастую такие работы выполняют механики компаний, эксплуатирующих вагонный парк, а не сервисные службы арматурных компаний.

Ремонт арматуры вагонов-цистерн должен проводиться на производственных мощностях, аттестованных AAR. У AAR есть несколько уровней аттестации предприятий, обслуживающих вагоны-цистерны: от А до L. Компании, занимающиеся только ремонтом арматуры вагоновцистерн но не самих цистерн, должны быть аттестованы по классу F.

Основные предложения по модернизации парка цистерн касаются их корпуса и сцепки, но не забыта и арматура. Предложения по ее усовершенствованию, в основном, касаются предохранительных устройств.

Одно из таких предложений – это отказ от применения разрывных мембран и разрывных стержней или других предохранительных устройств разового срабатывания, их следует заменить обычными предохранительными клапанами. Другим улучшением могло бы стать требование использовать предохранительные клапаны с высокими расходными характеристиками.

Предлагаемые улучшения дают ощущение безопасности, но их ведь еще надо внедрить, а это большая проблема.

Список литературы:

Читайте также: