Развитие научно-технических основ совершенствования оборудования для газопламенной обработки материалов с целью обеспечения безопасности технологических процессов

• Автор: Капустин, Олег Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.03.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 307 с. : ил. + Прил. (373 c.: ил. )

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЩИЙ ПОДХОД К ОЦЕНКЕ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ СИСТЕМ Г АЗОПИТАНИЯ ПРИ ГАЗОПЛАМЕННОЙ

ОБРАБОТКЕ МАТЕРИАЛОВ

1.1 Аварии при газопламенной обработке материалов

и оценка их последствий

1.2.Технология, оборудование и процессы газопитания

1.2.1. Основные характеристики горючих газов

1.2.2. Источники и системы газопитания

1.2.3. Устойчивость пламени и возникновение обратного удара.

1.3. Анализ типовых ошибок при проектировании и производстве газопламенного оборудования
1.4. Современное состояние отечественного автогенного оборудования..
1.4.1. Подотрасль автогеники в настоящее время
1.4.2. Нормативно-техническое обеспечение производства
1.4.3. Обеспечение безопасности газосварочных работ
1.5. Существующие способы защиты газовых сетей от распространения пламени
1.6. Постановка цели и задач исследований
2. МОДЕЛИРОВАНИЕ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РИСКА АВАРИЙ В ИНДИВИДУАЛЬНЫХ СИСТЕМАХ ГАЗОПИТАНИЯ НА ОСНОВЕ ЛОГЖО-ВЕРОЯТНОСТНЫХ МОДЕЛЕЙ ОТКАЗОВ
2.1. Понятие риска и методы его оценки
2.2. Выявление и анализ опасностей аварий
2.3. Оценка масштабов возможных зон поражения и последствий
2.4. Прогнозирование индивидуального риска
с использованием метода “Дерево отказов”
Выводы

3. ИССЛЕДОВАНИЕ УСЛОВИЙ ПРОСКОКА ПЛАМЕНИ
В ПОРИСТЫХ СРЕДАХ ПРИ НАЛИЧИИ ВСТРЕЧНОГО
ПОТОКА ГОРЮЧЕЙ СМЕСИ
3.1 Модели проскока пламени в условиях встречного
потока горючей смеси
3.1Л. Проскок пламени при разогреве холодной
поверхности пористого элемента
ЗЛ.2. Проскок пламени при фильтрационном горении
3.2. Исследования влияния встречного потока горючей смеси на условия проскока пламени в пористых элементах
3.2.1 Методика испытаний при распространении пламени в водород-воздушных и водород-кислородных
смесях
3.2.2. Исследования и анализ результатов
3.2.3. Методика испытаний при детонационном режиме распространения пламени в ацетилено-кислородных
смесях
3.2.4. Исследования и обсуждение результатов
3.3 Влияние особенностей конструктивного оформления пористого
элемента на эффективность задержки пламени
3.3.1. Влияние толщины и формы пористого элемента
на время проскока пламени
3.3.2 Влияние нестационарных процессов
на задержку пламени
Выводы
4. ИССЛЕДОВАНИЕ БЫСТРОДЕЙСТВИЯ ПОДВИЖНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СРАБАТЫВАНИЯ ОТСЕЧНЫХ КЛАПАНОВ ПО ДАВЛЕНИЮ
4.1. Методика определения параметров движения
4.2. Оценка элемента поршневого типа
4.3. Оценка элемента мембранного типа
4.3.1. Исследование и предупреждение возможности вторичного воспламенения смеси при ее адиабатическом сжатии в объеме защищаемого устройства
Выводы
5. ОПТИМИЗАЦИЯ ЗАЩИТЫ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ
СИСТЕМ ГАЗОПИТАНИЯ
5.1. Анализ конечного события при минимальном
аварийном сочетании отклонений (МАС)
5.1.1. МАС при перетоке газов
5.1.2. МАС при выбросе или утечке горючего газа
5.1.3. МАС при обратном ударе
5.2. Оптимизация защиты систем газопитания от аварий
5.3. Требования к испытаниям защитных устройств
Выводы
6. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАДЕЖНОСТИ СИСТЕМ ИНДИВИДУАЛЬНОГО ГАЗОПИТАНИЯ
6.1. Реновация газосварочного инструмента - горелок и резаков.
6.2. Разработка и испытание защитных устройств
6.3. Нормативно - методическая документация и сертификация оборудования и аппаратуры
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
Приложения - отдельной книгой
Приложение 1. Альбом. Промышленная безопасность систем
индивидуального газопитания при ГОМ и уровень риска (РД - 2061.
1005-00). ВНИИавтогенмаш, М. 2000.
Часть I. Прогнозирование риска аварий на основе логиковероятностных моделей отказов.
Таблица 1.
Основные физические и тепловые свойства горючих газов [7]
Наименование горючего газа и химическая формула ^ “ и І7 і з І і'"? аіх С « Температура °С Пределы взрывае-мости, % содержания горючего в смеси 8 І Я ||[|
Я ° м “■ Темпера пламени с кислороді І 5 2 ! і І Критиме давление, і критичес й кипения воздухом кпелоро- і
Ацетилен С;Н; 12600 3100-3200 1,0 1.09 61,65 +35,54 -81,0 -83,6 2,1-100 2,3-100 1.
Водород Н2 2400 2100-2500 5,2 0,084 12,8 -239,8 -259,2 -252.8 3,3-81,5 2,6-95 0,4 1,
Метан СМ, 8000 2000-2200 1,6 0,67 45,7 -82.5 -182.5 -161.7 4,8-16,7 5-59,2 2,
Этан С2Н5 14400 2200 1.27 -172.1 -88.5 3,1-15,0 4,1-50,
Пропан СзНа 20800 2600-2750 0.65 1,88 42 +96,8 -189,9 -42,6 2,0-11 2,0-48 3,5-4,0 0,
Бттан С+Нц, 27800 2400-2500 0,45 2,54 36 +152 -139 -0,6 1.5-8,5 3,0-4,5 3,5-4,
Пропан-бутан 20600 2000-2100 0,6 1,867 2,17-9,5 3,54,
Этилен С 14220 2900 0,9 1.17 2,7-36 2
Окись углерода СО 2800 2600-2800 4,5 1,16 34,5 -140,2 -205 -191,5 11,4-77,5 15,5-93,
Сланцевый газ 2 3000-3400 1500-2000 4,0 0.74-1,0 0,7 0,
Коксовый газ 2 3500-4400 2000-2200 3,2 0,4-0,55 7-21 0,8-0,9 0,
Природный газ " 7500-9000 2000-2200 1,8 0,68-0,9 4,8-14,0 1,7-2,1 0,
Нефтяной (попутный) газ ' 8700-14800 2000-2400 1,2 0,87-1,37 3.5-16,3 1,9-2,9 0.
Городской газ “ 4100-5000 2000-2300 3,0 0,84-1,05 3,8-40 8.5-73,6 1,2 0,
11иролизный газ 7500-9000 2000-2400 1,8 0,65-0,
МАПП или МАФ 21200 2800-2900 0,55 1,76 +120,0 3,4-10,8 2
Пары бензина (~С7Нц) 10 тыс. ккал/кг 2400 0,7-0,74 0,7-6,0 2,1-28,
Пары керосина (~С7Ни) 10 тыс ккал/кг 2300 0.79-0,82 1,4-5,
Критическая температура - температура, выше которой газ не переходит в жидкое состояние ни при каком давлении ‘2 Данные относятся к средним составам этих газов.
Широкие пределы изменения плотности, температуры пламени и теплоты сгорания объясняются изменяющимся химическим
составом указанных газов, зависящим от месторождения или места производства.