Способ изменения концентрации взрывоопасной газовой среды на безопасную внутри контейнера
Владельцы патента RU 2695611:
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ") (RU)
Изобретение относится к исследованию материалов, а именно к способам обезвреживания взрывоопасной газовой среды внутри транспортного контейнера, и может быть использовано при работах по вскрытию контейнеров с неизвестной газовой средой, находящихся длительное время в эксплуатации. Способ включает создание в контейнере инертной атмосферы с использованием инертного газа и выдерживание контейнера до установления безопасной концентрации газовой среды. Вскрытие контейнера осуществляют силовым воздействием на боек, установленный в направляющей, расположенной по контуру смотрового окна контейнера. В образовавшееся отверстие через канал в бойке подают инертный газ до достижения безопасной концентрации взрывоопасной газовой смеси. При этом направляющая и боек выполнены из материала, исключающего возникновение искры при взаимодействии их с контейнером. Достигается обеспечение безопасности за счет предотвращения риска возгорания или взрыва при вскрытии контейнера; возможность дистанционного управления процессом выпуска взрывоопасной газовой смеси из контейнера и заполнения его инертным газом до нужного объема и достижения безопасной концентрации газовой среды. 2 ил.
Изобретение относится к исследованию материалов, а именно, к способам изменения концентрации взрывоопасной газовой среды внутри транспортного контейнера, и может быть использовано при работах по вскрытию контейнеров с неизвестной газовой средой, находящихся длительное время в эксплуатации.
Актуальность решаемой проблемы основана на создании безопасных условий работы при вскрытии контейнеров с взрывоопасной газовой средой с целью их разборки, проветривания, замены поглотителя влаги или утилизации. Накопленные в процессе эксплуатации взрывоопасные токсичные вещества выше предельно-допустимых концентраций могут привести, за счет возникновения искры при вскрытии в обычных условиях, к пожару, взрыву и нарушению экологической обстановки.
Известен способ сбрасывания и ликвидации взрывоопасных и токсичных газов, применяемый в машиностроении. При данном способе весь объем взрывоопасных и токсичных газов из технологических установок через обратный клапан поступает в линию магистрального газопровода с целью их сжигания. (Патент РФ №2422177, МПК А 62С 3/04, опубл. 27.06.2011 г.)
К недостатку данного способа относится тот факт, что на транспортных контейнерах не предусматривается устройство обратного клапана для сброса избыточного давления. Так же не на всех транспортных контейнерах имеется клапан для отбора проб газовой среды, через который можно было бы осуществить выпуск водорода и других легких газообразных веществ с целью сброса избыточного давления и проветривания транспортного контейнера.
Известен способ вытеснения инертным газом токсичной смеси с целью регулирования атмосферы камеры дожигания после продувки ее водородом. (Патент РФ №2035809, МПК Н01M 8/04, опубл. 20.05.1995 г.)
Недостатком применения данного способа является невозможность его применения с целью вскрытия транспортного контейнера и выпуска водорода, невозможность, при обычных условиях, обеспечения безопасной и стабильной атмосферы и экологической безопасности из-за возникновения риска возгорания, взрыва или выхода токсичных продуктов в окружающую среду.
В качестве прототипа заявляемого изобретения выбран «Способ регулирования газовой среды в контейнере, содержащем горючие газообразные вещества» (Патент РФ №2530448, МПК G01N 7/00, опубл. 10.10.2014 г.)
Согласно известному способу, контейнер, снабженный съемной крышкой, помещают в герметичный сосуд. В свободное пространство, образовавшееся между стенками герметичного сосуда и контейнером, погружают шарик, заполненный гелием и снабженный грузом, массу которого подбирают так, чтобы шарик, заполненный гелием, с грузом находился во взвешенном состоянии в аргоне. Заполняют промежуточный объем между стенкой контейнера и стенкой сосуда с инертным газом (аргоном) для вытеснения воздуха до момента, когда шарик, заполненный гелием и снабженный грузом, поднимется до границы съемной крышки и горловины контейнера. Затем продолжают подачу аргона и одновременно приоткрывают съемную крышку контейнера на высоту, достаточную для выпуска излишка горючих или токсичных газообразных продуктов из контейнера в герметичный сосуд с аргоном. После чего фиксируют съемную крышку над горловиной контейнера с помощью прокладок.
К недостаткам прототипа относятся следующие факторы: 1) применение способа возможно только после определения концентрации горючей составляющей газовой среды внутри контейнера;
2) при отвинчивании болтов крепления крышки существует опасность ее срыва, т.к. неизвестна величина избыточного давления внутри транспортного контейнера;
3) предусматривается «ручной» способ отвинчивания болтов крепления крышки транспортного контейнера, т.е. наличие не менее двух человек при проведении особо опасных работ;
4) в эксплуатации находится большое количество контейнеров разных типов размеров и конструкций, что приводит к необходимости изготовления аналогичного количества комплектов технологической оснастки для вскрытия контейнеров.
Задачей изобретения является изменение концентрации взрывоопасной газовой среды на безопасную внутри транспортного контейнера и повышение безопасности работ.
Технический результат, обеспечиваемый при использовании предлагаемого способа, заключается
- в обеспечении безопасности при вскрытии контейнера за счет предотвращения риска возгорания или взрыва при вскрытии контейнера,
- в возможности осуществления дистанционного управления процессом выпуска взрывоопасной газовой смеси из контейнера и заполнения его инертным газом до нужного объема и достижения безопасной концентрации газовой смеси.
- в обеспечении возможности продолжения исследования процесса хранения изделий в контейнерах за счет замены взрывоопасной газовой среды в контейнере на безопасную, -в снижении трудозатрат на проведение работ.
Для решения указанной задачи и достижения технического результата заявляется способ изменения концентрации взрывоопасной газовой среды на безопасную внутри контейнера путем его вскрытия. Данный способ предусматривает создание в контейнере инертной атмосферы с использованием инертного газа, выдерживание контейнера до установления безопасной концентрации газовой среды. При этом, вскрытие контейнера осуществляют силовым воздействием на боек, установленный в направляющей, расположенной по контуру смотрового окна контейнера, после чего в образовавшееся отверстие через канал в бойке подают инертный газ до достижения безопасной концентрации взрывоопасной газовой смеси. При этом, направляющая и боек выполнены из материала, исключающего возникновение искры при взаимодействии их с контейнером.
Указанная задача и результат достигается за счет того, что:
1) избыточное давление сбрасывается не при открывании крышки контейнера, а через вскрытое смотровое окно контейнера при закрытой крышке, что повышает безопасность процесса;
2) материал бойка и направляющей исключают возникновение искры при выдавливании стеклянного смотрового окошка контейнера;
3) подача инертного газа осуществляется через разрушенное смотровое окно контейнера до заполнения определенного объема и достижения безопасной концентрации газовой среды; после чего снимается крышка.
4) смотровые окошки одного типа размеров имеются на всех видах контейнеров. Расположение смотровых окошек возможно только в двух местах: на верхней торцевой части крышки и на боковой поверхности крышки контейнера. Поэтому требуется только 2 типа приспособлений для вскрытия контейнеров (используется универсальная оснастка), что значительно снижает затраты на проведение работ.
5) приспособления, необходимые для осуществления операций способа, допускают как ручное вскрытие контейнера, так и дистанционное, что положительно влияет на безопасность проведения работ.
На фигуре 1 показана схема крепления устройства для вскрытия контейнера, у которого смотровое окно находится на верхней торцевой поверхности крышки.
На фигуре 2 показана схема крепления устройства для вскрытия контейнера, у которого смотровое окно находится на боковой поверхности
На фиг. 1 и фиг. 2 приведены следующие обозначения:
1 - контейнер
2 - смотровое окно
3 - направляющий стакан
4 - боек
5 - силовой привод
6 - упорная планка
7 - подвижная пята
8 - резьбовая шпилька
9 - захват
10 - бандаж
Вскрытие контейнера, у которого смотровое окно находится на верхней торцевой поверхности крышки, представлено на фиг. 1.
К контейнеру 1 крепится универсальная упорная скоба, состоящая из упорной планки 6 с подвижной упорной пятой 7, в которой находится направляющий стакан 3 с бойком 4, изготовленные из материала, исключающего появление искры при трении (например бронзы, алюминия и т.п.), резьбовых шпилек 8 и захватов 9. В бойке выполнены сквозные осевые каналы. На торцовую поверхность бойка 4 передается нагружение от силового привода 5, или нагружение бойка 4 осуществляется непосредственно на рабочем месте. Можно использовать гидравлический или электрический привод, если нагружение бойка 4 проводится дистанционно, из соседнего помещения, здания или каземата.
При монтаже на контейнер 1 универсальной упорной скобы с входящей в нее подвижной упорной пятой 7, можно менять высоту резьбовых шпилек 8 и межцентровых расстояний в упорной планке 6, обеспечивая требуемую высоту и диаметр в зависимости от конструкции контейнера. Кроме того, подвижная упорная пята 7 устанавливается соосно с вертикальной осью бойка 4.
Поджатием гаек резьбовых шпилек 8 (до резкого возрастания усилия) обеспечивается (без зазоров) плотная сборка всей конструкции.
Осуществляется нагружение бойка 4 с использованием силового привода 5 до разрушения смотрового окна 2.
Заявляемый способ предполагает проведение следующих основных операций.
Устанавливают на контейнер 1 упорную планку 6 с подвижной упорной пятой 7. в которую вставляют направляющий стакан 3 с бойком 4, при этом направляющий стакан 3 ориентируют по контуру смотрового окна 2 контейнера 1.
Силовым воздействием на боек 4 продавливают смотровое окно 2 контейнера. Боек 4 опускается ниже поверхности крышки контейнера 1.
В образовавшееся отверстие через каналы в бойке 4 выходит водород и летучие токсичные соединения, образующиеся в процессе хранения изделий.
После 30 минутного проветривания контейнера через боек 4 подают инертный газ до заполнения контейнера 1 на 100% свободного объема. Инертный газ опускается на дно контейнера и вытесняет водородо-воздушную смесь.
После заполнения контейнера инертным газом, откручиваются болты крепления крышки контейнера и крышка контейнера снимается. Из контейнера извлекают индикатор влажности и поглотитель влаги, оценивают визуально состояние частей изделия. В каждом конкретном случае принимают решение по дальнейшему использованию изделия.
Аналогичные операции проводятся для контейнеров, у которых смотровое окно 2 находится на боковой поверхности контейнера (фиг. 2) и проводятся технологические операции, описанные выше. С той лишь разницей, что универсальная упорная скоба крепится к контейнеру 1 через бандаж 10.
Способ изменения концентрации взрывоопасной газовой среды на безопасную внутри контейнера путем его вскрытия, включающий создание в нем инертной атмосферы с использованием инертного газа, выдерживание контейнера до установления безопасной концентрации газовой среды, отличающийся тем, что вскрытие контейнера осуществляют силовым воздействием на боек, установленный в направляющей, расположенной по контуру смотрового окна контейнера, после чего в образовавшееся отверстие через канал в бойке подают инертный газ до достижения безопасной концентрации взрывоопасной газовой смеси, при этом направляющая и боек выполнены из материала, исключающего возникновение искры при взаимодействии их с контейнером.
