Сгустители, пульповоды и насосное хозяйство ЗИФ: износ, аварии и требования к документации

Пульповое хозяйство изнашивается быстрее всего остального на фабрике и дороже всего обходится при отказе. Порыв пульпопровода на трассе к хвостохранилищу — это одновременно остановка передела, разлив на рельеф, работа по ликвидации последствий, уведомление надзорных органов и расследование. При этом на стадии проектирования и комплектации пульповое хозяйство традиционно проходит по остаточному принципу: насосы взяли по каталогу, трассу проложили, схему износа никто не считал.

Разбираем участок по элементам: сгустители, зумпфы, грунтовые насосы, трассы, запорная арматура и узлы переключения. Отдельно — что относится к техническим устройствам с требованиями промышленной безопасности, как организовать контроль износа и какие документы должны быть у заказчика. Сооружения хвостового хозяйства — дамбы, чаши, водосбросные сооружения — здесь не рассматриваем: это отдельный предмет с собственным регулированием.

Из чего состоит пульповое хозяйство

Сгустители. Радиальные или пластинчатые, с приводом граблин, механизмом подъёма фермы, узлом подачи флокулянта, кольцевым желобом слива и разгрузочным конусом. Ёмкость большая, конструкция крупногабаритная, нагрузки на опорные конструкции значительные.

Зумпфы и приямки. Приёмные ёмкости под насосы, перекачные и аварийные зумпфы, дренажные приямки. С точки зрения охраны труда — открытые ёмкости, проёмы и работа в замкнутом пространстве при чистке.

Грунтовые и шламовые насосы. Центробежные насосы с износостойкой проточной частью, приводы, регулирование, уплотнения, рамы и фундаменты. Работают на абразивной среде в тяжёлом режиме, замена проточной части — регулярная операция.

Трубопроводы. Внутрифабричные пульповоды, напорные линии от насосных до хвостохранилища и линии оборотной воды обратно. Плюс опоры, компенсаторы, переходы через дороги и водотоки, теплоспутники и теплоизоляция в холодном климате.

Арматура и узлы переключения. Задвижки и затворы, обратные клапаны, узлы переключения ниток, узлы промывки и опорожнения, дренажные ёмкости.

Почему рвутся пульпопроводы

Причины повторяются, и все они прогнозируемы:

• Абразивный износ стенки — неравномерный по сечению и по длине трассы. На прямых участках максимум износа обычно в нижней части сечения, на отводах — по внешней стороне поворота. Труба, у которой в среднем всё хорошо, рвётся там, где стенка ушла локально.
• Отводы, тройники и переходы диаметра — узлы, где скорость и направление потока меняются, изнашиваются кратно быстрее прямых участков.
• Гидроудар при аварийной остановке насосов, при закрытии арматуры и при пуске на заполненную линию.
• Заиливание и забивка при остановке без промывки, последующий пуск на забитую линию с ростом давления.
• Замерзание линий и дренажей в зимний период, разрушение опор и компенсаторов от температурных деформаций.
• Коррозия и усталость сварных швов, дефекты монтажных стыков, просадка и разрушение опор.

Ни одна из этих причин не наступает внезапно. Все они видны в измерениях — если измерения ведутся.

Что относится к техническим устройствам и когда нужна экспертиза

Насосы, сгустители, арматура и трубопроводы — технические устройства. Требования промышленной безопасности к ним применяются, если они применяются на опасном производственном объекте. Признаки отнесения объекта к ОПО перечислены в приложениях к Федеральному закону № 116-ФЗ; на фабрике они обычно приходят от реагентного и цианистого хозяйства, от оборудования под избыточным давлением, от подъёмных сооружений. Пульповые линии и насосные оказываются в границах объекта, если входят в состав его технологической схемы.

Основания для проведения экспертизы промышленной безопасности технического устройства установлены законом и сводятся к нескольким типовым случаям: истечение назначенного срока службы или назначенного ресурса; отсутствие в технической документации данных о сроке эксплуатации, когда фактический срок превысил двадцать лет; проведение работ, связанных с изменением конструкции или заменой материала несущих элементов; применение после аварии, если проводился восстановительный ремонт несущих конструкций. Точные формулировки и их действующую редакцию сверяйте по справочно-правовой системе, а не по внутренним инструкциям десятилетней давности.

Практический момент: на пульповом хозяйстве экспертиза чаще всего нужна не потому, что оборудование старое, а потому что оно перебрано. Замена участка трассы другим материалом, перетрассировка, изменение диаметра, восстановительный ремонт корпуса сгустителя — всё это может подпадать под изменение конструкции, и разбираться с этим лучше до работ, а не после.

Что должно быть в документах

Комплект по участку:

• исполнительные схемы всех пульповых и водоводных линий с нумерацией участков, отводов, арматуры и узлов переключения, совпадающей с маркировкой на местности;
• гидравлические расчёты с проектными скоростями и давлениями, расчётный ресурс по износу, обоснование выбора материала и толщины стенки;
• решения по защите от гидроудара и порядок пуска и остановки насосов, увязанный с работой арматуры;
• сертификаты на трубы и фасонные части, документы на футеровку или полимерные покрытия, если они применяются;
• исполнительная документация на монтаж: журнал сварочных работ, сведения об аттестации сварщиков и технологии сварки, результаты неразрушающего контроля стыков, акты испытаний на прочность и плотность;
• документы на опоры, компенсаторы, переходы через дороги и водотоки, акты освидетельствования скрытых работ;
• паспорта на насосы, сгустители, арматуру с назначенными сроками службы, руководства по эксплуатации на русском языке;
• перечень средств измерений с поверкой: манометры на напорных линиях, расходомеры, плотномеры, датчики уровня в зумпфах и сгустителях;
• журналы наработки, ремонтов и замены проточных частей насосов и участков трасс;
• результаты замеров толщины стенок с привязкой к конкретным точкам и датам.

Контроль износа: как это должно работать

Толщинометрия по пульповодам — не разовая процедура перед проверкой, а постоянная система. Что в неё входит:

• карта точек контроля: отводы по внешней стороне поворота, участки после тройников и переходов, нижняя образующая прямых участков, зоны перед и после арматуры, участки с известной историей отказов;
• маркировка точек на трассе, чтобы повторные замеры делались там же, а не рядом;
• периодичность, привязанная к фактической скорости износа, а не к календарю «раз в год для всего»;
• ведение замеров в единой базе с расчётом скорости утонения и прогнозом остаточного ресурса по каждой точке;
• установленные браковочные значения толщины и порядок действий при их достижении — до того, как порвётся, а не после;
• практика поворота труб вокруг оси и плановой замены отводов как штатное мероприятие, оформленное регламентом;
• регламент обхода трасс с указанием маршрута, периодичности, фиксируемых признаков — свищи, потения, подтёки, просадка опор, состояние дренажных ёмкостей — и порядка записи результатов.

Отдельно — обвалование, лотки и дренажные ёмкости по трассе, аварийные ёмкости у насосных и порядок сбора пролива. Это то, что превращает порыв из экологического инцидента в локальную аварию, ликвидируемую за смену.

Насосные станции и работа персонала

По насосным смотрят вещи, которые редко попадают в проект, но всегда всплывают на проверке: ограждения муфт и приводов, блокировки, аварийные остановы в зоне доступа, площадки обслуживания и стационарные лестницы, грузоподъёмные механизмы для снятия проточной части с оформленными освидетельствованиями, схемы строповки, приточно-вытяжная вентиляция помещения, освещение и аварийное освещение, протоколы электроизмерений и заземления, порядок блокировки пуска на время ремонта.

Работы в зумпфах и внутри сгустителей выполняются как работы в замкнутом пространстве: наряд-допуск, контроль среды, страховка, наблюдающий, средства эвакуации. Инструкции должны быть написаны под конкретные ёмкости объекта, а не скопированы из типового сборника.

Когда по итогам обследования на несколько позиций нужна экспертиза промышленной безопасности, а передел стоит, критичен срок. НПИ «Недра» сделало под такие ситуации сервис «Блиц-эксперт»: заявку сразу видят все эксперты, аттестованные по нужной области, первый свободный берёт её в работу, срок — от одного дня, цена по тарифу института видна до регистрации, оплата двумя частями по 50%, рекомендации и исправленная документация ходят внутри заявки без ограничения по числу раундов, заключение приходит с электронной подписью.

Действующие нормативные акты и разъяснения публикуются на сайте Ростехнадзора. Ответственность за нарушение требований промышленной безопасности установлена статьёй 9.1 КоАП РФ и включает административное приостановление деятельности.

НПИ «Недра» закрывает пульповое хозяйство целиком: неразрушающий контроль и толщинометрия трасс собственной лабораторией, экспертиза промышленной безопасности технических устройств, обследование строительных конструкций насосных и опор, разработка планов мероприятий по локализации и ликвидации последствий аварий, обучение и аттестация персонала. Если трасса до хвостохранилища ни разу не проходила системную толщинометрию — начинать надо с карты точек контроля, а не с замены труб наугад.

Фото: Carol (vanhookc), Flickr, CC BY-SA 2.0