Специализированные цистерны для перевозки серной кислоты — устройство, особенности

Серная кислота – опасный груз, для транспортировки которого должна использоваться специальная тара, устойчивая к воздействию агрессивного соединения. Организация перевозки этого вещества – сложная и ответственная процедура, так как безопасность находится на первом плане. Тарой для нерасфасованной серной кислоты служат цистерны-кислотовозы, обладающие рядом специфических характеристик.

Особенности груза

Серная кислота – вязкая гигроскопичная едкая жидкость с высокой плотностью, которая не имеет цвета и запаха. Соединение находит широкое применение при производстве аккумуляторов, солей, красителей и лекарственных средств.

Опасности серной кислоты:

• риск самопроизвольного взрыва;

• приводит к серьезным химическим ожогам;

• относится к сильнейшим окислителям.

Учитывая эти характеристики, становится очевидно, что транспортировка опасного груза требует создания особых условий. Специализированные цистерны отличаются от универсальных наличием футеровки из кислотоустойчивого материала. Они должны быть чистыми, герметично закрывающимися.

Особенности транспортной тары

Основные характеристики цистерн для серной кислоты – надежность и безопасность. Тара должна обладать высокими прочностными характеристиками, устойчивостью к воздействию содержимого и не допускать утечки груза. 

Выбор модели кислотовоза определяет концентрация кислоты. Для ее перевозки используются цистерны из различных кислотоустойчивых материалов:

• нержавеющая сталь;

• гуммированные;

• углепластиковые.

В зависимости от используемого вида транспорта цистерны специального назначения могут устанавливаться на автомобильное шасси или размещаться в стальном каркасе. Последние представляют собой танк-контейнеры. Эта универсальная тара с размерами стандартных сухогрузных 20- или 40-футовых контейнеров может использовать в автомобильных, железнодорожных и морских перевозках.

Характеристики цистерн для серной кислоты

Свойства серной кислоты отличаются в зависимости от концентрации и содержания примесей в соединении. Ее окислительные свойства становятся сильнее одновременно с увеличением концентрации. 

Серная кислота с концентрацией выше 60% образует на поверхности стали сульфаты трехвалентного железа, которые она не растворяет. Таким образом, образуется защитная пленка, за счет которой снижается скорость растворения металлов на анодных участках, а главным катодным процессом становится восстановление аниона кислоты.

Серная кислота с более низкой концентрацией ведет себя как неокислительная среда, которая приводит к интенсивной коррозии стали. При концентрации близкой к 40% скорость коррозионных процессов достигает максимума.

Транспортировка концентрированной контактной (92,5%) и технической (75%) серной кислоты осуществляется в цистернах, изготовленных из малоуглеродистой стали СтЗсп5 или низколегированных марок стали. В случае присутствия в емкости воды происходит снижение концентрации кислоты при одновременном повышении ее коррозионной активности. 

Цистерны для серной кислоты, изготовленные из стали ВСтЗсп5, подвержены коррозионным повреждениям нижней части в местах опоры в результате облива с наружной стороны. Внутри коррозия активно развивается на сварных швах – в местах крепления лестниц и других конструктивных элементов.

При неполном сливе цистерны кислота поглощает влагу из воздуха, что приводит к снижению концентрации и повышению окислительной способности. В результате при отстое тары образуются горизонтальные полосы, указывающие на зоны повышенного растворения металла. В некоторых случаях коррозия поражает металл на всю толщину котла.

Усиленная коррозия наблюдается при воздействии стекающей разбавленной серной кислоты на обейчатку и внутреннюю поверхность нижней части котла. Она проявляется в виде вертикальных борозд усиленной коррозии. Интенсивная коррозия также поражает внутреннюю часть в местах сварных швов. Кроме этого, цистерны, предназначенные для перевозки серной и других кислот, склонны к коррозионному растрескиванию. Возможны сквозные разрушения металла в местах сварки, которые распространяются от сварных швов. 

Материалом котлов цистерн для серной кислоты служит сталь 12Х18Н10Т. В нижней части толщина листа составляет до 16 мм, в верхней – до 10 мм. Однако даже такая толщина металла не обеспечивает котлам долговечность. В течение нормативного срока эксплуатации сталь истончается до 5,5 мм в нижней части и до 4,5 мм – в верхней. В результате этого прочностные характеристики снижаются ниже минимально допустимого значения.

Специализированные цистерны для перевозки серной кислоты производятся из плакированных сталей на основе марок 20К или ВСтЗ. Для плакирования применяют стали марок 10Х17Н13М2Т или 06ХН287МДТ. Котлы, изготовленные из плакированной стали имеют срок службы 10-12 лет.

Основные требования к специализированным цистернам и их устройство

Конструкция емкостей для серной кислоты должна соответствовать следующим требованиям:

• исправное техническое состояние;

• отсутствие загрязнений;

• для изготовления котла используется коррозионно-  и кислотоустойчивые материалы;

• гуммирование котла внутри для защиты от воздействия кислоты;

• надежные запорные устройства и приборы контроля давления;

• эффективное оборудование для наполнения и слива;

• система терморегуляции;

• наличие специальной маркировки и информационной таблички, указывающей опасность груза;

• желтая окраска с надписью по бокам «Едкое вещество».

При транспортировке в результате температурных колебаний происходит расширение серной кислоты, поэтому цистерна специального назначения наполняется не более, чем на 90%. Перед заполнением тара проходит технический осмотр.

Виды транспорта для перевозки кислоты 

Транспортное средство для перевозки серной кислоты выбирается в зависимости от тары:

• Еврофуры используются для доставки груза тарным способом.

• Специальные кислотовозы, которые имеют свидетельство ДОПОГ для перевозки опасных грузов.

• Танк-контейнеры участвуют в автомобильных, железнодорожных и морских перевозках.

• Специализированные вагоны-цистерны используются для доставки по железнодорожным магистралям.

Транспортировка серной кислоты – ответственное мероприятие, которое должно выполняться в строгом соблюдении правил перевозки опасных грузов. В первую очередь это касается технического состояния и правильного выбора конструкции используемой тары.