Концентраторы напряжений

При одних и тех же сепарирующих устройствах солевой унос может быть еще более уменьшен, если применить промывку пара. Промывка осуществляется обычно в процессе барботажа пара через слой питательной воды или конденсата. При этом выделяющийся из котловой воды или концентрата испарителей пар, проходя через слой более чистой воды, оставляет в ней большую часть примесей.

На протяжении всего периода испытаний значения щелочности и рН котловой воды и концентрата испарителей были относительно стабильны. Снижения этих показателей не отмечалось, несмотря на высокие концентрации ПО и ХПК, что свидетельствует об отсутствии в составе органических примесей промышленных загрязнений и потенциально кислых веществ.

ап — тоже—вторичного пара из испарителя; Аи—то же — концентрата испарителей.

Для надежной работы паропреобразователя и улучшения качества вторичного пара применяется непрерывная его продувка. Тепло продувочной воды обычно используется в теплообменнике, служащем для подогрева питательной воды паропреобразователя (фиг. 125 и 126). Согласно ПТЭ (§ 393) нормы качества концентрата испарителей и паропреобразо-вателей должны устанавливаться на основе индивидуальных теплохимических испытаний в Каждом отдельном случае, с учетом качества питательной воды и требований, предъявляемых к качеству дестиллата испарителей и вторичного пара паропреобразователей.

Лабораторные исследования показали, что отработавшим раствором восстанавливается 70—80 % обменной емкости катионита. При этом для обеспечения необходимой глубины регенерации фильтра достаточно подавать в фильтр 65—70 % объема получаемого концентрата испарителей. Указанное обстоятельство свидетельствует о том, что продувочной воды испарителей с излишком хватает на регенерацию Na-катионитного фильтра.

На рис. 3.1 прямой линией 3 показана зависимость теоретически необходимого количества подлежащих удалению из фильтра ионов кальция от расхода на регенерацию катионитного фильтра магниевых и натриевых солей концентрата испарителей, при котором в отработавшем растворе обеспечивается соотношение концентраций ионов кальция к сумме ионов магния и натрия, аналогичное соотношению этих ионов в воде Каспийского моря.

Основные узлы в частности схем обессоливания со стехиомет-рическими расходами реагентов на регенерацию ионитов: Na-ка-тионирования в двухпоточных фильтрах; использования концентрата испарителей для регенерации Na-катионитных фильтров, использованы при разработке схем ХВО, которые в настоящее время

Нормы качества концентрата испарителей

Для паропреобразователей и испарителей с давлением вторичного пара 8 ата и более должно применяться фосфатирование с поддержанием избытка РО~3 в пределах 5—7 мг:кг; при поддержании высокой минерализации (5 ^ 50 000 мг/кг) концентрата испарителей фосфатирование обязательно независимо от давления вторичного пара,

§ 422. Нормы качества концентрата испарителей и паропреобразователей должны быть установлены на основе теплохимических испытаний.

Для паропреобразователей и испарителей с давлением вторичного пара 8 ата и более должно применяться фосфатирование с поддержанием избытка РО4 в пределах 5—7 мг/кг; при поддержании высокой минерализации (8 > 50 000 мг/кг) концентрата испарителей фосфатирование обязательно независимо от давления вторичного пара.

Наличие металлической связи придает материалу (металлу) способность к пластической деформации и к самоупрочнению в результате пластической деформации. Поэтому, если внутри материала есть дефект или форма детали такова, что имеются концентраторы напряжений, то в этих местах напряжения достигают большой величины и может возникнуть даже трещина. Но так как пластичность металла высока, то в этом месте, в том числе в устье трещины, металл пластически продеформируется, упрочнится и процесс разрушения приостановится.

Рис. 49. Концентрация напряжений в устье дефекта. Концентраторы напряжений: а —трещина; б, г — острый надрез; а — «мелкий» надрез. Пунктир— ОСр

Концентраторы напряжений вызывают неравномерное распределение напряжений и деформаций при нагру-жении. Многие концентраторы таковы, что при нагруже-нии в отдельных участках элемента могут возникать пластические деформации. В результате этого после разгрузки сосуда от испытательного давления в окрестности концентратора возможно возникновение полей остаточных напряжений, отличающихся от таковых при нагружении. Причем в зонах, где возникли пластические деформации при нагружении, реализуются напряжения сжатия. Схематически, процесс возникновения остаточных напряжений при испытаниях показан на рис. 1.20.

Макро- и микроскопические исследования поверхности изломов (фрактография) позволяют, с одной стороны, вскрыть механизм разрушений, с другой, - обосновывать рекомендации по их предупреждению (по выбору материалов, способов и режимов сварки, термической обработки, контролю качества). При анализе изломов сварки, термической обработки, контролю качества. При анализе изломов важно установить параметры очага разрушения (зоны инициирования разрушения), который обычно располагается в наиболее напряженных и охрупченных областях (дефекты различного происхождения, конструктивные концентраторы напряжений) основного металла (ОМ), сварного шва (Ш) и зоны термического влияния (ЗТВ). Очаги разрушения обнаруживаются в местах наибольшего раскрытия кромок в полюсе выпученного разрыва с использованием закономерностей механики разрушения. Поверхность излома имеет определенную ориентацию относительно направления силовых воздействий

Усталостные изломы подобны хрупким и обладают теми же макрофрактографическими чертами статических изломов. Однако им присущи свои отличительные признаки и области. Усталостные изломы состоят из очага, зоны собственно усталостного излома и статического доло-ма. Такое разделение усталостных изломов исходит из того, что вначале образуется микротрещина в очаге (различные концентраторы напряжений), далее происходит ее распространение до критических размеров и затем -разрушение подобно статическому.

Дефекты и конструктивные концентраторы напряжений в элементах способствуют к повышению уровня на-

В реальных условиях в элементах оборудования имеются различные конструктивные и технологические концентраторы напряжений, а в некоторых случаях и недопустимые. Ниже приводится пример, иллюстрирующий влияние концентраторов напряжений на ресурс элементов оборудования, работающих под статическим давлением коррозионных сред.

Из практики известны случаи растрескивания сталей мартен-ситного класса: 12%-пые хромистые стали растрескивались в напряженном состоянии в кислых водах, содержащих сероводород и углекислый газ. При испытании хромистой стали 2X13 в растворах NH4C1 и MgCl2 под напряжением Г. Л. Шварц наблюдала коррозионное растрескивание стали в этих средах. Такое же растрескивание происходило в испытаниях при 200°С образцов хромистой стали 1X13, имеющих местные концентраторы напряжений, в растворе, содержащем 267,2 кг/м3 NaOH, 8,5 кг/м3 Na2C03 и 1,7 кг/м3 NaCl.

Предел прочности стекла при быстром растяжения обычно мая - около 100 Ша. Большие напряжения стекло может выдержать при скатил (400-600 МПа). Малая прочность при растяжении связана с наличием поверхностных трещин, которые действуют как локальные концентраторы напряжений, а также расклинивающим (эффект Ребиндера) действием воды. Классическими экспериментами по разрушению стекол, выполненными Гриффитсом в 1820 г., установлено, что свежеприготовленные стеклянные волокна обладают высоким пределом прочности на растяжение 4000 Ша (теоретическое значение 7000-10000 Ша). Однако на воздухе он постепенно уменьшается. Это явление связывается с возникнове-«

Понижение температуры практически не изменяет сопротивления отрыву SOT (разрушающего напряжения), но повышает сопротивление пластической деформации сгт (предел текучести). Поэтому металлы, вязкие при сравнительно высоких температурах, могут при низких температурах разрушаться хрупко. В указанных условиях сопротивление отрыву достигается при напряжениях меньших, чем предел текучести. Точка t пересечения кривых 5ОТ и сгт, соответствующая температуре перехода металла от вязкого разрушения к хрупкому, получила название критической температуры хрупкости или порога хладноломкости (/,,. х). Чем выше скорость деформации, тем больше склонность металла к хрупкому разрушению. Все концентраторы напряжений способствуют хрупкому разрушению. С увеличением остроты и глубины надреза склонность к хрупкому разрушению возрастает. Чем больше размеры изделия, тем больше вероятность хрупкого разрушения (масштабный фактор).

Большинство деталей машин (оси, валы и др.) работает на изгиб и кручение, когда максимальные напряжения возникают в поверхностных слоях, где сосредоточены концентраторы напряжений.