Конструкций оборудования

ном работают при нормальных температурах, при которых маловероятно охрупчивание металла шва. Кроме того, большинство труб и сосудов относятся к категории тонкостенных конструкций оболочкового типа, для которых реализация хрупкого разрушения требует специфических условий: низкая температура; коррозия под напряжением и др. Поэтому важно знать напряженное состояние элементов не только при упругих, но и при упруго-пластических и больших пластических деформациях.

Глава 8. Изготовление конструкций оболочкового типа......... 240

Диагностика технического состояния и оценка ресурса аппаратов являются специальной дисциплиной, на базе которой формируются знания по обеспечению надежности и безопасности эксплуатации длительно проработавших сварных конструкций оболочкового типа. К числу отличительных черт нефтеперерабатывающих и нефтегазохимических производств следует отнести наличие значительной доли потенциально опасных объектов, выработавших проектный срок эксплуатации или не имеющих расчетного срока эксплуатации. Износ основного технологического нефтегазохимического оборудования достиг 80-90%, и оно естественно нуждается в замене. Поддерживать работоспособное состояние оборудования не представляется возможным без решения проблем диагностики современными достоверными методами и оценки остаточного ресурса. Параметры эксплуатации такого оборудования (рабочая температура и давление, рабочая среда и т.д.) охватывают очень широкие интервалы и весьма различны по воздействию на материал. Им присуще разнообразие по конструктивным оформлениям и по применяемым методам формоизменяющих операций при изготовлении. В процессе эксплуатации в металле конструктивных элементов оборудования происходит постепенное накопление необратимых повреждений и по истечении определенного времени возможны преждевременные их разрушения.

Данная дисциплина состоит из разделов: краткая характеристика и требования к изготовлению конструкций оболочкового типа; безотказность и долговечность конструктивных элементов нефтегазохимического оборудования; механизмы р;13рушения материалов; роль технической диагностики в обеспечении надежности и методы дефектоскопии; современные методы разрушающего и неразрушающего контроля; основные положения по оценке остаточного ресурса аппаратов.

ИЗГОТОВЛЕНИЮ И ЭКСПЛУАТАЦИИ КОНСТРУКЦИЙ ОБОЛОЧКОВОГО ТИПА

Сосуды, аппараты и трубопроводы являются объектами сложных технических систем, к прочности, ресурсу и надежности которых должны предъявляться весьма высокие требования. В настоящее время общепризнанно, что при изготовлении таких крупногабаритных сварных конструкций оболочкового типа, создание бездефектных конструкций практически невозможно.

1. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА, ТРЕБОВАНИЯ К ИЗГОТОВЛЕНИЮ И ЭКСПЛУАТАЦИИ КОНСТРУКЦИЙ ОБОЛОЧКОВОГО ТИПА.............................................6

Предназначены для специалистов, занимающихся диагностированием различных конструкций оболочкового типа, работающих под давлением.

В аппаратостроении и трубопроводном транспорте, как правило, применяются достаточно пластичные стали. Многие трубопроводы, нефтепроводы и сосуды в основном работают при нормальных температурах, при которых маловероятно охрупчивание металла шва. Кроме того, большинство труб и сосудов относятся к категории тонкостенных конструкций оболочкового типа, для которых реализация хрупкого разрушения требует специфических условий: низкая температура; коррозия под напряжением и др. Поэтому важно знать напряженное состояние элементов не только при упругих, но и при упруго-пластических и больших пластических деформациях.

Предназначена для специалистов, аспирантов и студентов, занимающихся вопросами безопасности эксплуатации металлических конструкций оболочкового тип*.

Диагностика технического состояния и оценка ресурса являются базой для обеспечения надежности и безопасности эксплуатации действующих конструкций оболочкового типа. К числу отличительных черт нефтяной и газовой промышленности следует отнести наличие значительной доли потенциально опасных объектов, выработавших проектный срок эксплуатации или не имеющих расчетного срока эксплуатации. Износ основного технологического нефтегазохимического оборудования и трубопроводов достиг 80-90 %, и они естественно нуждаются в замене. Поддерживать работоспособное состояние оборудования не представляется возможным без решения проблем диагностики современными достоверными методами и оценки остаточного ресурса. Параметры эксплуатации такого оборудования (рабочая температура и давление, рабочая среда и т.д.) охватывают очень широкие интервалы и весьма различны по воздействию на материал. Им присуще разнообразие по конструктивному оформлению и по применяемым методам формоизменяющих операций при изготовлении. В процессе эксплуатации в металле конструктивных элементов оборудования происходит постепенное накопление необратимых повреждений и по истечении определенного времени возможны преждевременные их разрушения.

трещи ностои кости проката по толщине испытанием компактных образцов, например, с соотношением сторон поперечного сечения mB = 1...2, что позволяет заметно снижать металлоемкость образцов и мощность применяемого испытательного оборудования. Эти закономерности имеют место и при испытаниях образцов с трещинами (таблица 2.2). Любопытно, что значение условных критических коэффициентов интенсивности К*с у образцов с трещиной по ширине заметно выше, чем у образцов с трещиной по толщине. Между тем параметр а^, характеризующий чувствительность металла к острым концентраторам, изменяется наоборот. Значение а^ почти в два раза ниже у образцов с трещиной по ширине в сравнении с образцами с трещиной по толщине. Следовательно, трещиностойкость листовых сталей недостаточно оценивать по одному значению К*. Оценка трещи ностои кости конструкций оболочкового типа с поверхностными трещинами по величине К*, полученному по результатам испытаний образцов с трещиной по ширине, может привести к недооценке их роли (трещин).

Проверку устойчивости гладких цилиндрических стенок от воздействия собственной массы конструкций, оборудования, временных нагрузок на перекрытии и ветровой нагрузки производят в предположении отсутствия сыпучего материала по указаниям п.8.5 СНиП И-23-81*.

Системы отопления и вентиляция призваны обеспечить определенные теплофизи-ческие условия (микроклимат) в помещениях для людей, для сохранения строительных конструкций, оборудования, предметов, для проведения технологических процессов (ткацкие и текстильные предприятия, точного машиностроения и т. п.). К системам отопления и вентиляции предъявляется ряц санитарно-гигиенических требований, к которым относятся заданные уровни температуры воздуха, влажности и скорости его движения, возможность регулирования указанных величин (ввиду значительных колебаний параметров наружного воздуха), пожаробезопасность и бесшумность работы.

2. Укрупнение гидроэлектростанций и укрупнение гидроагрегатов (рис. 30), применение новейших типов и конструкций оборудования.

Широко используют органосиликатные материалы на химических и горнорудных предприятиях Белоруссии и Прибалтики для защиты строительных конструкций, оборудования и кеммуникаций, эксплуатируемых в атмосфере, содержащей такие агрессивные газы, как окислы серы, азота, пары серной, соляной, азотной кислот, аммиак, промышленную пыль, частицы хлористых и сульфатных солей.

Повреждения деталей и конструкций оборудования в процессе работы возникают вследствие продолжительного воздействия знакопеременных нагрузок, а также недопустимых перегрузок; механических воздействий, в частности износа; недопустимой коррозии металла [12]. При многократно приложенных растягивающих усилиях в болтах и заклепках также наблюдаются усталостные повреждения, а в зонах наибольших напряжений клепанных соединений от заклепочных отверстий могут развиваться усталостные трещины.

Для более эффективного внедрения современных методов и средств дефектоскопии и толщннометрии в отрасли необходимо осуществить следующие мероприятия. Прежде всего шире использовать эти методы и средства на различных этапах проектирования, изготовления и доводки экспериментально-опытных образцов оборудования и для отработки дефектоскопической технологичности ответственных элементов, обеспечивающей возможность проведения дефектоскопии при производстве, испытании, эксплуатации и ремонте; разработать обоснованные нормы оценки качества этих элементов с учетом возможностей конкретных методов дефектоскопии на всех этапах контроля оборудования, чтобы ликвидировать трудовые и материальные потери, практически возможные при перебраковке и недобраковке. В связи с этим следует доработать НТД для различных деталей, узлов и конструкций оборудования.

для стальных конструкций, оборудования и машин, поставляемых только с грунтовым лакокрасочным покрытием, согласно действующим типовым технологическим процессам или требованиям заказчика;

для стальных конструкций, технологического оборудования и машин, металлиризуемых цинком или алюминием, согласно действующему типовому технологическому процессу.

Применение лакокрасочных материалов для защиты металлов от коррозии в условиях воздействия различных сред. При выборе лакокрасочных покрытий в качестве защитных средств необходимо учитывать условия эксплутацви аппаратуры, конструкций, оборудования, способность лакокрасочного материала обеспечить противокоррозионную защиту в конкретных условиях эксплуатации. Необходимо также учитывать природу окрашиваемой поверхности и технико-экономическую эффективность применяемого лакокрасочного покрытия.

Практической целью коррозионных испытаний является получение данных по химическому сопротивлению металлических материалов, примененных методов и средств защиты от коррозии в объеме, достаточном для прогнозирования и оценки ресурса и надежности работы машин, конструкций, оборудования, сооружений по показателю-коррозионной стойкости. Поэтому методы испытаний чрезвычайно разнообразны, объем и длительность их в ряде случаев должны быть большими для получения достоверной информации.

Основными тенденциями развития конструкций оборудования термических цехов машиностроительных заводов являются: