Промышленных атмосферах

аппаратов и испытания опытных образцов. Вместо испытания натурных промышленных аппаратов можно проводить испытание подобных им моделей небольших размеров.

В последующих главах подробно рассматриваются свойства в применение протекторов, катодных преобразователей, специального оборудования для защиты от блуждающих токов и анодов (анодных заземли-телей) с наложением внешнего тока. В числе областей применения рассматриваются подземные трубопроводы, резервуары-хранилища, цистерны, кабели систем связи, сильноточные кабели и кабели с оболочкой, заполненной сжатым газом, суда, портовое оборудование и внутренняя защита установок для питьевой воды и различных промышленных аппаратов. Отдельная глава посвящена проблемам защиты трубопровода и кабелей, подвергаемых действию высокого напряжения. В заключение рассматриваются затраты на защиту от коррозии и вопросы экономичности. В приложении даны справочные таблицы и дан вывод математических формул, представлявшихся необходимыми для практического применения способов защиты и для более полного понимания излагаемого материала.

23. Идельчик И. Е. Аэродинамика промышленных аппаратов. М.: Энергия 1964.

Совместно с испытаниями камер на стенде проведено опробование импульсных конденсаторов различных типов для оценки надежности их работы в режиме повышенной частоты следования импульсов. Условия эксплуатации конденсаторов в электроимпульсных установках достаточно тяжелые: работа в режиме заряд-разряд на короткозамкнутую нагрузку, т.е. глубоко колебательный режим; повышенная частота следования импульса (до 20 имп/с) и, как следствие, тяжелый температурный режим. Если для порционных установок, где время непрерывной работы невелико, серийно выпускаемые конденсаторы (ИМ 100-0.1 и ИК100-0.25) с недогрузкой по напряжению (уменьшенные градиенты напряжения на изоляции) работают достаточно надежно, то в установках непрерывного действия надежность их недостаточна. За счет тщательной отбраковки конденсаторов, недогрузки по напряжению в 4 раза удается довести их срок службы в указанных режимах до ЮМ О8 циклов, но для промышленных аппаратов этого недостаточно. Испытание опытной партии конденсаторы ИМ-50-0.2, разработанных в п/о "Конденсатор" по техническому заданию КНЦ РАН, показало достаточную их надежность, однако большие габариты и вес затрудняют использование их в электроимпульсных установках. Пути решения проблем заключаются в создании малогабаритных, надежных конденсаторов, а также в совершенствовании схем источников импульсов.

В среднем в практических расчётах можно считать удовлетворительной точность подсчёта коэфициента теплопередачи при погрешностях порядка +3-г5%. Задаваясь допустимой погрешностью в величине коэфициента теплопередачи, можно в соответствии с формулой (7) установить, какие погрешности являются допустимыми в определении отдельных тепловых сопротивлений. Из формулы следует, что чем меньше значение теплового сопротивления, тем меньшая точность может быть допущена при его оценке. Обычно наименьшая точность достижима именно в определении теплового сопротивления стенки из-за неопределённости толщин слоев и теплопроводности эксплоатационных загрязнений поверхностей нагрева; кроме того, при обработке результатов эксшюатационных работ и испытаний лабораторных и промышленных аппаратов тепловое сопротивление /?3 определяется большей частью как остаточный член и включает в себя все погрешности опытов и, в частности, неточности в определении прочих тепловых сопротивлений. Часто поэтому вместо вычисления сопротивления /?3 по тем или иным формулам пользуются данными промышленных испытаний, поскольку эти данные автоматически включают все практические поправки к прочим тепловым сопротивлениям.

По мнению авторов (Л. 633] из всех тормозящих слой вставок наиболее целесообразны вертикальные стержни и трубы/расположен-ные настолько густо, чтобы снизить до 100—200 мм гидравлический диаметр промышленных аппаратов. Это обеспечивает, по их данным, получение в крупных реакторах той же степени превращения, что и в лабораторных равного гидравлического диаметра.

Для предварительного расчета промышленных аппаратов при горизонтальном расположении труб с большим шагом авторы предложили принимать расчетный рабочий коэффициент теплообмена равным (0,8н-0,9)аСт.макс, очевидно, полагая, что не будет препятствий к выбору Шф, оптимальной в теплотехническом отношении.

Несмотря на большое число опытов, положенных в основу данных критериальных уравнений, они, как впрочем и эмпирические уравнения других исследователей, являются, по-видимому, частными зависимостями, применимость которых для сколько-нибудь точного расчета различных промышленных аппаратов проблематична.

73. Идельчик И. Е. Аэродинамика промышленных аппаратов. М.—Л.: Энергия, 1964.

Исследование деформаций и напряжений внутри сосудов связано с необходимостью вывода из внутренней полости аппаратов высокого и сверхвысокого давления большого числа проводов. Конструкция электровводов должна быть такова, чтобы обеспечить надежную герметизацию аппаратов и сосудов в период длительных испытаний с многократным повышением и понижением давления. Применяемые в физических исследованиях [62, 69] электровводы термопар и манометров с небольшим количеством линий отличаются трудностью монтажа и не удовлетворяют требованиям ввода при внутреннем тензо-метрировании промышленных аппаратов и сосудов высокого и сверхвысокого давления.

Применяемые в физических исследованиях электровводы термопар и манометров [62] не удовлетворяют требованиям ввода при внутреннем тен-зометрировании промышленных аппаратов и сосудов высокого и сверхвысокого давления как по количеству проводов, так и по трудности монтажа. В связи с этим был разработан [59]много-проводный электроввод (тензоввод), предназначенный специально для тензометрических целей (рис. 39).

Межкристаллитная коррозия у алюминиевомедных сплавов проявляется часто в морских и промышленных атмосферах вследствие неправильной термической обработки или сварки этих сплавов. При соответствующем режиме термической обработки можно увеличить гомогенность сплава и перевести возможно большее количество меди в твердый раствор. Следует также по возможности предотвращать расположение интерметаллических соединений в виде сплошной цепочки при их выпадении по границам зерен. Таким путем можно снизить межкристаллитпую коррозию сплава.

В промышленных атмосферах, загрязненных Н2 S, S02, продуктами горения, более стойкими оказываются алюминиевые покрытия. Высокая коррозионная стойкость алюминированной стали в серосодержащих атмосферах и отсутствие сезонного воздействия (увеличения скорости 56

В районах Москвы и Батумской коррозионной станции, т.е. в атмосферах с наибольшим содержанием серосодержащих соединений, наблюдается особенно значительный рост коэффициента торможения, что может быть объяснено образованием защитных пленок в присутствии SOj • Полярность покрытия в значительной степени зависит от состава среды, и в процессе коррозии в результате поляризации или других факторов может произойти изменение полярности покрытия. Исследование алюминиевых покрытий различной толщины и пористости в жесткой промышленной атмосфере Москвы, отличающейся высоким содержанием сернистых газов, показало, что в пористом покрытии (10—12 мкм) очаги коррозионных поражений концентрируются в местах наличия пор и происходит значительное язвенное разрушение стали. Такой же характер разрушения был на образцах с тонким пористым алюминиевым покрытием, испытанных в районе Уфимского нефтеперерабатывающего завода и Оренбургского ГПЗ, атмосфера которых отличается высоким содержанием Н2 S и S02. Толстые алюминиевые покрытия обнаруживали в этих условиях эффект намного выше, чем у цинковых той же толщины. Об этом свидетельствуют также сравнительные испытания, в промышленных атмосферах предприятий химической и нефтеперерабатывающей промышленности алюминированной стали и цинковых покрытий, полученных различными методами и имеющими толщину слоя: 50 мкм (из расплава), 25 мкм (гальваническое с хроматированием), 25 мкм (вакуумное), 100—120 мкм (термодиффузионное), 200—250 мкм (металлизационное). Характеристика промышленных атмосфер и скорость коррозии покрытий, полученных различными методами, приведена в табл. 15.

Алюминий и его сплавы [88]. Чистый алюминий (в том числе плакированные сплавы) является коррозионно-стойким металлом даже в сильно агрессивных атмосферах. С увеличением степени легирования алюминия снижается его коррозионная стойкость, особенно в приморских и промышленных атмосферах. Для сплавов алюминия характерны локальные виды коррозии (питтинг, расслаивающая коррозия и др.). Глубина питтинга для сплавов алюминия (Д16, 01915, АМГ6) за 5 лет испытаний изменяется от 0,04 до ОД мкм в сельской атмосфере и достигает 0,3—0,4 мкм в промышленной атмосфере [89]. В приморской атмосфере, помимо питтинга, обнаруживается расслаивающая коррозия.

В состав низколегированных сталей входят малые добавки таких элементов, как медь, хром, никель, молибден, кремний и марганец, за счет чего и достигается повышение прочности по сравнению с углеродистой сталью. Коммерческой характеристикой низколегированных сталей является не строгий химический состав, а их прочностные свойства. Суммарное содержание легирующих добавок обычно составляет около 2—3 %. В отношении атмосферной коррозии большинство низколегированных сталей обладает гораздо более высокой стойкостью, чем нелегированная малоуглеродистая сталь. Это преимущество особенно заметно в промышленных атмосферах, но и в морских условиях применение низколегированных сталей дает значительный выигрыш.

Влияние малых примесей на коррозионное поведение стали было впервые отмечено примерно 55 лет назад, когда выяснилось, что стали, содержащие медь, обладают повышенной стойкостью в промышленных атмосферах. Позже было установлено, что медьсодержащие стали обладают преимуществами перед нелегированными углеродистыми сталями и в морских атмосферах.

Имеется большая группа коррозионных процессов, протекающих за счет сопряженной катодной реакции восстановления водорода. К ним относятся, например, процессы коррозии большинства металлов в кислотах, а также магния в нейтральных электролитах. Коррозионные процессы в промышленных атмосферах также развиваются часто, как будет показано, в пленках электролитов кислого характера.

В табл. 34 приведены данные по скорости коррозии углеродистой стали и цинка, указывающие на исключительную роль климатических условий. В Англии скорости коррозии малоуглеродистых сталей в различных районах страны отличались примерно в 3 раза, а за ее пределами это отношение достигало 300 : 1. Для цинка скорости коррозии в различных районах этой страны отличались примерно в 10 раз, а за ее пределами — в 30 раз. Минимальные скорости коррозии малоуглеродистых сталей были зарегистрированы в сухом тропическом климате, максимальные — в морской индустриальной атмосфере и в особенности в тропической атмосфере районов, отличающихся наличием морских прибоев. Характерно, что скорость коррозии малоуглеродистой стали в некоторых районах с тропическим климатом в 3—5 раз выше, чем в промышленных районах, являющихся исключительно агрессивными. На цинке наибольшие скорости коррозии отмечены в промышленных атмосферах и в особенности в тоннелях железной дороги, а также в тропическом климате морского побережья.

Приведенные в табл. 51 данные наглядно характеризуют благоприятное влияние меди. Кроме того, они позволяют сделать вывод о том, что присутствие меди в стали более эффективно в промышленных атмосферах, чем в морских.

Высказывается предположение о том, что введение добавок меди и никеля в сталь способствует в промышленных атмосферах превращению продуктов коррозии, представляющих собой на обычных сталях в основном растворимые сульфаты, в менее растворимые сульфатные комплексы [174]. В сталях, содержащих в качестве легирующих добавок медь и никель, продукты коррозии представляют собой не сульфат железа, а основной сульфатный комплекс железа, меди и никеля. Растворимость этого комплекса вероятно, значительно ниже, чем и обусловливаются его защитные свойства. Образующиеся на нелегированных сталях растворимые сульфаты легко вымываются дождями, что способствует возрастанию пористости образовавшегося слоя продуктов коррозии и снижению его защитных свойств.

Предел прочности сталей типа 18-8, испытанных в течение двух лет в промышленных атмосферах и в течение одного года в морской атмосфере (250 м от берега океана), не изменился.