Причины повреждения оборудования и материалы, используемые для его изготовления

Анализ статистических данных о пожарах и взрывах на технологических установках показывает, что большинство из них (65…70 %) происходит при авариях оборудования. Аварии обычно приводят к выходу из аппаратов больших количеств горючих веществ и материалов. Каковы же причины аварий? Некоторые из них связаны с ошибками при проектировании и конструировании машин и аппаратов, другие - с ошибками при изготовлении оборудования и его монтаже, третьи причины появляются при неправильной эксплуатации оборудования. В результате этих ошибок стенки аппаратов и трубопроводов, узлы машин и агрегатов в процессе эксплуатации испытывают чрезмерные механические нагрузки, температурные и химические воздействия, что приводит к их ускоренному износу, повреждению или разрушению.

Наибольшую опасность представляют полные разрушения, при которых за короткий промежуток времени все содержимое аппаратов выходит нарушу. Существующие расчетные методы позволяют оценить последствия аварий. Представить, по какой конкретной причине они произойдут, значительно сложнее, так как повреждение или разрушение аппарата является следствием многих обстоятельств, из которых часто трудно выявить непосредственную причину аварии.

При анализе причин повреждения технологического оборудования рассматривают два вида воздействий на материалы, из которых эти аппараты изготовлены:

воздействия, которые приводят к опасному росту рабочих напряжений в конструктивных элементах оборудования;

воздействия, которые приводят к опасному снижению механических (прочностных) свойств материала оборудования.

К опасному росту напряжений приводят следующие нарушения регламентного режима эксплуатации технологического оборудования: нарушение материального и теплового балансов аппарата, неправильное подключение аппаратов с различным рабочим давлением друг к другу, образование отложений и пробок в трубопроводах и аппаратах, объемное расширение среды в обогреваемых герметичных аппаратах, попадание низкокипящих жидкостей в высоконагретые аппараты, а также воздействие нагрузок динамического характера, эрозия и коррозия стенок аппаратов и трубопроводов, неодинаковое линейное расширение сопряженных и жестко связанных между собой частей аппаратов или перепад температур в толстостенных конструкциях.

Опасное снижение допускаемых напряжений и других механических свойств материала оборудования наблюдается в условиях эксплуатации аппаратов при низких (-40 °С и ниже) и высоких (500 °С и выше) температурах, при возникновении некоторых видов коррозии в агрессивных средах и при воздействии нагрузок знакопеременного характера.

При выборе материалов для изготовления оборудования учитывают рабочие условия проведения технологических процессов, свойства конструкционных материалов, а также природные и климатические условия эксплуатации.

Для изготовления оборудования применяются углеродистые и легированные стали, чугуны, цветные металлы и сплавы, а также неметаллические материалы.

Чугуны применяются в основном для изготовления арматуры, фитингов, гарнитуры печей, корпусов насосов и другого оборудования. Изделия из серого чугуна допускается эксплуатировать под давлением до 1 МПа при температуре от -15 до 250 °С.

Цветные металлы и сплавы на их основе используются для изготовления оборудования, если оно работает в коррозионно-активных средах, а также для изготовления арматуры и аппаратов, которые работают при низких температурах. Искробезопасный инструмент также изготовляют из цветных металлов: специальных сортов бронзы, латуни, алюминия и из нержавеющей стали.

Неметаллические материалы (стеклопластики, фторопласты, винипласт, текстолит, графит, фаолит и др.) широко применяются для изготовления химически стойких аппаратов. Однако температура эксплуатации аппаратов из пластических масс обычно не превышает 120 °С. Торкрет-бетон, графит, керметы имеют высокую термическую устойчивость (выдерживают температуры до 3000 °С), но обладают низкими механическими свойствами.

Расчет оборудования на прочностъ осуществляетвя на стадии его проектирования специалистами проектных организации и конструкторских бюро по специальным методикам. Целью расчетов оборудования на прочность является определение размеров сечений конструкций (толщин стенок аппаратов и трубопроводов, диаметра болтов, шпилек, валов, осей и т.д.), которые способны воспринимать рабочие нагрузки без разрушений и изменений форм и размеров.

Проверочные расчеты, которые выполняют работники пожарной охраны, производят с целью определения фактических напряжений, возникающих в стенках аппаратов, при выявлении непосредственных причин повреждения оборудования.

В зависимости от цели расчета в качестве фактического давления в аппарате может быть принято технологическое давление среды в аппарате, давление срабатывания предохранительного устройства или испытания аппарата на прочность, давление разрушения аппарата, которое было зафиксировано контрольно-измерительными приборами во время аварии.

Производится расчет и проверка отдельных конструкций, узлов и деталей оборудования с использованием соответствующих формул и выражений.

Дата добавления: 2014-09-29; просмотров: 416; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!