Образование температурных напряжений или уменьшение прочностных свойств материала стенок аппарата.

При исследовании возможности образования температурных напряжений или уменьшения прочностных свойств материала стенок аппаратов следует установить:

 

-есть ли в аппаратах жестко соединенные конструкции (например, кожухотрубчатые теплообменники длиной более 2 м, жестко закреплённые трубопроводы и т. п.);

 

-есть ли толстостенные аппараты;

 

-могут ли на материал стенок аппаратов (в данном случае) действовать высокие температуры (например, температура пламени печей). Если такая угроза имеется, определить расчетом температуру стенки аппарата в месте возможного прогара;

 

-представляет ли опасность действие низких температур (минус 30 градусов и ниже) на аппараты, размещённые на открытых площадках. Если аппараты выполнены из материала Ст.3 кипящих мартеновских плавок и не имеют теплоизоляции, предложить соответствующую защиту. Указанные вопросы изложены на стр. 53-58 [1].

 

Температурные напряжения в стальном трубопроводе определяются по формуле:

s _t = a Е D t

где s _t - температурные напряжения, кг/см²;

a - коэффициент линейного расширения, ° С^-1 (для стальных труб a _t = 1,2 ´ 10^-5 ° С^-1);

Е - модуль упругости материала, кг/см²(для стальных труб Е = 2,1 ´ 10⁶).

D t - изменение температуры, ° С;

Температурные напряжения в стенках толстостенных аппаратов (у которых отношение наружного диаметра аппарата к внутреннему (b = D_н/D_в > 1,5) рассчитываются по формулам:

 

а) на внутренней поверхности

 

 

б) на наружной поверхности

где t _н,в - температура соответственно на наружной и внутренней поверхности (° С);

m - коэффициент Пуассона (для сталей m = 0,25 - 0,33; для меди m = 0,31 - 0,34;

для чугуна m = 0,23 - 0,27; для алюминия m = 0,32 - 0,36).

Полученный при вычислении знак указывает на характер напряжения: знак плюс соответствует растяжению, знак минус - сжатию.

При s _t ^н,в > [ s ] возникает опасность повреждения аппарата.

 

Причины, приводящие к химическому износу материала (коррозии),

 

При исследовании причин, приводящих к химическому износу материала следует установить:

-обладает ли коррозионными свойствами продукт, находящийся в аппарате;

 

-имеет ли продукт коррозионные примеси: сернистые соединения, хлористые соли, кислоты и др.;

 

-может ли продукт, взаимодействуя с водой, разлагаться с образованием слабых кислот.

 

По всем выявленным характерным причинам повреждений следует проверить наличие средств защиты и при необходимости предложить дополнительные.

Исходя из основных закономерностей коррозионных процессов используют следующие направления борьбы с ней:

- применение коррозионноустойчивых. металлов;

- изоляция металлов от агрессивной среды защитными покрытиями;

- уменьшение коррозионной актив­ности среды;

- использование неметаллических химически стойких материалов;

- катодная и протекторная защита.