Воздействие на материал аппаратов и трубопроводов нагрузок динамического характера

Нагрузки динамического характера также могут привести к разрушению аппаратов. Динамические нагрузки вызывают более значительные напряжения в конструкциях аппаратов, чем статические аналогичной величины. Основные причины динамических нагрузок:

а) резкие изменения давления в аппаратах и трубопроводах:

- В момент пуска аппаратов в эксплуатацию;

- В момент остановки аппаратов;

- При грубых нарушениях установленного режима температур и давления;

б) гидравлические удары:

- При быстром закрывании и открывании вентилей на трубопроводах;

- При больших пульсациях подаваемой насосами жидкости;

- При резком изменении давления на любом участке трубопровода;

- Попадание жидкостей в газовые линии компрессоров;

в) вибрация аппаратов и трубопроводов:

- При систематическом изменении внутреннего давления;

- При воздействии внешних возмущающих сил.

Следствием их является образование неплотностей во фланцевых соединений, нарушение швов и даже разрушения аппаратов.

Вибрации могут иметь место:

- В недостаточно закрепленных трубопроводах, работающих под давлением;

- У аппаратов, с поршневыми насосами и компрессорами;

- У аппаратов, расположенных вблизи работающих агрегатов;

- У недостаточно закрепленных аппаратов.

Эрозия материала аппаратов и трубопроводов

Одной из причин повреждений от механических воздействий может быть эрозия материала аппаратов и трубопроводов.

Эрозия - механический износ материала средой, которая движется. В результате эрозии уменьшается толщина стенок аппаратов (трубопроводов) и возникают опасные напряжения в них даже при нормальном ведении технологического процесса.

Температурные воздействия на материал аппаратов и трубопроводов

При эксплуатации производственного оборудования неплотности и повреждения могут возникать в результате образования непредсказуемым расчетом температурных напряжений в материале стенок аппаратов и трубопроводов, а также в результате изменения механических свойств металлов под действием температуры.

Температурные напряжения

Температурные напряжения в технологических аппаратах, как правило, возникают:

· при резких изменениях рабочей температуры аппарата или внешней среды;

· под влиянием неравномерной действия температуры на жестко закрепленных конструкциях и узлах аппаратов;

· при наличии в аппарате элементов, находящихся под действием различных температур;

· в толстостенных конструкциях.

Общее внутреннее напряжение появляется в аппаратах от воздействия полезной нагрузки и от температурных воздействий, и может превысить предел текучести, прочности и вызвать разрыв стенок аппаратов трубопроводов.

Изменение механических свойств металла

Влияние высоких температур на материал аппарата (металл) может привести к появлению медленных пластических деформаций, даже в том случае, если напряжение от рабочих нагрузок не будет превышать предела текучести при данной температуре.

При низких температурах резко снижается удельная плотность обычных сталей, что может привести к образованию трещин, а иногда и к разрушению аппаратов.

Химический износ материалов (коррозия)

Химический износ - это уменьшение толщины стенок аппаратов в результате химического взаимодействия материала аппаратов с веществами, которые в них находятся, или с внешней средой.

Разрушение металла от воздействия на него веществ или окружающей среды называется коррозией.

Различают химическую и электрохимическую коррозию.

Химическая коррозия

Химическая коррозия проходит под прямым химическим воздействием в среде жидких диэлектриков или газов, нагретых до высоких температур. Это окислительно-восстановительный процесс, не связанный с прохождением электрического тока, к которому относят кислородную, сероводородной, серную, а также водородную коррозию в аппаратах с высокотемпературными режимами.

Электрохимическая коррозия

Электрохимическая коррозия происходит в том случае, когда поверхность металла контактирует с любым электролитом.

К электрохимической коррозии относятся:

· атмосферная коррозия, протекающая во влажном воздухе, имеющее примеси агрессивных паров и газов;

· коррозия в растворах кислот, щелочей, солей и т.д.;

· коррозия в расплавленных солях;

· грунтовая коррозия.

После оценки взрывопожароопасности среды вне технологических аппаратов, необходимо определить класс зоны помещения или наружной установки на основании правил устройства электроустановок.