Е. А. Богданов Основы технической
жүктеу/скачать 6.94 Mb.
|
Таблица 11.1
Наряду с металлами состояние оборудования определяется также состоянием материалов уплотнительных устройств. Эластичные герметизирующие материалы испытывают на стойкость к воздействию агрессивных сред при заданных температурах и продолжительности испытаний. В сумме косвенные и прямые убытки от коррозии металлов и затраты на защиту от нее в развитых странах составляют около 4 % валового национального дохода. Часть этих затрат неизбежна, тем не менее потери от коррозии можно существенно сократить при использовании специальных методов и средств борьбы с ней. Требования к защите промышленного оборудования от коррозии установлены Единой системой стандартов защиты от коррозии и старения материалов (ЕСЗКС). Основные количественные показатели различных видов коррозии и коррозийной стойкости материалов и методы испытаний на коррозию стандартизованы целой группой ГОСТов (около 40). По данным ООО НТЦ «Диатэкс» [12], на долю общей коррозии (утонение стенки) приходится не более 28 % отказов нефтехимического оборудования из-за коррозийных повреждений. Более важное значение имеют другие виды коррозии, при которых повреждения носят локальный характер, т. е. сосредоточены на ограниченном участке поверхности металла. Основная масса отказов обусловлена коррозийным растрескиванием (~ 24 %), межкристаллитной коррозией (~ 15 %), питтинговой коррозией (~ 14 %), коррозийно-механическим износом (~ 7 %) и другими видами коррозии (~ 13 %). Особо следует отметить повреждение металла под действием водорода (водородное растрескивание), которое не относится к коррозии, но вызывается ею. Определяющими параметрами, приводящими оборудование, подвергшееся коррозии, в предельное состояние, являются: потеря прочности при уменьшении толщины стенки; наличие растрескивания металла, коррозийных язв, питтинга в зоне сварных швов; распространение дефектов (трещин, коррозийных язв и др.) на регламентированную нормативной документацией площадь и глубину. Процессы зарождения и развития макродефектности в элементах конструкций определяются следующими факторами: • величиной эксплуатационных нагрузок; • величиной остаточных напряжений после сварки; • химическим составом и структурой материала. Вклад химсостава и структуры в образование макродефектности особенно весом для таких опасных явлений, как коррозийное растрескивание под напряжением, стресс-коррозия, сульфидное растрескивание и т.д. Наличие крупнозернистой и неоднородной структуры также способствует возникновению и развитию межзеренного разрушения и образованию трещин. Данный эффект в большей степени встречается в околошовной зоне сварных соединений — зоне термического влияния (ЗТВ). Практика технического диагностирования показывает, что в элементах конструкций, имеющих крупнозернистую структуру (с размером ферритных зерен 100...300 мкм и более), доля межзеренного разрушения достигает 35...40%, что облегчает зарождение и развитие трещин под воздействием остаточных сварочных, а также эксплуатационных напряжений. Деградация (старение) материалов, включая и конструкционные стали, с течением времени проявляется в ухудшении механических свойств, определяющихся в первую очередь их химическим составом и микроструктурой, и обусловлена термодинамической неравновесностью исходного состояния материала и постепенным приближением его структуры к равновесному состоянию в условиях диффузной подвижности атомов. Анализ эксплуатационных факторов, действующих на металл, позволяет выделить следующие процессы, приводящие его к старению: разупрочнение - проявляется в том, что прочностные характеристики металла (временное сопротивление или условный предел текучести) отличаются от исходных (нормативных) более чем на 5 % в меньшую сторону. Может быть следствием длительного пребывания металла при высокой температуре, например во время пожара; циклическое воздействие нагрузок - вызывает микропластические деформации в зонах концентрации напряжений в результате накопления дислокаций, ускоряющих развитие повреждаемости металла; охрупчивание - является наиболее опасным следствием изменения физико-механических свойств материала (применительно к сталям, имеющим объемно-центрированную кубическую решетку: углеродистым и малолегированным). Охрупчивание сдвигает область хрупкого разрушения в область положительных температур, резко снижает трещиностойкость и приводит к внезапному разрушению конструкции. Изменение механических свойств, обусловленных развитием процессов охрупчивания, выражается, с одной стороны, в увеличении твердости материала и предела его текучести, с другой - в снижении вязко-пластических показателей, показателей ударной вязкости и трещиностойкости. В различных нормативных документах используются различные предельные показатели, характеризующие процессы охрупчивания. Так, в ПБ 03-605 - 03 «Правила устройства вертикальных стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов» приведена минимальная ударная вязкость материала. Для шаровых резервуаров и газгольдеров для хранения сжиженных газов под давлением в соответствии с РД 03-380-00 предельными являются увеличение отношения предела текучести к временному сопротивлению свыше 0,75 для легированных сталей и свыше 0,65 для углеродистых, при этом относительное удлинение для легированных сталей не должно быть менее 17 %, а для углеродистых - менее 19 %. Для стальных подземных газопроводов по РД 12-411- 01 для труб из малоуглеродистой стали допустимое отношение фактического предела текучести к временному сопротивлению, приведенных к температуре 20 °С, должно быть не более 0,9, ударная вязкость КС11 - не менее 30 Дж/см2. Деградация наиболее характерна для полимерных материалов. Она приводит к необратимому изменению свойств под воздействием механических или термических напряжений, солнечного света, газовых и жидкостных химических сред, ионизирующих излучений и других факторов. Причины старения полимерных материалов - химические и структурные превращения макромолекул. Следствие старения - ухудшение механических характеристик и последующее разрушение полимерного изделия. жүктеу/скачать 6.94 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|