Исследования. Конструирование. Расчеты. Опыт эксплуатации процессы и оборудование

Рабочая труба диаметром 25,6 мм имела концевые участки меньших диаметров (16,8 и 21,4 мм). Когда в концевых участках реализуется устойчивое пленочное течение, в основном среднем участке возможны только неустойчивые режимы (пульсационный режим или неустойчивая пленка). Расчетным путем, используя принцип аддитивности, определены потери давления, относящиеся к пульсационному режиму, на основе измеренных значений полных потерь давления в трубе переменного диаметра.

Предложена математическая модель охлаждения гладкой полимерной трубы, получаемой экструзией, позволяющая определить температурное поле трубы без использования коэффициента теплоотдачи от ее поверхности к охлаждающей воде. Приведены результаты численного моделирования для предельных вариантов конвективного охлаждения трубы в водяной ванне, когда вода в ванне неподвижна и вода движется вместе с трубой. Модель позволяет определить длину ванны охлаждения для достижения требуемого распределения температуры по толщине стенки трубы либо (для ванны определенной длины) рассчитать температурное поле по толщине стенки трубы на ее выходе из ванны.

На основании результатов термодинамических расчетов равновесных составов диссоциированных компонентов продуктов горения топлив в работе предложены аппроксимационные зависимости от температуры теплоемкостей следующих газов: СО₂, H₂O, O₂, SO₂, N₂, воздух. Расчеты выполнены в широком диапазоне температур и давлений.

Полученные формулы позволяют рассчитывать теоретическую температуру горения различных топлив и органических отходов с учетом диссоциации продуктов реакции.

В условиях, исключающих принудительный вынос продуктов коррозии из локальных поражений, рассмотрено влияние движения хлоридного раствора на питтинговую коррозию нержавеющей стали при температуре 20–80 °С. Для создания контролируемых гидродинамических условий использована установка, основанная на системе двух дисков, один из которых (рабочий образец) неподвижен, а вращение второго диска обеспечивает движение раствора. Показано, что с увеличением скорости движения среды возникновение питтингов затрудняется. При этом наибольший эффект от изменения гидродинамических условий наблюдается в разбавленных растворах хлоридов.

Степень активирующего влияния температуры на процесс питтингообразования может существенно различаться (особенно в разбавленных растворах хлоридов) в зависимости от температурного уровня системы.

Изучены особенности термической деструкции и горения нанокомпозита на основе полипропилена и многостенных углеродных нанотруб. На основе результатов ТГА предложена кинетическая модель, учитывающая диффузионный характер процесса термодеструкции нанокомпозита полипропилена. Основные параметры горючести нанокомпозита определены с использованием кон-калориметра.

Features of thermal destruction and burning the nanocomposite on the basis of polypropylene and multiwall carbon nanotube are studied. On the basis of results ТГА the kinetic model considering diffusive character of process thermal destruction of nanocomposite of polypropylene is offered. Combustibility key parameters of nanocomposite are defined with game-calorimeter use.

В статье обобщен опыт расчета прочности наиболее сложных и ответственных элементов установки производства полиэтилена высокого давления – автофретированных труб и колен реактора, подогревателей и холодильников.

The experience gained in strength calculations provided for the most complex and critical components of high pressure polyethylene production unit – reactor, heater and refrigerator autofrettage pipes and elbows is summed up in the present article.

Рассмотрен метод расчета остаточного ресурса поршневых компрессоров по двум критериям: износ трущихся деталей и циклическая долговечность.

A method provided for residual life calculation of reciprocating pumps taking into account two approaches: friction element wearing and cyclic life is under consideration.

В статье приведены формулы оптимального радиуса текучести и давления автофретирования, при которых в рабочих условиях напряжения в граничном слое, разделяющем пластическую и упругую области сечения трубы, минимальны.

The optimal yield radius equations and auto-frettage pipe pressure under which the service stresses in boundary layer dividing plastic and elastic zones are minimal, are provided in the article.

Расчеты на прочность высокотемпературных реакторов с учетом контактного давления от наплавки

High pressure reactors made of alloy steels and austenite overlaying, with their cylindrical shell walls being heated above 200^oC in the build-up layer and parent metal butt joint the pressure contact occurs due to the differential of linear expansion coefficients. A procedure of pressure contact calculation and assessment of cyclic body strength and overlaying strength taking into account internal pressure and pressure in the contact area is proposed. The results of calculations are applied to a case study of R-201 reactor used in a diesel fuel hydrofining unit. Calculations showed that the allowable number of cycles for overlaying is remarkably lesser than for a reactor’s case.

На основе проведенных исследований потери пластичности предложен метод оценки остаточного ресурса для конструкций после определенного периода эксплуатации.

Based on the analysis of the ductility loss, a method of residual life assessment for structures after a specific operational period is introduced.

Рассмотрен характер радиальной деформации кольцевого элемента (прокладки) при осевом его нагружении. Показано, что при осевой деформации прокладки увеличивается ее внешний радиус, внутренний радиус практически остается неизменным. Получены аналитические выражения для определения нейтрального радиуса, увеличения внешнего радиуса и изменения внутреннего при осевой деформации прокладки. Для проверки полученных аналитических зависимостей была создана установка и проведены эксперименты, подтвердившие их приемлемость на практике. Рекомендовано введение в нормативные материалы сведений, учитывающих допуски на диаметральные размеры прокладок и кольцевых канавок для их размещения.

The behavior of circular element (gasket) radial deformation under its exposure to an axial loading is under consideration. The external radius of the gasket being axially deformed is shown to be increasing. The internal radius remains virtually the same. To define the neutral radius, to increase the external radius and to change the internal radius under the axial gasket deformation, analytical expressions are obtained.

To check the obtained analytical dependencies, a unit has been built, and the experiments have been carried out, resulted in the acceptance approval for practicing of the above-mentioned dependencies.

It’s recommended to complement the codes and standards with the data taking into account tolerances for diametrical dimensions of gaskets and circular grooves and their locations.

Приведен обзор проблем, возникающих при внутритрубной очистке. Рассмотрена главная проблема – застревание очистного скребка, что может привести к полной блокировке трубопровода. Описаны причины возникновения данной проблемы и пути ее предотвращения. Оценены основные преимущества и недостатки новых конструкций для очистки трубопровода, разрабатываемых в настоящее время как за рубежом, так и в нашей стране.

В статье рассмотрены предпосылки использования метода акустической эмиссии совместно с кинетическим индентированием для оценки степени поврежденности металла технологических трубопроводов, эксплуатируемых в условиях малоциклового нагружения. Предлагаемый критерий позволяет обнаружить достижение уровня поврежденности металла свыше 60–70 %.

“Valve Scientific-Research Engineering Center” LLC,

“Acoustic emission diagnostics” LLC,

Ukraine National Academy of Sciences “Pisarenko Strength Analysis Institute”, Kiev

A background for application of acoustic emission method together with kinetic indentation to evaluate the extent of metal fracture of industrial pipeline operating under low-cycle load conditions is under consideration in the presented article. A proposed criterion enables to detect the level of metal fracture above 60–70 % .

Рассмотрены конструкции сварных соединений труба – трубная доска (ССТТД) и схемы их радиографического контроля. Определены проблемы контроля, связанные с дальнейшим развитием конструкций теплообменников, и их решение. Приведено описание разработанного и изготовленного опытного образца автоматизированной установки рентгенографического контроля ССТТД с программным управлением. Установка позволяет контролировать за одну экспозицию шов диаметром от 8 до 20 мм. Ручная часть работы заключается в размещении на установке неэкспонированной кассеты с пленкой и снятии ее после экспозиции. Выполнение условий экспозиции (напряжение, ток и т.д.) и последовательный обход ССТТД осуществляется автоматически по заданной программе. Опытный образец испытан на образцах и макетах ССТТД из титана и нержавеющей стали; приведены результаты.

В статье рассматрены предпосылки использования метода акустической эмиссии совместно с кинетическим индентированием для оценки степени поврежденности металла технологических трубопроводов, эксплуатируемых в условиях малоциклового нагружения. Предлагаемый критерий позволяет обнаружить достижение уровня поврежденности металла свыше 60–70 %.

A background for acoustic emission application together with kinetic indentation to assess an extent of metal damage of industrial pipelines that operate under low-cycle loads is under consideration in the article. A suggested criterion enables to detect the metal damage range above 60–70 %.

Предложена концепция методических рекомендаций оценки ресурса при проектировании, изготовлении и экспертизе промышленной безопасности технических устройств. За обобщенный показатель принята степень износа, которая характеризует изменение запасов прочности элементов, деталей и узлов в процессе эксплуатации. Концепция решает задачу оценки полного, остаточного и расчетного (допускаемого) ресурса технических устройств, не имеющих элементов резервирования.

A guideline concept to assess the durability in the design, manufacturing and industrial safety expertise of technical devices is provided. The extent of wearing out is considered as an overall index that indicates changes in safety factor of elements, parts and units while in operation. The concept enables to solve a problem of assessment of entire, residual and design (allowable) life of technical devices that don’t have failure tolerances.