ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Анализ работоспособности оборудования из "Обеспечение работоспособности оборудования в условиях механохимической повреждаемости" Основными факторами, интенсифицирующими повреждения оборудования для подготовки и переработки нефти, являются высокая коррозионная активность рабочих сред, напряженность материала и нестационарность нагружения. Агрессивное воздействие рабочих сред обусловлено обводненностью нефти, наличием в ней кислых компонентов, сернистых и хлористых соединений, а также применением в процессах подготовки и переработки кор-розионно-активкых реагентов. Наиболее интенсивному коррозионному разрушению подвержено оборудование, испытывающее одновременное или последовательное воздействие нескольких коррозионно-активных сред, например, теплообменники, конденсаторы, реакторы и др. [c.7] Термодеструктивные процессы вследствие дополнительного расщепления при высоких температурах (1э 620°С) повышают степень агрессивного воздействия продуктов. Интенсивному коррозионному износу подвергаются крекинговые трубы [292]. В качестве металла этих труб часто используются жаропрочные среднелегированные стали типа 15Х5М. [c.8] Агрессивными компонентами продуктов термокаталитических процессов являются серовЪдород, хлористый водород, вода и др., образуемые в= результате каталитической деструкции [2, 291, 292]. Они способствуют, в зависимости от марки стали, коррозионному растрескиванию, водородному охрупчиванию, обезуглероживанию и др. [c.8] Газофракционирующие установки (абсорберы, трубчатые печи, теплообменники, подогреватели-кипятильники и др.) подвергаются коррозионному расслоению металла вследствие наводораживающего действия дренажных вод, содержащих сероводород [292]. Противокоррозионная защита предполагает этаноламиновую очистку газа от сероводорода, соответствующий выбор марок сталей, применение биметаллов и сталей с защитными покрытиями. [c.8] При очистке масляного сырья избирательными растворителями характерна коррозия металлов в воднокре-зольных смесях с восстановлением растворенного кислорода [292]. Коррозионную активность проявляют водный раствор фурфурола, карбамидные среды и др. [c.8] Отмеченные коррозионно-активные компоненты перерабатываемой нефти способны вызывать практически все виды коррозионных разрушений общую и локализованную коррозию, коррозионное растрескивание и др. [c.9] Эксплуатационные повреждения оборудования условно разделяют на три группы [128] инициация неглубоких трещин образование трещин с нарушением герметичности хрупкое разрушение. Первые два типа повреждений обычно инициируются при наличии концентраторов напряжений в материале и нестационарном нагружении. Хрупкое разрушение реализуется, как правило, в условиях высокой стесненности деформаций, наличии трехосных остаточных напряжений и при низких температурах, способствующих охрупчиванию материала. Повреждения, вызываемые действием коррозионных сред и нестационарностью нагружения, принято связывать с коррозионно-механической усталост ью. [c.9] Коррозионно-механическая усталость является одной из основных (до 41%) причин отказов сосудов энергетических установок. В табл. 1.1. приведены статистические данные о надежности магистральных нефтепроводов за 1981-1985 годы [73]. Подавляющее большинство разрушений связано с коррозией. Эти данные позволяют судить о степени агрессивного действия продукта аппаратуры и трубопроводов для подготовки и переработки нефти на нефтеперерабатывающих заводах, где под действием повышенных температур коррозионная активность рабочей среды y иJшвaeт я. Разрушения нефтепромыслового оборудования [233], паропроводов [196] также связывают с явлениями коррозионно-механической усталости. [c.9] Вторая зона также покрыта окислами, но имеет более волокнистое строение, что свидетельствует об ускоренном распространении трещины. Третья зона, как правило, имеет волокнистый излом, без следов выраженного окисления. Коррозионно-усталостные разрушения чаще носят транскристаллитный характер (по телу зерен) с притупленной трещиной и ступенчатой поверхностью (рис. 1.1,6). Длительные остановы способствуют локальным уш(ирени-ям контура развивающейся трещины (рис. 1.2,6). Коррозионно-усталостные трещины иногда приводят к весьма протяженным разрушениям (рис. 1.2,а). Наиболее вероятно инициирование коррозионно-усталостных трещин в области сварных соединений в силу их структурномеханической и электрохимической неоднородности, наличия трещиноподобных дефектов, сварочных напряжений и др. Для иллюстрации на рис. 1.3,а, представлен общий вид разрушения сварного соединения выпарного биметаллического аппарата. Разрушение произошло в результате инициации коррозионно-усталостной трещины в области сварного соединения, выполненного с явным нарушением требований ОСТа 26-291-79 (Сосуды и аппараты сварные стальные. Технические требования). Смещение кромок сварного соединения превышало 50% толщины соединения, тогда как по указанному документу оно не должно превышать 50% толщины плакирующего слоя. [c.12] Дефекты сварных разнотолщинных соединений (рис. 1.3,6) привели к коррозионно-механическому разрушению (сероводород и углекислый газ) футеровки колонны синтеза. На рис. 1.3,в проиллюстрирован характер коррозионно-механического разрушения у подреза сварного шва штуцера коллектора. [c.12] Особо опасным видом коррозионно-механического разрушения яв ляется коррозионное растрескивание, реализуемое в растворах сероводорода, кислот, аммиака, цианистого водорода, щелочей, двуокиси углерода, хлоридов, а также в газообразном водороде и других средах [292, 300, 301]. Коррозионному растрескиванию характерно отсутствие заметных макропластических деформаций в изломах, что свидетельствует о высокоскоростном характере (лавинном) распространения разрушения. [c.14] В качестве материала корпусов сосудов, аппаратов и технологических блоков установок подготовки и переработки нефти и газа, содержащих сероводород, рекомендуется сталь 20ЮЧ (ТУ 14-1-3333-82). Таким образом, основными методами предупреждения коррозионного (сульфидного) растрескивания являются ограничение уровня номинальной и локальной напряженности металла и соот-вегсгвующий выбор марки материала для изготовления и режимов термической обработки. [c.16] Коррозионное растрескивание реализуется как при статяческом, так и при циклическом нагружениях. Отметим, что растрескивание возможно и при отсутствии механических напряжений - межкристаллитная коррозия некоторых нержавеющих сталей и сплавов [37, 47, 48]. Естественно, межкристаллитная коррозия усиливается при наложении внешних силовых нагрузок. [c.16] Практически все процессы, связанные с воздействием рабочих сред, ускоряются под действием механических напряжений [50, 241]. [c.18] Явление усиления коррозии металла под действием механических напряжений принято называть механохи-мическим эффектом (МХЭ). Как будет показано ниже, наиболее сильно МХЭ проявляется в режиме динамического пластического течения, который реализуется в областях перенапряжения металла при повторно-статических нагрузках. [c.18] Рассмотрим основные положения теории механохимии металлов [50]. [c.18] Влияние напряженного состояния на коррозионное проникновение ме1алла в лабораторных и реальных условиях эксплуатации оборудования в различных средах отражено на рис. 1.5. [c.19] Это уравнение отражает случай равномерного распределения дислокаций в единице объема. В действительности, дислокации образуют плоские скопления из п компланарных дислокаций, заблокированных в областях плоских скоплений. В результате чего происходит увеличение сопротивления пластическому течению. Упрочнение при пластическом деформировании в п раз больше вызывает избыточное давление. Следоватёльно, увеличение химического потенциала дислокаций при образовании компланарных скоплений равносильно увеличению в п раз напряжений. [c.23] Вернуться к основной статье