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:
st = aЕDt
где st - температурные напряжения, кг/см2;
a - коэффициент линейного расширения, °С-1 (для стальных труб at = 1,2´10-5°С-1);
Е - модуль упругости материала, кг/см2(для стальных труб Е = 2,1´106).
Dt - изменение температуры, °С;
Температурные напряжения в стенках толстостенных аппаратов (у которых отношение наружного диаметра аппарата к внутреннему (b = Dн/Dв > 1,5) рассчитываются по формулам:
а) на внутренней поверхности
б) на наружной поверхности
где tн,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 stн,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.