ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Причины возникновения отказов из "Обеспечение и методы оптимизации надежности" Выделим три класса отказов ХТС (элементов) по причинам их возникновения проектно-конструкционные, производственно-изготовительные и эксплуатационно-технологические отказы [1, 2, 7-9]. [c.21] Проектно-конструкционный отказ — это отказ, возникший, вследствие несовершенства используемых методов проектирования ХТП, технологических схем и методов конструирования обэ-рудования, в результате нарушения установленных правил и норм проектирования ХТП, технологических схем, инженернотранспортных коммуникаций и производственных сооружений в результате несоблюдения установленных правил и норм конструирования аппаратов, машин и трубопроводов, правил н норм размещения оборудования и трассировки трубопроводов, а также вследствие малой достоверности принимаемых проектноконструкторских решений и ошибок разработчика (проектировщика или конструктора). [c.22] Производственно-изготовительный отказ — это отказ, возникший вследствие нарушения или несовершенства технологических процессов изготовления, сборки или ремонта оборудования и инженерно-транспортных коммуникаций неудовлетворительного качества монтажа, профилактического обслуживания, очистки и подготовки к пуску аппаратов, машин и трубопроводов, а также в результате ошибок различных специалистов, которые участвуют в изготовлении, монтаже и ремонте оборудования. [c.22] Эксплуатационно-технологический отказ — это отказ, возникший вследствие нарушения принятых в технологическом регламенте оптимальных значений параметров функционирования ХТП установленных правил или условий эксплуатации оборудования и инженерно-транспортных коммуникаций, а также в результате различного рода повреждений, естественных процессов старения и износа оборудования и трубопроводов вследствие неисправной работы АСУ ТП, систем защитных блокировок, систем ВОДО-, тепло- и электроснабжения вследствие влияния агрессивных перерабатываемых веществ на ХТП и тяжелых режимов функционирования ХТП (высокие температуры, давления и т. п.), а также в результате непредусмотренных воздействий окружающей среды на ХТП и ошибок обслуживающего персонала. [c.22] Известно немало случаев в зарубежной практике освоения крупнотоннажных агрегатов, когда дефекты конструкций или изготовления оборудования, неправильно примененные материалы, неудовлетворительное качество монтажа оборудования и очистки его, а также плохая подготовка оборудования к пуску были причинами длительных задержек ввода агрегатов в эксплуатацию, серьезных неполадок и аварий [1, 13]. [c.22] Результаты многолетних исследований надежности различных производств свидетельствуют о том, что по удельному весу в общем числе отказов указанные три класса отказов по причинам их возникновения в среднем распределяются следующим образом [2] 40—50% проектно-конструкционные отказы 30— 40% производственно-изготовительные и 15—25% эксплуатационно-технологические. [c.22] Возникновение любых отказов ХТС (элементов) при ее функционировании обусловлено совокупностью ряда различных причин, влияющих на работоспособность системы или элемента в процессе их проектирования, изготовления и эксплуатации. Указанные причины можно подразделять на объективные, или внешние, и субъективные, или внутренние [11, 29]. [c.23] Рассмотрим некоторые важнейшие причины, приводящие к возникновению проектно-конструкционных отказов, которые наиболее существенно влияют на надежность и безопасность производств. [c.23] Весьма существенной объективно-субъективной причиной является научно-технический уровень используемых методов проектирования ХТП и технологических схем, а также методов конструирования оборудования [1—3, 38. 43—51]. [c.23] К структурно-техническим особенностям крупнотоннажных ХТС, которые весьма существенно влияют на возникновение проектно-конструкционных отказов, относятся многомерность системы по числу входящих в нее единиц оборудования и по числу технологических связей между оборудованием сложность структуры технологических связей между единицами оборудования большая неравномерность распределения числа технологических связей, принадлежащих каждой единице оборудования. [c.23] Рассмотрим более подробно некоторые примеры этих недоработок и ошибок [13], являющихся причинами возникновения проектно-конструкционных, отказов. При выборе исходного сырья и конструкционных материалов не всегда изучаются полные характеристики всех имеющихся примесей и их роль в технологическом процессе, что исключает своевременную разработку мер для устранения отрицательного влияния примесей на ХТП (элементы) и предотвращения возможности возникновения аварийных ситуаций. [c.24] Например, известны случаи, когда неучтенный хлор в углеводородном сырье вызывал коррозию реакционных труб нечи парового риформинга и другого оборудования, отравлял некоторые катализаторы и загрязнял получаемый продукт. Аналогичные результаты получались при использовании загрязненного хлором воздуха в качестве сырья для производства аммиака по схеме с двухступенчатым риформингом углеводородного газа и нефти. Появление в природном газе ранее отсутствовавших органических соединений серы привела к снижению активности катализатора парокислородного риформинга и к пэме-нению его температурного режима. В результате этих факторов в синтез-газе появились примеси ацетилена, которые на стадии очистки медно-аммиачным раствором в установке получения водорода образовали при нарушении режима регенерации осадок взрывчатой ацетиленовой меди. [c.24] В одном из крупнотоннажных агрегатов аммиака с применением высоко-и низкотемпературной конверсии оксида углерода было предусмотрено внешнее использование избыточного высокопотенциального пара, получаемого при рекуперации внутренней тепловой энергии экзотермического технологического процесса. Получение пара было предусмотрено из глубоко деминерализованной воды с добавкой к ней конденсата, образующегося при охлаждении реакционных смесей пара с синтез-газом. [c.24] После пуска агрегата были обнаружены в избыточном паре и конденсате большие количества аммиака и органических соединений. Аммиак и органические соединения были найдены при выяснении причин нарушений плотности арматуры паропроводов у потребителей пара и конденсата на заводе была нарушена также работа химической водоочистки. Исследованиями установлено, что аммиак и органические соединения образуются при конверсии СО в результате побочных реакций. Для обеспечения безопасности работы других потребителей пара и конденсата, загрязненных аммиаком и органическими соединениями, пришлось разработать и осуществить ряд дополнительных принципиальных и дорогостоящих мероприятий. [c.24] Не меньшее значение для обеспечения безопасности агрегатов имеет глубокое и всестороннее изучение физико-химической сущности процессов, в которых могут создаваться благоприятные условия для взрывов и пожаров. К таким ХТП следует прежде всего отнести процессы окисления, нитрования, гидрирования, хлорирования и др. [c.24] Для разработки мер по предупреждению взрывов при осуществлении новых ХТП должны быть изучены механизм и кинетика химических реакций условия образования и накопления промежуточных и побочных продуктов взрывоопасность всех продуктов интенсивность и равномерность отвода реакционного тепла, а также равномерность распределения реагирующих компонентов в аппарате роль температуры и давления, а также других факторов, на основании которых должны быть определены оптимальные технологические параметры ХТП, конструкции аппаратов, разработаны средства защиты и предупреждения взрывов. [c.25] При проектировании крупнотоннажных агрегатов следует иметь в виду, что сохранение проверенных в эксплуатации конструкций аппаратов допустимо до определенных размеров, выше которых ухудшаются гидроаэродинамические показатели, тепло- и массообмен, появляются застойные зоны и т. д. По этим причинам и для интенсификации аппаратов, а также для создания крупнотоннажных аппаратов с габаритами, позволяющими осуществлять их транспортировку по железным дорогам необходимо разрабатывать новые конструкции аппаратов. [c.25] При выборе конструкционных материалов для оборудования и трубопроводов, а также типоконструкций аппаратов следует обращать особое внимание на возможность коррозионного растрескивания сталей в агрессивных рабочих средах, в том числе и в аммиаке. [c.25] Ряд аварий произошел вследствие того, что при проектировании и эксплуатации крупнотоннажных агрегатов не была предусмотрена возможность течения газа или жидкости в обратном направлении [23]. Однако обратное движение потоков газов или жидкостей иногда может происходить, и для подобных случаев необходимо предусмотреть меры предосторожности [64]. [c.25] Вернуться к основной статье