ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Конструкционные материалы и оценка их механических свойств из "Охрана труда в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности" Номенклатура конструкционных материалов достаточно широкая, чтобы удовлетворить разнообразные, часто очень жесткие, требования, предъявляемые условиями работы оборудования. [c.273] Углеродистые стали — один нз самых массовых конструкционных материалов нефтяного машиностроения. В зависимости от способа их раскисления при изготовлении различают стали кипящие (кп), полуспокойные (пс) и спокойные (сп). Кипящие стали обладают большой склонностью к старению, имеют низкую жаропрочность и малую ударную вязкость, поэтому их применение ограничено. По нормативам Госгортехнадзора стальные сварные аппараты допускается изготовлять из кипящей стали при рабочем избыточном давлении до 1,6 МПа (16 кгс/см2) и температурах 20—200 °С. Спокойные стали (наиболее распространенная марка Ст. 3) применяют для корпуссз аппаратов, работающих под избыточным давлением до 6 МПа (60 кгс/см2) при температуре от —30 до -f425° . [c.273] Важно подчеркнуть, что применение кипящих сталей при низких температурах весьма опасно. [c.274] На одном нефтеперерабатывающем предприятии произошла крупная авария изготовленных нз кипящей стали сферических резервуаров для хранения сжижен гых углеводородных газов. При температуре около —25—30 С от незначительного повышения давления разрушился резервуар, газ взорвался, разрушились соседние резервуары и возник пожар, длившийся несколько суток. Аварии такого рода при низких температурах наблюдались и на других аппаратах, изготовленных из кипящей стали. [c.274] При низкотемпературных технологических процессах углеродистые спокойные стали можно применять до —30 °С, низколегированные до —40 °С, марганцовистую сталь типа 10Г2 до —70 °С, хромоникелевые стали до —196 °С. [c.274] Для осуществления технологических процессов, протекающих при высоких температурах, возникает необходимость применять жаропрочные и жаростойкие конструкционные материалы. [c.274] Жаропрочность конструкционного материала определяется его способностью противостоять ползучести и релаксации при определенной температуре и заданном сроке службы. [c.274] Ползучестью [крипом) называется способность материала медленно, непрерывно деформироваться при неизменной нагрузке. Ползучесть приводит к утончению стенок деталей, находящихся в напряженном состоянии и, следовательно, к повы-щению напряжений. Повышение напряжений в свою очередь вызывает более интенсивную ползучесть, в результате чего стенка может сделаться настолько тонкой, что последует ее разрыв. [c.274] Жаростойкостью конструкционного материала является его способность сопротивляться химическому воздействию среды в условиях длительной работы при высоких температурах. Эти химические воздействия обусловливаются главным образом газовой средой, вызывающей нарушение стабильности структуры металла. Такими нарушениями чаще всего являются графити-зация, межкристаллитпая коррозия, тепловая хрупкость. [c.275] Явления графитизации заключаются в том, что при длительном воздействии температур выше 475 °С в стали происходит распад карбида РсдС и образование (главным образом в зоне сварных швов) цепочек свободного графита, что ухудшает механические свойства металла. Предотвращение графитизации достигается введением в сталь добавок хрома. [c.275] Некоторые стали в результате длительной работы при температуре свыше 450 °С значительно теряют ударную вязкость, сохраняя все другие механические свойства. Это явление называется тепловой хрупкостью и предотвращается легированием стали молибденом, вольфрамом, ванадием. [c.275] Разумеется, кроме углеродистых, низколегированных и высоколегированных сталей в нефтяном машиностроении широко применяются и другие конструкционные материалы, в том числе чугун, цветные металлы, материалы неорганического и органического происхождения. [c.275] Для оценки механических свойств, которые определяют поведение металлов и других конструкционных материалов в эксплуатации (конструктивная прочность) и при обработке (сопротивление деформированию и пластичность) проводят испытания, возможно более точно имитирующие рабочие условия. Для наиболее правильного прогнозирования поведения материала в будущих конструкциях нормативами, стандартами, техническими условиями или опытом определен для каждого вида оборудования комплекс таких испытаний. [c.275] При динамических испытаниях на ударные разрыв, сжатие и изгиб снимаются показатели ударной вязкости и хрупкости материала. При испытаниях на усталость, возникающую при повторно-переменных нагрузках, определяется предел выносливости. [c.276] Концентраторы напряжения (отверстия в теле детали, резкие переходы от более толстого к тонкому сечению, механические надрезы, трещины и др.) могут существенно снизить прочность некоторых материалов, поэтому образцы испытывают на чувствительность к надрезу и трещине. Длительное воздействие статических нагрузок и повышенной температуры вызывает необходимость проведения испытаний на ползучесть. Проводятся испытания па износ и истирание, на коррозионную усталость и склонность к коррозионному растрескиванию, на термостойкость и другие виды испытаний. [c.276] Особую группу испытаний составляют так называемые технологические пробы, с помощью которых устанавливается пригодность материала для конкретного технологического процесса обработки. К ним, например, относятся проба металлов па изгиб до заданного угла, до параллельности сторон образца на оправке определенного диаметра, проба проволоки на перегиб и многие другие. [c.276] Для проведения испытаний имеется большое число типов испытательных машин. [c.276] Вернуться к основной статье