ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Повреждаемость колонн на стадии изготовления из "Повреждаемость колонных аппаратов нефтепереработки и нефтехимии" Сопротивление конструкции различного рода разрушениям определяется прежде всего комплексом механических свойств конструкционного материала-его прочностью, пластичностью и т.д. [c.18] Во многих случаях влиянием факторов второй и третьей групп можно пренебречь. Однако для колонных аппаратов с их высокой степенью геометрической (а часто и физической) неоднородности, значительными размерами, сложными режимами нагружения и длительными сроками эксплуатации такой подход при решении задач надежности неправомерен. [c.18] Анализ поврежденности колонны удобно выполнять на основе использования системного подхода. В рамках этого подхода колонна может рассматриваться и как элемент (например, колонна в составе технологической установки), и как система, включающая и интегрирующая различные элементы- корпус, внутренние устройства, приборы КИПиА, теплоизоляцию и т.п. Выбор между этими двумя уровнями зависит от конкретной задачи. Для анализа поврежденности, очевидно, наиболее подходит второй уровень, при котором колонна рассматривается как объект со своей внутренней структурной организацией. [c.18] Следует отметить, что колонна в процессе изготовления и эксплуатируемая колонна- это две разные системы. Данное замечание принципиально важно при разработке методологии оценки поврежденности. [c.18] На стадии изготовления колонну г ложно рассматривать как открытую систему, т.е. систему, которая осуществляет энергетический и материальный обмен с внешней средой. Действительно, в процессе производства в систему, которую условно можно назвать колонной, поступает материал (новые узлы, детали) и подводится извне энергия (механическая при гибке, тепловая при сварке и т.д ). [c.18] Принцип эволюции является модификацией принципа Карно-Клаузиуса. Это означает, что эволюция замкнутой системы связана с возрастанием ее энтропии. Другими словами, наиболее вероятным состоянием замкнутой системы является состояние хаоса, т.е максимальной степени неупорядоченности. Естественно, что хаос рассматривается здесь в физическом и термодинамическом аспектах. Это состояние характеризуется отсутствием структурной организации материи, ее предельной гомогенностью. [c.19] В открытой системе энтропия может уменьшаться, а гетерогенность системы - увеличиваться. Следовательно, развитие системы может происходить от состояний более вероятных к менее вероятным. Основными характеристиками процессов, протекающих в таких системах, являются нелинейность и неравновесность. [c.19] В ходе технологического процесса изготовления колонны эти характеристики проявляются в увеличении геометрической, химической, структурной, физической гетерогенности, в скачкообразном изменении свойств материалов (примером могут служить фазовые переходы при сварке), в появлении неравновесных фаз ит.д. [c.19] Структурная, фазовая и химическая неоднородности характерны для материалов уже в состоянии поставки. Изменяемость механических свойств сталей и титановых сплавов может находиться в пределах у=0,02...0,06 (V- коэффициент вариации) [26]. Между тем, сравнительно небольшой разброс механических свойств приводит к весьма значительному разбросу по долговечности [11, 25-28]. [c.19] Особенно велика роль сварочных процессов в создании неравновесных структур. Сварным соединениям присущи практически все виды гетерогенности- геометрическая, структурная, химическая и т.д. [13, 14]. Стремление системы эволюционировать в направлении более вероятных состояний приводит к развитию релаксационных процессов, проявляющихся в образовании сварочных дефектов как в процессе кристаллизации металла (горячие и деформационные трещины, газовые и шлаковые включения и т.д.), так и при вылеживании сварных конструкций [29, 30]. [c.19] На практике часто применяют коэффициенты удельной дефектности по массе у д и длине уд - шва. Эти параметры определяются числом сварочных дефектов соответственно на 1 т наплавлен ного металла и на 10 м длины шва. [c.20] На рис. 2.2 представлена диаграмма удельной дефектности сварных швов парогенераторов в зависимости от применяемой технологии сварки [30]. [c.20] Особо уязвимыми с точки зрения дефектности являются патрубки аппаратов. Во-многом уровень пораженности дефектами зависит от диаметра привариваемого патрубка (рис. 2.3) [30]. Для патрубков малых диаметров сложнее подготовить кромки под сварку, поскольку кривизна патрубка значительно отличается от кривизны обечайки. Кроме того,к приварке патрубков малых диаметров часто допускаются сварщики низкой квалификации. [c.21] МОЖНО [31, 32], Следовательно, сварная конструкция начинает эксплуатироваться с некоторым уровнем дефектности, что должно быть учтено при разработке соответствующих моделей надежности. [c.22] К увеличению гетерогенности приводит также деформационный цикл операций гибки и штамповки [ 33-35], к ее уменьшению- некоторые операции термической обработки [36]. [c.22] Вернуться к основной статье