: Зношування й руйнування деталей

1.Характеристика зношування і методи боротьби з ними.

2.Механічне зношування.

На механічне зношування впливає:

- чистота обробки поверхні; (чистота повинна бути не нижче чистоти обкатування);

- температура;

- наявність змащення;

- фізико-хімічні властивості матеріалу.

На якість зношування впливає змащення:

- рідинна; (масло доходить до 1/2 тіла кочення);

- напіврідинна (частково);

- гранична ( 1/10 мікрометра);

- сухе тертя.

До рідинного змащення відноситься:

- індустріальне масло;

- турбінне масло.

Конценстентна:

-солідол;(конценстентне змащення міняють раз в 3 місяці).

Тверда:

-графітна.

Рідинне змащення може бути:

- примусове змащення;( змащення подається насосом об'ємного типу в зону);

-краплинне змащення( маслянки - краплею подається на вал і розприскуються);

- за допомогою маслосъемного кільця ( кільце занурює в масло попадає на вал і розтікається по підшипниками).

Повзучість металу – подовження від температури й знакозмінних навантажень ( болт- гайка).

До зношування також може ставиться порушення цілісності деталі.

Причини:

- перевищення припустимого навантаження;

-дія не облікових концентраторів напруги;

- великий розкид механічних показників металу;

- якість виготовлення і якість проведення технічного обслуговування, складання й зварювання;

- якість обслуговування і якість змащення.

Показники якості змащення:

- в'язкість;

- температура спалаху;

- температура замерзання.

Корозійне ( ерозійне ) зношування - патрубки зношуються за рахунок того, що на виході швидкість збільшується й відбувається зношування.

Кавітаційне зношування – тиск нижче тиску насичених парів, виділяється кисень, відбувається захлопування пухирців, у результаті чого відбувається удар).

Захист від механічного зношування:

- зниження навантажень;

- зниження концентраторів напруги;

Захист від механічного зношування:

-нанесення захисних покриттів;( гумування, напилювання, наплавлення)

Захист від ерозійного зношування:

-усунення різких поворотів.

Корозійне зношування:

Захист від атмосферної корозії:

- нанесення лакофарбових покриттів. Металізація залежить від агресивності середовища, правильному виборі матеріалів;

- застосування двошарових сталей;

- катодний й анодний захист;

- усунення застійних зон;

- високотемпературна відпустка й охолодження у воді;

Корозії піддаються найбільшою мірою:

- місця з високою лінійною швидкістю середовища(вхідні й вихідні штуцера)

- ділянки із залишковою напругою, у яких є корозійне розтріскування ( зварені шви, ковані й штамповані деталі);

- застійні зони, у яких може збиратися рідина( тому апарати мають зони зливу);

-зони нагрівання;

-вузли тертя;

Механічне зношування при агресивності середовища різко збільшується, погіршується якість змащення);.

Тема: Монтаж, ремонт і діагностика арматури

1) підземні;

2) надземні;

3) повітряні;

Підземні трубопроводи - ділянки виготовляються на заводі, укладаються й транспортуються до місця монтажу. Не повинні впливати зусилля, тому вони укладаються нижче зони промерзання. Зварюються в батозі й за допомогою 2-3 трубоукладачів укладаються в траншеї: торці батогів глушаться, на заглушках ставиться кран для підключення штуцера. Зварені шви змазуються пінним розчином.

Трубопроводи випробовуються на щільність. При пневмовипробуваннях підсилюються муфтами, листами. Для підземних трубопроводів не роблять температурних компенсаторів. Підземні трубопроводи повинні проходити через будинки.

При ремонті підземних трубопроводів діаметром до 300мм піднімаються на поверхню траншеї, понад 300 мм ремонтують прямо в траншеї.

Якщо виявлено дефект звареного шва, то він вирубується й заварюється й проходить пневмовипробування.

Надземні трубопроводи

Укладають на бетонні опори, самі трубопроводи перед укладанням випробовуються й наноситься теплоізоляція. Надземні трубопроводи ставляться в тих випадках, коли не можна зробити їх підземними. Мають компенсатори від температурних деформацій. Повітряні трубопроводи можуть встановлюватись поярусно.

Мінімальна відстань між трубопроводами

де - зовнішні діаметри фланців;

а – коефіцієнт для трубопроводів.( <200 а=80; >200 а=105-150)

Трубопроводи, що працюють під вакуумом випробовують надлишковим тиском.

Ремонт кранів: розбирають кран( корпус, кришка) і перевіряють сідло й клапан.

МАШИНИ ДЛЯ ТРАНСПОРТУВАННЯ ТВЕРДИХ І СИПУЧИХ МАТЕРІАЛІВ. ЇХНЯ ЕКСПЛУАТАЦІЯ.

Транспортери застосовуються для механізованих робіт, та забезпечення такого технологічного процесу, який би забезпечував переробку твердих і сипучих матеріалів без застосування ручної праці.

Переробка твердих і сипучих матеріалів включає етапи:

1. доставка матеріалів у цех;

2. перевантаження матеріалів;

3. розміщення матеріалів у складах.

4. підготовка матеріалу для використання в технологічних процесах і переміщення уздовж технологічних ліній.

Способи транспортування залежать від:

- розміру часток переміщуваного матеріалу (великі гранули, кусковий матеріал, порошки, пасти);

- тари в якій перебуває матеріал ( контейнери, ящики, мішки, насипний матеріал);

- типу й розмірів складів ( відкриті площадки, навіси, одне - і багатоповерхові будинки й т.д)

- відстані між агрегатами технологічної лінії;

- висота по якій подається матеріал та ін. вимоги технологічного процесу.

Безтарні шматки зі складу розташованого не більше 40-60 м можна доставляти за допомогою стрічкового або скребкового конвеєру.

Якщо відстань перевищує 60 м доцільно застосовувати пневмотранспорт для сипучих речовин.

Для транспортування сипучих матеріалів застосовуються наступні типи транспортерів:

1) стрічковий конвеєр.

Недоліки - провисання стрічки

2) поршневий транспортер( елеватор) для вертикального переміщення матеріалів;

3) вібраційно - гвинтовий транспортер

Пневматичний транспортер передає сипучий матеріал по трубах у зваженому стані в потоці стисненого повітря.

ОСНОВНІ КОНСТРУКЦІЇ ТЕПЛООБМІННОГО ВСТАТКУВАННЯ

Теплообмінний апарат - технологічне встаткування для процесів нагрівання, охолодження середовища, зміни її агрегатного стану або утилізації тепла.

У загальному обсязі хімічного встаткування теплообмінники займають 15-18 % , а в нафтопереробці до 50%.

По конструкції теплообмінники ділять на:

Теплообмінники із труб:

- кожухотрубні ( до 80% від всіх конструкцій);

- труба в трубі;

- змієвикові;

- пластинчасті й т.д.

По призначенню:

- холодильники;

- підігрівники;

- випарники;

- конденсатори.

По напрямку руху потоків:

- прямоточні;

- протиточні:

- перехресного потоку.

У хімічній, нафтопереробній і нафтохімічній промисловості існують особливості експлуатації теплообмінників, які необхідно враховувати при виборі конструкцій, матеріалів, напрямку потоків, елементів у які необхідно подавати контактуючі теплоносії.

Якщо одне із середовищ має високий тиск, то якщо теплообмінник трубчатий - в трубний простір направляється теплоносій з більшим тиском ( труби малого діаметра витримують більші тиски).

Якщо один з теплоносіїв корозійноактивний то його направляють по трубах, тому що в процесі роботи у випадку виходу з ладу окремих трубок їх заварюють. Але для корозійних середовищ рекомендують використовувати полімери. Брудного теплоносія пускають у той простір яке більш доступно для промивання й очищення.

ТЕПЛООБМІННІ АПАРАТИ ТА ОБЛАСТІ ЇХ ЗАСТОСУВАННЯ

Основні конструкції:

Теплообмінники можуть виготовлятися з поперечними або поздовжніми перегородками. З рухливими або не рухливими трубними решітками. Використовуються як підігрівники, холодильники, випарники, конденсатори.

Випарники мають вертикальну конструкцію для вільного руху пару нагору й для запобігання утворення застійних зон.

Теплообмінники з нерухомими трубними решітками використовують при перепаді температур менш 50 , лінійне розширення трубок і кожуха досягають значень при яких можливі розриви через нерівність розширень. Для запобігання цього застосовують різні компенсатори.

Основні види компенсаторів:

- с плаваючою голівкою;

- с U-образними трубами;

Також застосовуються чепцеві компенсатори.

Способи кріплення труб:

- розвальцьовування;

- зварювання;

- чепцеве.

Інтенсифікація процесів теплообміну досягається вирівнюванням термічного опору на протилежних сторонах поверхні теплопередачі. З тієї сторони де коефіцієнт теплопередачі менше підбирають раціональний гідродинамічний режим потоків ( ліквідація застійних зон за допомогою установки розподільних пристроїв у штуцерах, збільшення швидкості руху теплоносія, установка турбулізуючих вставок, оребріння поверхні й т.д.

ТРУБОПРОВОДИ

Колонна апаратура, компресори, насоси, фільтри, сушарки, кристалізатори, резервуари й ін. пристрої зв'язані між собою більшою кількістю комунікацій - допоміжні устаткування хімічних виробництв.

До цього встаткування відносяться:

1) трубопроводи:

- звичайні;

- обв'язувальні;

- спеціальні;

- неметалічні;

2) арматура:

- регулювання;

- зміна руху напрямку;

- відключення окремих ділянок струмів;

- запобігання встаткування й труб від руйнування в наслідку небезпечного підвищення тиску.

У хімічній промисловості транспортування продуктів сировини мають особливості:

- температура ( -200 1200 );

- перепади тисків( мм. рт. ст. до 18000 атм.).

Тому допоміжне устаткування виготовляється зі спеціального матеріалу за спеціальними правилами. Існує правила експлуатації для різних типів трубопроводів.

На кожен вид устаткування завод - виготовлювач дає документацію на обв'язку технологічним трубопроводом. На кожні 10 метрів трубопроводу обв'язувального в середньому комплектується 33 найменування типорозмірів труб, 61 найменування арматур, 50 найменування фланців, 23 відводів, 133 шпильок, болтів, гайок і прокладок. На заводах виготовляються тільки прямі ділянки труб, а всі повороти, відводи виготовляють і встановлюють на місці під час монтажу. Це на 40 % знижує трудомісткість заводського виготовлювача, і знижується ймовірність помилок (нестиковок труб, фланців, отворів, арматури й т.д.), знижує витрату матеріалів, підвищується якість і надійність обв'язувальних трубопроводів.

Під трубопроводами спеціального призначення мають на увазі трубопроводи під тиском більше 100 атм. і називаються трубопроводи високого тиску. На них поширюються спеціальні правила на експлуатацію й обслуговування;

Під тиском менше атмосферного(вакуум) труби по яких транспортують токсичні й агресивні продукти.

Основна вимога до трубопроводів спеціального призначення - їх герметичність. На трубопроводах високого тиску ставлять спеціальні фланцеві з'єднання, болтові з'єднання посилені, установлюють металеві прокладки, їх часто перевіряють на наявність витоків, а зварені з'єднання контролюють спеціальними методами. Для вакуумних трубопроводів герметичність перевіряти візуально дуже складно тому що витік відбувається в середину. Тому ці трубопроводи намагаються виготовляти цільними з мінімальною кількістю фланцевих з'єднань.

Трубопроводи для агресивних, хімічно активних середовищ застосовують по можливості із неметалічні матеріали.

З тонких матеріалів - порцеляна.

З футерованных матеріалів - гумування, покриття поліетиленом, вініпластом, склом.

Не металеві матеріали мають обмежене застосування:

Скляні - для особливо чистих продуктів.

Вініплвстові - тільки в приміщеннях (тому що не витримують довгий час мінусових температур)

Поліетилен - витримує багаторазове відтавання й замерзання.

ТРУБОПРОВІДНА АРМАТУРА

Існує наступна класифікація арматури за призначенням:

1) Запірна арматура - для герметичних відключень.

2) Розподільна арматура - для розподілу потоків.

3) Регулююча арматура - для регулювання втрат.

4) Запобіжна - запобігання від підвищеного тиску понад номінальний.

5) Пропускна - підтримка постійного тиску середовища за допомогою перепуску надлишку середовища при підвищенні її подачі більше ніж номінальний хід.

6) Арматура зворотної дії - запобігання зворотного потоку середовища.

7) Аварійно відсічна - припинення подачі при аварійних ситуаціях.

8) Конденсатовідводна - виведення конденсату з одночасним запобіганням проскакування пару.

Вентилі:

-запірні;

- регулюючі;

- дросельні;

Вентилі бувають чавунні, сталевих і пластикові із пластмас. Вентилі високого тиску й опору виготовляють діаметром мм.

Особливості експлуатації:

Недоліки:

- Для забруднених і легкокристалізуючихся рідин вентилі непридатні.

Засувки.

Установлюються на трубопроводи .

Переваги:

- порівняно низький опір;

- мала будівельна довжина ( довжина в осьовому напрямку);

- простота конструкції дозволяє усувати небезпеку забивання;

Недоліки:

- герметичність нижче чим у вентилів.

Крани .

Крани бувають чепцеві, натяжні.

Крани для легкозастиваючих продуктів і при P<10 атм.

Недоліки:

- швидко відкриваються, що може привести до гідроудару;

- тривалий час застій крана приводить до прилипання пробки крана;

ЗАПОБІЖНІ КЛАПАНИ

Захищають від підвищення тиску .

Клапани бувають:

- пружинні;

- важільні;

- у вигляді запобіжних пластин;

У пластинах запобіжних відбувається розрив пластин.

Пружинні використають для горючих і токсичних речовин через їхню герметичність, але вони вимагають частого регулювання.

Важільні - у них використовуються чепцеві ущільнення, тому можливий прорив газів.

Запобіжні пластини ставлять разом з важільними або пружинними.

ЗВОРОТНІ КЛАПАНИ

Установлюються для запобігання зворотного ходу рідини або газу (при раптової зупинки насоса, компресора й т.д.)

Існують зворотні клапани високого й надвисокого тиску установлені на вертикальних ділянках труби.

Експлуатуються при температурах -60 +600 і тиску 10-160 атм.

Недоліки:

- високий гідравлічний опір;

- висока точність монтажу.

РЕДУКЦІЙНІ КЛАПАНИ

Для зниження тиску в трубопровід. В основному виконують підпружинені й настроєні на певний тиск.

Недоліки:

- пружина згодом губить свої властивості.

КОНДЕНСАТОВІДВОДЧИКИ

Запобігають проскакуванню пару до лінії збору конденсату. Установлюються за теплообмінниками, в яких використовують водяний пар.

Бувають:

- поплавкові конденсатовідводчики;

- сифонні;

- термодинамічні.

ПОКАЖЧИКИ РІВНЯ

Установлюються на апаратах. Вони мають скляну трубку, що може руйнуватися при великих тисках. Для великих тисків покажчики рівня забезпечують кульовими клапанами, які спрацьовують при розриві трубки й запобігають витікання рідини.

З умов безпечної роботи й міцності скла звичайно довжина мірного скла не перевищує 800 - 900 мм, тому на високих посудинах по висоті встановлюють кілька покажчиків рівня.