Главная -> Словарь

Локальных перегревов

Белый слой, характеризующийся благоприятным сочетанием остаточных макронапряжений и структуры, наиболее эффективно повышает трещиностойкость стали и является весьма перспективным способом повышения стойкости стальных деталей к коррозионному растрескиванию. Сопротивление стали коррозионному растрескиванию зависит от содержания в ней углерода. Так же, как и сопротивление коррозионной усталости, максимальная стойкость к коррозионному растрескиванию наблюдается у стали с содержанием углерода 0,4-0,65 % . Это связано с тем, что при указанном содержании углерода количество остаточного аустенита небольшое и увеличивается с ростом содержания углерода в стали. При этом уменьшается способность металла к релаксации локальных напряжений вследствие уменьшения подвижности дислокаций. В сталях, легированных хромом в количестве 12 % и более, релаксация напряжений облегчается вследствие уменьшения активности углерода, переходящего в карбиды. В результате этого, а также из-за увеличения пассивирующего действия хрома рост трещин резко замедляется.

Поверхностный слой промышленных стекол в 1,5—4,0 раза слабее внутренних слоев и разрушение, как правило, начинается с него, так как в местах микродефектов возникают локальные напряжения, превосходящие предел прочности. Высокая хрупкость стекла способствует возникновению таких локальных напряжений.

Аналогичным образом, в принципе, должно происходить возникновение локальных напряжений при коксовании угольных шихт. В крупных классах шихты, подготовленной обычными способами, концентрируется наиболее труднодробимая часть углей: зерна породы, минерализованного угля, дюрита. Эти включения оказывают влияние не только на стадии спекания, повышая неоднородность и газопроницаемость пластического слоя, но и на стадии полукокса-кокса. Для доказательства приведем результаты исследования крупных классов шихты, подготовленной по схеме группового дробления компонентов и избирательным измельчением с пневмосепарацией - ИД ПМС .

Вместе с тем, для оценки локальных напряжений необходимо учитывать воздействие образующихся при измельчении включений реальной формы. Для первого рассмотрения примем положение включения породы в нейтральном слое. Подставим в ранее полученное Уравнение вместо условного диаметра включения с/, удвоенное расстояние от центра включения до вершины. Тогда допустимый размер

При взаимодействии усадочных и локальных напряжений в коксуемой загрузке по ширине слоя, суммарное напряжение в районе действия включения можно выразить уравнением:

Проверочный расчет по формуле показал, что при взаимодействии усадочных и локальных напряжений, а также с учетом реальной формы включений, их критические размеры уменьшаются в 3-8 раз, в сравнении с полученными без учета указанных факторов. Так например, в образце кокса диаметром 30 мм зерно породы шаровой формы может вызывать образование трещин, если оно имеет размер 1,18 мм. Критический размер породного зерна по форме, близкой к кубу, составляет 0.93 мм.

С учетом указанного был проведен анализ развития локальных напряжений, подобно возникающим в элементарном объеме матричного кокса, связанного с инородным включением как наполнителем . Для этого приняты следующие обозначения:

Изучен механизм возникновения и развития локальных напряжений вследствие объемных изменений вещества полукокса-кокса и разных включений, их взаимодействие с усадочными напряжениями. С учетом реальной формы, критические размеры минерализованных и других малоусадочных включений близки к I мм. Поэтому при установлении уровня измельчения и определения технологии подготовки углей необходимо учитывать засорение указанными примесями класса более I мм.

между циклами нагружения кратковременного или длительного отдыха происходит релаксация напряжений. Степень релаксации напряжений определяется помимо температуры также и длительностью отдыха, но второй фактор менее существенен. Если время отдыха недостаточно для полного релаксирования напряжений, то в каждый последующий цикл нагружения происходит увеличение локальных напряжений. В работе указывается, что в случае пульсирующего цикла отдых после фазы растяжения приводит к релаксации остаточных напряжений сжатия. Чем полнее релаксация, тем выше при следующем цикле нагрузки локальные напряжения растяжения и тем ниже долговечность. Исследования, проведенные на кремнистом железе, полностью подтвердили это предположение

между циклами нагружения кратковременного или длительного отдыха происходит релаксация напряжений. Степень релаксации напряжений определяется помимо температуры также и длительностью отдыха, но второй фактор менее существенен. Если время отдыха недостаточно для полного релаксирования напряжений, то в каждый последующий цикл нагружения происходит увеличение локальных напряжений. В работе указывается, что в случае пульсирующего цикла отдых после фазы растяжения приводит к релаксации остаточных напряжений сжатия. Чем полнее релаксация, тем выше при следующем цикле нагрузки локальные напряжения растяжения и тем ниже долговечность. Исследования, проведенные на кремнистом железе, полностью подтвердили это предположение .

При регенерации в псевдоожиженном слое катализатора прак — тачески устраняется возможность локальных перегревов, что позволяет проводить регенерацию при более высоких температурах, тем самым ввести в реактор более высокопотенциальное тепло и, при необходимости, сократить кратность рециркуляции катализатора.

Углерод кокса сгорает до СО и СО2, причем соотношение их в газах регенерации зависит от химического состава катализатора. При значительной концентрации СО возможно возникновение ее неконтролируемого догорания в газах регенерации, что приводит к прогару оборудования. Введение в состав катализатора небольших количеств активных катализаторов окисления устраняет образование СО. При этом возрастает, разумеется, экзотермичность гбрения кокса, и нужно более интенсивно отводить тепло из регенератора. В случае кипящего слоя микросферического катализатора внешнедиффу-зионная область достигается при значительно более высоких температурах, возможность локальных перегревов практически устраняется и целесообразно проводить регенерацию при значительно более высоких температурах — до 680—690 °С, При дальнейшем повышении температуры необратимое старение катализатора резко ускоряется.

Для установления возможности локальных перегревов внутри частицы катализатора нами рассмотрено изменение теплонапря-женности зоны горения в процессе регенерации. При этом учитывали неравномерное распределение кокса по частице . При высоких температурах тепло сгорания кокса воспринимается очень тонким сферическим слоем частиц, поскольку само сгорание происходит в довольно узкой зоне. Поэтому теплонапряженность, рассчитанная как отношение количества тепла, выделяющегося в единицу времени, к объему зоны горения, может достигать больших значений. Ее можно определить из выражения:

Это обстоятельство, естественно, накладывает дополнительные требования при выборе оптимальных условий процесса регенерации. Основное из этих требований-сохранение некоторого приемлемого уровня стабильности и активности катализатора при многократном осуществлении окислительной регенерации. Решение подобной задачи связано прежде всего с определением таких условий процесса, которые исключали бы возможность образования локальных перегревов как на зерне, так и в слое катализатора, поскольку перегревы приводят к спеканию катализатора, снижению его механической прочности и, следовательно, потере каталитической активности.

возможность локальных перегревов и спекания катализатора, а также неполного удаления углерода из-за неравномерного распределения в слое катализатора регенерирующей среды ;

Первоначально обе ступени проводили последовательно в одной и той же вращающейся печи; при этом во всех случаях тщательно контролировали и регулировали температуры, что обеспечивало отсутствие локальных перегревов катализатора. Затем процесс был усовершенствован: выжиг кокса стали осуществлять при нагреве катализатора за счет электромагнитного излучения, что значительно облегчило регулирование температуры .

температурный режим поддерживается н; всего пробега печи без опасности локальных перегревов

Одно из преимуществ предлагаемой схемы регулирования процесса заключается в том, что она позволяет распределять тепло по зонам змеевика, учитывая степень закоксовывания труб, т. е. оптимальный температурный режим поддерживается на протяжении всего пробега печи без опасности локальных перегревов змеевика.

Благодаря интенсивному перемешиванию твердых частиц в псевдоожиженном слое практически выравнивается поле температур, устраняется возможность значительных локальных перегревов и связанных с этим нарушений в протекании ряда технологических процессов.

Катализаторы KATALCO 23-4, 25-4 и 57-4 характеризуются оптимизированной формой частиц и увеличенной удельной площадью поверхности, что позволяет уменьшить перепад давления, улучшить качество упаковки и предотвратить возникновение локальных перегревов в трубах. Всё это в сочетании с повышенной активностью катализатора делает возможным эксплуатацию печей при температурах значительно более низких, чем при использовании аналогичных катализаторов в форме колец Рашига, и/или увеличение нагрузки по сырью.

Катализаторы KATALCO 23-4, 25-4 и 57-4 характеризуются оптимизированной формой частиц и увеличенной удельной площадью поверхности, что позволяет уменьшить перепад давления, улучшить качество упаковки и предотвратить возникновение локальных перегревов в трубах. Всё это в сочетании с повышенной активностью катализатора делает возможным эксплуатацию печей при температурах значительно более низких, чем при использовании аналогичных катализаторов в форме колец Рашига, и/или увеличение нагрузки по сырью.