Главная -> Словарь

Накопления повреждений

Проведенные на различных видах сырья длительные пробеги позволили представить общую картину накопления отложений в целом по слою катализатора . Отдельные эксперименты показали, что общая масса отложений может превысить массу исходного катализатора в 2,4 раза.

Для выяснения вопроса, как изменяется качество гидрогенизата при удлинении цикла от 1 до 4 ч, отбирались и анализировались пробы гидрогепи-зата после 1-, 2-, '!- и 'i-часового гидрирования . На рис. 3 и 4 изображены изменен ля качеств гидрогенизатов в зависимости от накопления отложений па катализаторе при удлинении цикла от 1 до 4 ч. Как видно из табл. 3, при удлинении цикла гидрирования показатели процеса ухудшаются. Однако учитывая неудобства работы при коротких циклах , мы остановились на 4-часовой длительности.

Полученные результаты показывают, что на фильтрующих элементах из бумаги БТ-ЗП интенсивность накопления отложений в 2,2...3 раза больше по сравнению с аналогичными показателями для фильтрующих элементов из другой бумаги . При этом содержание

32. Интенсивность накопления отложений на фильтрующих элементах

В начале 90-х годов при испытании опытных отечественных легковых автомобилей, оборудованных системой впрыска бензина через форсунки, расположенные во впускном трубопроводе перед впускными клапанами каждого цилиндра, было обнаружено нарушение работы форсунок из-за образования отложений в проточной части. Условия формирования отложений на форсунках отличны от условий накопления отложений во впускной системе карбюраторного двигателя. В топливных форсунках не происходит разделения бензина на низкокипящие фракции, образующие паровоздушную горючую смесь, и жидкую пленку, являющуюся основным источником отложений. В образовании отложений на форсунках участвует весь бензин. Поэтому для исследования этого явления нужны методы, учитывающие условия работы форсунок.

На Средне-Уральской ГРЭС исследование парогенератора ТГМП-114 производилось при сжигании мазута и газа И. И. Беляковым и Л. Ю. Красяковой . Максимальные тепловые потоки при номинальной нагрузке парогенератора наблюдались на боковом экране НРЧ и составляли при работе на мазуте 300—400, а при работе на газе 260—330 Мкал/. Значительные наружные отложения наблюдались на трубах бокового . экрана в местах соприкосновения с факелом. Скорость накопления отложений окислов железа на внутренней поверхности труб при работе на газе и на мазуте примерно одинакова.. Наличие указанных отложений приводит к увеличению температуры труб в наиболее теплонапряженных участках топки. Длительные наблюдения за изменением температуры труб на парогенераторах ТГМП-114 СУ ГРЭС показали, что скорость

Если содержание фактических смол отвечает требованиям стандарта, то двигатели длительное время работают без повышенного смоло- и нагарообразования. Нередко же при эксплуатации техники содержание смол в топливе значительно выше. На рисунке 5 показано влияние содержания фактических смол на интенсивность накопления отложений во впускном трубопроводе. Аналогична закономерность для всасываюшего клапана. Если содержание фактических смол в 2...3 раза больше нормы, то моторесурс карбюраторного двигателя снижается на 20...25 %. Кроме этого, при эксплуатации возникают различные неполадки: зависают клапаны, закоксовываются кольца.

Рис. 5. Влияние содержания смол на интенсивность накопления отложений:

Несколько улучшены эксплуатационные свойства у масел зимнего М-8-Г2 , летнего М-10-Г2 . Они предназначены для обеспечения главным образом эксплуатации форсированных дизелей автомобилей КамАЗ , а также тракторов К-700 и К-701. Используемая здесь композиция присадок обеспечивает хорошую чистоту цилиндропоршневой группы теплонапряженных дизелей , невысокие износ и темп накопления отложений в маслоочистительных устройствах двигателя. Все масла группы Г взаимозаменяемы в соответствии с климатическими условиями применения. Однако для сохранения свойств высококачественных масел М-8-Г2 и М-10-Г2 на нефтебазах нефте-сбытовых организаций и нефтескладах хозяйств должны быть обеспечены их раздельные от масел М-8-Г2 и М-10-Г2 прием, хранение и отпуск.

Качество используемых масел тесно связано с интенсивностью накопления отложений в маслофильт-рующих устройствах двигателя. В

первые 10D...200 ч работы количество осадков в центрифуге двигателя значительно меньше, чем в последующие. Это связано с тем, что в начальный период в масле находится наибольшее количество диспергирующих компонентов присадок, которые поддерживают образующиеся продукты старения в тонкодисперсном состоянии, не позволяя им отфильтроваться. По мере срабатывания присадок продукты старения коагулируются в крупные агрегаты, легко удаляемые очистителями. Интенсивность накопления отложений при этом возрастает, и ее значение может быть использовано для оценки необходимости замены масла.

Недостаточное совершенство НД, в частности, по нормированию остаточного ресурса нефтегазохимическо-го оборудования объясняется тем, что существующие НД основаны в основном на критериях статической прочности. Между тем, в процессе эксплуатации в металле конструктивных элементов происходит постепенное накопление необратимых повреждений и по истечении определенного времени возможны разрушения, вызывающие в большинстве случаев катастрофические последствия. Процессы накопления повреждений в металле усиливаются в зонах концентрации напряжений, которыми являются дефекты металлургического, строительно-монтажного и эксплуатационного характера. В связи с этим очень важно своевременно обнаружить и ликвидировать дефекты в элементах конструкций.

Таким образом, методы прогнозирования работоспособности должны базироваться на таких критериях, которые бы учитывали временные процессы накопления повреждений в металле, а в качестве параметров надежности должны быть показатели долговечности, например, время до разрушения или число циклов до разрушения. Существующие нормативные материалы по расчету прочности не позволяют получать такие важные характеристики прочностной надежности. Например, в процессе эксплуатации труб вследствие деформационного старения происходит некоторое повышение прочностных свойств, т. е. временного сопротивления и предела текучести металла. Из этого следует парадоксальный вывод о том, что с увеличением срока службы нефтепровода можно увеличивать рабочее давление, если производить оценку прочности по действующим строительным нормам и правилам. Другими словами, с увеличением срока службы нефтепровода его надежность должна увеличиваться. В действительности, наряду с увеличением прочностных свойств происходит повышение отношения предела текучести к пределу прочности Ктв и снижение пластичности, которые определяют ресурс длительной прочности при малоцикловом нагружении и действии коррозионных сред.

Отказ , вызванный деформацией и разрушением металла оборудования, называют механическим отказом . Признаками МО являются снижение рабочего давления и производительности, выход продукта на поверхность и др..При этом за критерии МО принимаются недопустимые по условиям эксплуатации простой объекта, утечка продукта и др. Под характером МО понимается конкретное материальное изменение объекта при его переходе в неработоспособное состояние, например, разгерметизация , чрезмерная деформация и др. Причинами МО являются процессы накопления повреждений . Повреждения вызывают отказ, когда какой-либо его характерный параметр достигает своего некоторого предельного значения. Последствия отказа - физико-химические изменения , экономические изменения и моральные ущербы.

дует, что в условиях многоциклового нагружения коррозионная среда не влияет на процессы накопления повреждений. Дело в том, что поликристаллическим металлам характерны различная ориентировка, анизотропия физико-механических свойств, дефекты строения кристаллической решетки отдельных зерен , а также наличие различных дефектов и примесей между ними. В таком случае в напряженном металле даже при напряжениях, намного меньших макроскопического предела текучести ат, возникают локальные участки всестороннего растяжения или сжатия и очаги микроскопических деформаций, ускоряющих коррозионное растворение. Поэтому есть основания полагать, что при высоко-частотном нагружении МХЭ может проявляться еще в большей степени, чем при малоцикловом.

Оборудование предприятий нефтегазопереработки работает в условиях действия механических напряжений, высоких температур и коррозионно-активных рабочих сред, инициирующих возникновение и накопление повреждений, приводящих со временем к нарушению его работоспособности. Состояние оборудования в течение жизненного цикла может быть интерпретировано как кинетический процесс со стадийным накоплением повреждений, сопровождаемый изменением механических свойств, и оценено с помощью безразмерного параметра П, который равен нулю в начальном состоянии и единице в предельном. В общем случае в число переменных кинетического уравнения процесса накопления повреждений и разрушения входят компоненты тензора напряжений Т Г, деформации TZ и ее скорости Т J , время t, температура Т и др.

вызывают исследования, направленные на уменьшение числа диагностических параметров при одновременном повышении их информативности. В данной работе рассматривается возможность использования пространственных и временных гармонических составляющих вторичного электромагнитного поля, получаемого при сканировании поверхности объекта низкочастотным гармоническим электромагнитным полем, для определения уровня и характера накопления повреждений и оценки остаточного ресурса эксплуатации оборудования. Взаимосвязанное изменение механических и электрофизических свойств металла оборудования в процессе накопления повреждений по-разному влияет на разные гармонические составляющие спектра отраженного электромагнитного поля. Современная компьютерная техника позволяет в реальном масштабе времени анализировать большое число гармонических составляющих, выявлять различные варианты отклонений состояния металла оборудования от исходного состояния и идентифицировать повреждения. Носителями информации являются амплитуда и фаза

Поведение прогнозируемых объектов существенно зависит от их взаимодействия с окружающей средой, а также характера и интенсивности процессов эксплуатации. Для предсказания поведения составных частей оборудования и элементов конструкций необходимо рассматривать процессы деформирования, изнашивания, накопления повреждений и разрушения при переменных нагрузках, температурах и других внешних воздействиях. Чтобы судить о показателях безотказности и долговечности объекта в целом, недостаточно знать только показатели отдельных элементов. К тому же, многие конструкции уникальны или малосерийны, их блоки и агрегаты слишком громоздки или дороги, поэтому нельзя рассчитывать на накопление статистической информации на основе их стендовых или натурных испытаний. В связи с этим для оценки показателей безотказности и долговечности механических систем применяют в основном рас-четно-теоретический метод, основанный на статистических данных относительно свойств материалов, нагрузок и воздействий.

Теоретической основой для прогнозирования ресурса в условиях накопления повреждений и развития трещин служит механика разрушения. Этот раздел механики материалов и конструкций находится сейчас в состоянии интенсивного развития, главное направление которого - механика тел, содержащих трещины. Появились современные средства, позволяющие повысить технический уровень наблюдений над объектами в процессе эксплуатации, а также над объектами, пришедшими в аварийное состояние. Обнаружено, что во многих случаях узлы и конструкции продолжают

Общепринятая модель трещины в механике разрушения - математический разрез в теле из неповрежденного материала. Трещину считают заданной, а ее размер достаточно большим по сравнению с максимальным размером структуры материала - размером зерна, кристаллита, волокна и тому подобное. Такие трещины называют макроскопическими . Задача состоит в том, чтобы найти закономерности роста трещины при различных свойствах материала и различных процессах нагружения, а также установить условия, при которых этот рост устойчив, то есть малые приращения нагрузок или малые изменения размеров трещин не приводят к ее интенсивному росту. В действительности физический процесс разрушения состоит из двух стадий. Первая стадия — накопление рассеянных повреждений - может составлять значительную часть общего ресурса . Если в детали или элементе не было начальных технологических трещин, то зарождение первой макроскопической трещины есть результат накопления рассеянных повреждений. Процесс накопления повреждений продолжается и после того, как начался рост трещины, причем зги процессы взаимодействуют между собой.

Механика тел с трещинами располагает большим числом достоверных и фундаментальных результатов, механика же рассеянного повреждения до последнего времени оставалась полуэмпирическои, не было стыковки между описанием процесса накопления повреждений и процессом роста макроскопических трещин. Пока эта стыковка не была достигнута, приложение механики разрушения к задачам прогнозирования ресурса вызывало затруднения. В связи с несовершенством средств неразрушающего контроля и риском пропуска трещин это замечание отчасти справедливо также по отношению к прогнозированию индивидуального ресурса.

Диагностическая информация, в принципе, ограничена по объему и носит лишь косвенный характер. Существующие средства неразрушающего контроля не позволяют обнаружить все повреждения и трещины, которые в дальнейшем могут стать причиной предельных состояний. Имеется достаточно большая вероятность пропуска дефектов из-за несовершенства аппаратуры, небрежности оператора или недоступного расположения дефектов. Данные о режимах нагружения служат ценным дополнительным источником информации. По известной истории нагружения с использованием расчетных схем можно оценить степень накопления повреждений в конструкции, и, сопоставляя результаты расчета с диагностическими данными, оценить параметры объекта, которые на предыдущих стадиях еще не были идентифицированы с достаточной точностью. Таким образом, два источника информации - диагностические данные о состоянии объекта и данные об истории нагружения объекта - оказываются тесно связанными и взаимно зависимыми.