Главная -> Словарь

Остаточных напряжений

При использовании остаточных котельных топлив возникает ряд проблем, связанных с их высокой вязкостью и содержанием твердых асфальтенов. Асфальтены затрудняют перекачку и подачу топлива при низких температурах.

1. Нефти и природный газ на период до 2005 г. будут оставаться во всем мире основным источником углеводородного сырья для производства транспортных топлив и полупродуктов для нефтехимии. К этому времени производство остаточных котельных топлив должно быть сведено к нулю, а собственная энергетическая база нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий должна быть переведена на уголь либо на продукты его газификации при строгом соблюдении жестких экологических требований по охране окружающей среды.

Возможны три пути предотвращения загрязнения воздуха продуктами горения сернистых котельных топлив: 1) замена их несернистым или малосернистым 'топливом ; 2) удаление S02 из дымовых газов или из газов конверсии сернистого топлива перед их сжиганием; 3) десульфу-ризация остаточных котельных топлив. Первый путь ограничен недостатком несернистых топлив или значительно большей стоимостью дистиллятных. Второй — применим только для крупных котельных установок и, видимо, будет осуществляться на электростанциях, потребляющих сернистые угли или мазуты. Этот путь еще требует разработки и проверки в крупных масштабах. Для относительно небольших промышленных котельных установок, составляющих основную массу потребителей тяжелых топлив, применим только третий путь — гидрообессеривание нефтяных остатков. Он, являясь универсальным, привлекает наибольший интерес.

Потребление нефти .уменьшилось в основном за счет резкого сокращения использования остаточных котельных топлив , которые с успехом заменяются природным газом и ядерной энергией. По темпам прироста мощностей АЭС Франция прочно удерживает первое место в капиталистическом мире. Спрос же на светлые нефтепродукты — моторные топлива и нефтехимическое сырье, замена которых альтернативными источниками будет нерентабельной еще долгие годы, — остается на достаточно высоком уровне .

ДЛЯ В°Д^Гктивны и в остаточных котельных топливах ! 33, 34)))Ги" Утешно используют для очистки ем-

За годы промышленного применения гидрокрекинг стал одним из наиболее гибких процессов нефтепереработки. Область использования процесса гидрокрекинга очень разнообразна как с точки зрения перерабатываемого сырья — от бензина до тяжелых нефтяных остатков, так и с точки зрения ассортимента получаемых продуктов — от сжиженных газов до остаточных котельных топлив с пониженным содержанием серы . Однако основное направление гидрокрекинга — получение светлых нефтепродуктов: бензина, реактивного и дизельного топлива. При гидрокрекинге на одном и том же сырье, применяя различные условия процесса, можно получить максимальный выход бензина, реактивного и дизельного топлив.

Действительно, в США выработка остаточных котельных топлив не превышает 40 млн т/год, что составляет лишь 5% от объема переработки нефти, достигающего около 800 млн т/год. При этом глубина переработки нефти в США составляет 93—95%.

Аналогичный процесс прямого гидрообессеривания остаточных котельных топлив разработан французским нефтяным институтом на катализаторе, обладающем повышенной стойкостью к дезактивации ванадием, никелем и другими примесями. Полученное топливо, кроме пониженного содержания серы, имеет более низкие температуру затвердевания и вязкость.

Темпы роста выбросов загрязняющих веществ в воздушный бассейн США можно распространить и на другие развитые промышленные страны мира. Рост выбросов углеводородов объясняется в основном наращиванием объемов добычи и переработки нефти. Увеличение выбросов сернистого ангидрида, наряду с ростом общего объема выработки и потребления топлив, связано с повышением в балансе высокосернистых остаточных котельных топлив. Так, с 1965 по 1973 г. мировое потребление остаточных котельных топлив увеличилось на 75% и достигло около 2 млн. т/сут. В Западной Европе доля остаточных котельных топлив возрастает с 16,9% в 1965 г. до 23% в 1975 г. В Советском Союзе выработка остаточных котельных топлив с 1960 по 1973 г. возросла более чем в 2 раза.

В прошлом дополнительной переработке остаточных котельных топлив часто не уделялось должного внимания вследствие необходимости применения высоких давлений и эксплуатационных трудностей, связанных с пропуском асфальто-смолистых фракций нефти над твердыми катализаторами. Последние достижения техники в большой степени устранили эти трудности, вследствие чего в настоящее время переработка нефтяных остатков может производиться при таких же давлениях и так же просто, как гидроочистка дистиллятных продуктов. Для этого пришлось провести большой объем исследовательских работ по изучению реакций, протекающих при переработке и гидроочистке нефтяных остатков, их кинетики, а также роли катализатора и механизма его действия. В данном докладе кратко описываются эти работы и приводятся результаты переработки кувейтских нефтяных остатков.

его в районах, где действующее законодательство по борьбе с загрязнением атмосферы ограничивает применение высокосернистых котельных топлив. При давлении 140—210 am удается достигнуть полного превращения кувейтского мазута в высококачественное сырье каталитического крекинга и пол-заостью прекратить выработку остаточных котельных топлив. Типичные результаты, полученные при этих вариантах процесса HDS, приведены в табл. 18.

Как видно, действительно наблюдается предсказанная значительная неоднородность свойств металла труб_по периметру, проявляющаяся в существенном наклепе выделенных участков и соответствующих им в диаметрально противоположном полупериметре. Таким образом, на поверхности трубы выделяются-четыре наиболее наклепанных участка, на которых уровень остаточных напряжений примерно вдвое превышает их среднее значение. Причем вследствие подгибки кромок и потери устойчивости заготовки в закрытом штампе на внешней поверхности трубы на участках II и ГУ проявляются характерные продольные полосы скольжения, направленные вдоль образующей трубы, что свидетельствует о значительных деформациях металла в этих зонах. На поверхности трубы обнаруживаются островки закатанной в поверхность металла металлургической окалины. Такие участки в процессе эксплуатации потенциально являются местами локализации коррозионных и коррозионно-механических повреждений трубопровода и, в частности, КР. Об -этом свидетельствует местная точечная коррозия поверхности поперечного шлифа стенки трубы в области полос скольжения, проявившаяся в обычных атмосферных условиях в течение 5 суток. Снятые в карбонат-бикарбонатном растворе сравнительные анодные поляризационные кривые металла участков II и V показали, что на участке II, как значительно более наклепанном, пики токов КР в опасной области потенциалов в 1,5 раза выше .

Указанный интервал в научно-технической.литературе часто называется "узкой областью" потенциалов КР. Его положение и величина зависят не только от свойств электролита, но и от состояния поверхности, химического состава и структуры стали, величины остаточных напряжений. Поэтому наиболее часто он определяется экспериментально путем снятия анодных поляризационных кривых с одной или несколькими скоростями развертки потенциала. В одном случае он определяется как интервал потенциалов активно-пассивного перехода и полной пассивации). В другом - предполагается, что потенциалам КР соответствуют области их значений на анодных поляризационных кривых снятых, с различными скоростями развертки, в которых наблюдается наибольшее изменение тока. Потенциалы КР могут быть также определены с помощью съемки анодных и катодных потенциодинамических поляризационных кривых. Во всех случаях при экспериментальном определении области активно-пассивного перехода для устранения самопассивации стали образцы перед проведением исследований активируются путем выдержки при потенциалах минус 0,9-1,0 В, ХСЭ.

Сильфоны УЧЭ КИП и А газопромыслового и газоперерабатывающего оборудования по конструкции аналогичны ГМР и компенсаторам и изготавливаются обычно из прецизионных диспер-сионно-твердеющих сплавов аустенитного класса типа 36НХТЮ, 68НХВКТЮ и др., обладающих особыми упругими свойствами. Благодаря особенностям геометрической формы и служебному назначению, они способны совершать значительные низкочастотные пе,; мещения под действием осевой или поперечной сил и изгибающего момента в присутствии сред, содержащих сероводород, углекислый газ и хлориды, то есть также работают в условиях малоцикловой коррозионной усталости. Причем микротопографический и фрактографический анализы вышедших из строя сильфонов УЧЭ, выполненные в УГНТУ на растровом электронном микроскопе РЭМ-200, показали, что отчетливо выраженные участки питтинговок коррозии и их плотность значительно выше во впадинах и выступах гофр. Это, по-видимому, связано с неравномерным распределением остаточных напряжений по профилю гофры при ее формировании. Определенные там же на рентгеновском аппарате УРС-55 технологически унаследованные остаточные напряжения по профилю гофры сильфона в виде микроискажений кристаллической решетки металла показаны на рис. 42. Видно, что действительно распределение остаточных напряжений характеризуется резкой их неоднородностью в областях выступов и впадин гофр, то есть там, где металл в процессе изготовления сильфона был подвергнут максимальным остаточным пластическим деформациям . В процессе эксплуата-

- снятие остаточных напряжений после сварки термообработкой;

По окончании правки вала места, подвергавшиеся нагреву, нужно отжечь для ликвидации остаточных напряжений. Отжиг можно производить двумя горелками № С или № 7, обеспечивающими равномерный прогрев вала по всей длине. При этом он должен вращаться со скоростью 15— 20 об/мин. После прекращения нагрева вал необходимо вращать еще в течение 1--2 ч до полного его остывания.

Для повышения пластических свойств двухслойных труб и снятия остаточных напряжений после волочения футерованные трубы подвергают термической обработке , в результате которой предел прочности, ударная вязкость и микротвердость наружных труб принимают значения, близкие к исходным. После волочения микроструктура материала наружных и внутренних труб по сравнению с исходной не изменяется. Отжиг двухслойных труб внутренними трубами из титановых сплавов производят в защитной среде. Для этих целей в процессе отжига через титано-

12Х1МФ Повышение жаропрочности и снятие остаточных напряжений 710—740 60—180

Печь обеспечивает проведение зональной термической обработки по режиму высокого отпуска с целью снятия остаточных напряжений в сварных соединениях аппаратов. В печи можно нагревать металл толщиной до 90 мм с шириной зоны нагрева до 530 мм.

Температурный метод правки цилиндрических, конических, бочкообразных, вогнутых, фасонных обечаек основан на разнице коэффициентов линейного расширения а заготовки и шаблона, по которому правится заготовка. Для внутренних шаблонов используется материал с высокими значениями а для наружных — с низкими . Обечайка надевается на шаблон или вставляется в него и подвергается нагреву в печи. Вследствие разницы значений а в первом случае происходит раздача обечайки изнутри шаблоном при его расширении от нагрева, а во втором — обжатие обечайки шаблоном снаружи при расширении обечайки. Температура нагрева выбирается с учетом минимальных остаточных напряжений, вызывающих упругую деформацию . После выдержки при заданной температуре узел охлаждают и выправленная обечайка свободно удаляется.

Одним из факторов, затрудняющих сборку теплообменных аппаратов, является прогиб решеток при изготовлении трубных пучков. Прогиб происходит в основном от двух причин: остаточных напряжений, вызванных приваркой трубных решеток к корпусу , и остаточных напряжений, вызванных развальцовкой.

ности по долговечности равными единице. Положительными эффектами, возникающими после разгрузки оборудования при испытаниях являются: снятие остаточных напряжений; выявление дефектов; реализация в вершине трещиноподобных дефектов напряжений сжатия; притупление вершины трещин и острых концентраторов напряжений; снижение краевых сил и моментов в области сопряжения элементов различной формы и размеров и др. Все эти факторы способствуют повышению работоспособности оборудования.