- •Московский государственный университет
- •1. Выбор конструкционных материалов и средств защиты от коррозии химического оборудования
- •2. Сбор информации, необходимой для выбора конструкционных материалов и средств защиты от коррозии проектируемого агрегата и отдельных видов оборудования
- •2.1.2. Характеристика условий эксплуатации аппарата (машины)-аналога должна быть более подробной и содержать конкретные сведения:
- •2.2.2. Характеристика конструктивных особенностей и конструкционных материалов аппарата (машины)-аналога должна содержать:
- •Особое внимание при выборе конструкционных и защитных материалов следует обратить на следующие моменты:
- •4.6. Раздел заканчивается описанием мероприятий по защите аппарата или машины от атмосферной коррозии с указанием вида лакокрасочного покрытия и его состава: грунта и эмали.
- •Литература:
2.1.2. Характеристика условий эксплуатации аппарата (машины)-аналога должна быть более подробной и содержать конкретные сведения:
об агрессивности технологической среды в аппарате с указанием состава, концентрации компонентов и возможных примесей, о распределении состава и концентрации по зонам аппарата с учетом возможных отклонений от технологического регламента, об агрессивности атмосферных условий;
о рабочих условиях процесса в аппарате с указанием температурных режимов, давлений, скоростей потоков, с учетом возможных отклонений по зонам аппарата, об особых условиях: радиоактивных или электромагнитных полях, наличии теплопередачи, микроорганизмов и т.д.
Сведения об условиях эксплуатации агрегата и отдельных видов оборудования подвергаются критическому анализу, в котором автор проекта должен:
- оценить, насколько оптимален технологический процесс в целом и типы отдельных аппаратов с точки зрения облегчения условий эксплуатации конструкционных материалов;
- указать участки технологического процесса, в которых оборудование и трубопроводы работают в наиболее тяжелых условиях эксплуатации конструкционных материалов;
- сформулировать предложения по модернизации технологического процесса, позволяющей не только увеличить производительность агрегата, но и облегчить условия роботы конструкционных материалов.
2.2. Сведения о технологическом оборудовании, трубопроводах, строительных конструкциях и конструкционных материалах, из которых они изготовлены, изложены в спецификации оборудования, монтажных чертежах, чертежах общего вида, монтажно-технологической схеме, в журнале трубопроводов и в другой конструкторской документации. На основании этих документов составляется:
общая характеристика технологического оборудования, трубопроводов, строительных конструкций и конструкционных материалов, из которых они изготовлены;
характеристика конструктивных особенностей и конструкционных материалов аппаратов или машин, разрабатываемых в проекте.
2.2.1. Общая характеристика агрегата и конструкционных материалов должна содержать:
- спецификацию технологического оборудования, составленную или по форме 7 [1], или по форме, представленной в табл. 1;
- состав агрегата по типам оборудования, выраженный в процентах от общего количества единиц оборудования в агрегате (например, теплообменная аппаратура - 26 %, колонная аппаратура - 12 %, емкостное оборудование - З6 % и т.д.);
- перечень видов основных конструкционных материалов технологического оборудования, выраженный в процентах от общего объема (веса) конструкционных материалов. Например: углеродистые стали - 20 %, углеродистые стали с защитой (футерованные, гуммированные, эмалированные и т.д.) - 60 %, высоколегированные стали- 20 %. Аналогичные сведения нужно привести по трубопроводам и строительным конструкциям с указанием видов и объемов конструкционных материалов.
Необходимо уточнить и указать, какие замены конструкционных материалов в агрегате-аналоге производились в процессе эксплуатации и по какой причине.
2.2.2. Характеристика конструктивных особенностей и конструкционных материалов аппарата (машины)-аналога должна содержать:
- данные о габаритных размерах аппарата (машины) с указанием его общей материалоемкости и материалоемкости отдельных элементов, например, корпуса, обечайки, крышки, массообменных устройств, мешалок, опорных и ограждающих конструкций;
- анализ механических воздействий (нагрузок) на аппарат (машину) в целом и отдельные элементы: вод и уровень механических нагрузок, наличие внутренних напряжений, концентраторов напряжений и т.д.;
- анализ конструктивных особенностей аппарата (машины), оказывающих влияние на развитие коррозионных процессов и особенно на их локализацию, с указанием особо опасных мест в коррозионном отношении: сварные швы, места контактов разнородных металлов, застойные зоны, щели, разъемные соединения, узлы уплотнения и т.п.;
анализ доступности конструкции аппарата (машины) для контроля за коррозией и ремонта;
сведения о конструкционных материалах, используемых в аппарате (машине)-аналоге, с указанием материалов отдельных элементов конструкции и производимых заменах материалов в процессе эксплуатации и ремонтов.
Собранные сведения о конструктивном и материальном оформлении агрегата в целом и отдельных видах оборудования подвергаются критическому анализу, в котором автор проекта должен:
- оценить, насколько оптимально конструктивно оформлен агрегат и насколько рационально выбраны конструкционные материалы
с точки зрения снижения материалоемкости, экономии дефицитных материалов и увеличения надежности агрегата;
- сформулировать предложения, направленные на снижение материалоемкости агрегата (оборудования, коммуникаций и строительных конструкция) и более рациональное применение конструкционных материалов, с учетом современных достижений науки и техники;
- оценить, насколько рационален тип и конструкция аппарата (машины)-аналога с точки зрения материалоемкости, выбранных конструкционных материалов и конструктивных особенностей, оказывающих влияние на интенсификацию и локализацию коррозионных процессов;
- сформулировать предложения по модернизации конструкции аппарата (машины), направленной на облегчение условий работы конструкционных материалов и предложения о более рациональном использовании материалов в разрабатываемой конструкции.
2.3. Сведения о коррозионных процессах и мероприятия по защите от коррозии можно получить в лаборатории коррозии предприятия-аналога или отраслевого НИИ, а также из научно-технической литературы. Эти сведения представляются в целом по агрегату и по оборудованию, разрабатываемому в дипломном проекте.
2.3.1. Общие сведения о коррозионных процессах и мероприятиях по защите от коррозии агрегата должны содержать:
общую характеристику возможных коррозионных процессов по агрегату (включая оборудование, коммуникации и строительные конструкции);
характеристику применяемых способов защиты агрегата от коррозии: защитные покрытия, электрохимическая зашита, ингибиторы коррозии и т.д.;
- характеристику мероприятий, уменьшающих коррозионное воздействии (постоянный контроль за соблюдением технологического регламента, за герметичностью разъемных и уплотнительных узлов, за коррозионными повреждениями, своевременный ремонт и т.д.).
2.3.2. Сведения о коррозионных процессах и о мероприятиях по защите от коррозии аппарата (машины)-аналога должны содержать:
- характеристику видов коррозионных процессов, имеющих место в аппарате, с указанием скорости коррозии применяемых металлов и мест аппарата, где возможно развитие специфических видов коррозии: МКК, питтинга, коррозионного растрескивания и т.д.;
- подробную характеристику применяемых методов защиты аппарата от коррозии (например, если аппарат футерован, то необходимо указать материалы и конструкцию футеровки; если от атмосферной коррозии защищен лакокрасочным покрытием, то состав и материалы покрытия и т.д.);
характеристику метода консервации аппарата (машины) после изготовления я и характеристику конструкции и материалов теплоизоляции аппарата;
анализ доступности аппарата (машины) для осмотра, контроля за коррозией и ремонта;
характеристику, применяемых способов ремонта коррозионных повреждений конструкций и защитных покрытий.
Собранные сведения о коррозионных процессах и мероприятиях по защите от коррозии агрегата и отдельных видов оборудования необходимо критически проанализировать:
- оценить эффективность применяемых по агрегату в целом и в отдельных видах оборудования способов защиты от коррозии и эффективность мероприятий, направленных на уменьшение коррозионного воздействия;
- сформулировать предложения по применению более эффективных способов защиты и мероприятий, уменьшающих коррозию, по разрабатываемому в проекте агрегату и по отдельным аппаратам.
Собранные сведения об условиях эксплуатации, о конструктивном и материальном оформлении агрегата и отдельных видов оборудования,
о возможных коррозионных процессах и мероприятиях по защите оборудования от коррозии в сжатой и лаконичной форме излагаются в отчете о практике, сопровождаются выводами и рекомендациями. Этот материал обсуждается с консультантом кафедры «Защита технических систем от действия окружающей среды» и является основой для составления соответствующих разделов пояснительной записки дипломного проекта.
3. СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛА ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА «КОНСТРУКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ОТ КОРРОЗИИ АГРЕГАТА»
3.1. Введение, в котором необходимо коротко сформулировать задачи и принципы выбора конструкционных материалов и мер защиты от коррозии проектируемого цеха (отделения; установки) (см. п. 1).
3.2. Общая характеристика условий эксплуатации агрегата (см. п. 2.1.1) с описанием принятых решений, направленных на облегчение условий эксплуатации конструкционных материалов в агрегате.
3.3. Характеристика коррозионных процессов и мероприятий по защите от коррозии агрегата (см. п. 2.3.1) с описанием принятых решений (рекомендаций) о применении более эффективных способов защиты и мероприятий, уменьшающих атмосферную коррозию оборудования, коммуникаций и строительных конструкций.
3.4. Общая характеристика конструктивного и материального оформления агрегата (см. п. 2.2.1) с описанием принятых решений, направленных на снижение материалоемкости агрегата и более рациональное применение конструкционных материалов. Данные о снижении металлоемкости, экономии высоколегированных сталей и сплавов необходимо представить в виде количественных показателей в объемах или процентах в сравнении с данными по агрегату-аналогу.
Если в разделе пояснительной записки "Технологическая схема и компоновка оборудования" не приведена спецификация технологического оборудования по форме 7 [1], то спецификацию оборудования и коммуникаций по форме, приведенной в табл. 1, необходимо привести в данном разделе. В графе «Примечания» необходимо указать материалы, применяемые для каждого вида оборудования на предприятии-аналоге.
3.5. Заканчивается раздел описания мероприятий по защите агрегата от атмосферной коррозии. Указывается состав атмосферы, почв и грунтовых вод предлагаются материалы и средства защиты металлоконструкций выполненных из углеродистых сталей и железобетонных (бетонных) конструкций, эксплуатируемых в контакте с атмосферой и с почвой, и грунтовыми водами.
Таблица 1
Спецификация оборудования, коммуникаций, строительных конструкций
№ п/п |
Наименование изделия |
Условия эксплуатации |
Рекомендуемые материалы в дипломном проекте |
Примечания (материалы, применяемые в аналоге) |
|||
среда |
концент-рация, % |
темпера-тура, оС |
давление, МПа |
||||
1 |
Сушильная башня |
SO3, H2SO4 |
96 |
70 70 |
0,72 0,72 |
Сборная конструкция: сталь 32, сталь 12Х21Н5, кислотоупорный цемент |
|
2 |
Насос центробежный |
H2SO4 |
96 |
20-30 |
2,5 |
Чугун Сч. 24-44 |
|
3 |
Трубопровод для транспортировки серной кислоты |
H2SO4 |
96 |
20-30 |
2,5 |
Сталь 12Х13 |
|
4 |
Фундамент под насос |
H2SO4 (пролив) |
96 |
20-30 |
- |
Кислотоупорный цемент, футеровка кислотоупорной керамической плиткой |
|
5 |
Строительные конструкции
Металлоконструкции Ж/б конструкции
Подземные Ж/б конструкции |
атмосфера SO2 SO3 NO NO2
кислый грунт |
|
|
- |
ЛКП ХС059-2с. ХС 759 лак ХВ-724 эмаль ХС 759 битумная мастика |
|
4. СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛА ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА «КОНСТРУКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ЗАЩИТА ОТ КОРРОЗИИ АППАРАТА (МАШИНЫ)»
4.1. Введение, в котором требуется указать, к какому типу оборудования относится разрабатываемый аппарат, и сформулировать требования к надежности аппарата.
4.2. Характеристика условий эксплуатации аппарата (см. п.2.1.2)с описанием принятых решений или рекомендация, позволяющих облегчить условия эксплуатации аппарата по сравнению с аналогом.
4.3. Характеристика конструктивных особенностей разрабатываемого аппарата (см. п. 2.2.2) с описанием принятых конструктивных решений, позволивших снизить материалоемкость аппарата и количество коррозионно-опасных мест, узлов и деталей. В пояснительной записке представить схему аппарата (машины) с габаритными размерами.
4.4. Характеристика возможных коррозионных процессов в аппарате в целом и отдельных его узлах (см. п. 2.3.2). Требования, предъявляемые к конструкционным материалам разрабатываемого аппарата, включая прочностные характеристики, показатели коррозионной стойкости, технологичности и экономичности материалов.
4.5. Обоснованно выбора конструкционных материалов и способов защиты от коррозии разрабатываемого аппарата проводится с учетом требований, предъявляемых к материалам.
Прежде всего анализируется возможность применения углеродистых сталей без защиты пли с различными вариантами защиты, возможность применения неметаллических материалов, низко- и среднелегированных сталей и, наконец, остродефицитных высоколегированных сталей и сплавов цветных металлов, применяя, по возможности двухслойные коррозионно-стойкие стали (биметаллы).
