Лекция 11 (4.3.2.3.)

4.3. Анализ пожарной опасности технологических процессов

4.3.2. Анализ пожарной опасности выхода горючих веществ из нормально работающего и поврежденного оборудования

4.3.2.3. Причины повреждения технологического оборудования в результате механического воздействия. Причины образования повышенного или пониженного давления

Введение

Сейчас мы приступим к рассмотрению основных причин, вызывающих повреждения технологического оборудования.

Основой для предупреждения повреждения технологического оборудования является его механическая прочность.

Под прочностью понимают способность материала, из которого изготовлен аппарат или трубопровод, воспринимать усилия рабочих нагрузок, не разрушаясь и не образуя пластических деформаций сверх предельно установленных величин.

Прочность технологического оборудования обеспечивается выбором материала, из которого оно изготовлено, и толщиной его стенки.

Вид и толщину материала аппаратов подбирают таким образом, чтобы они могли противостоять воздействию внутренней и внешней среды.

При этом исходят из наиболее неблагоприятных условий работы оборудования.

И все-таки на практике в технологических процессах производства нередки случаи повреждения аппаратов и трубопроводов и связанных с ними взрывов и пожаров.

Вопросы:

1. Классификация причин повреждения технологического оборудования.

2. Повреждения, вызванные механическими воздействиями на материал стенок технологического оборудования. Образование повышенного или пониженного давления в результате нарушений:

   • материального баланса;

   • теплового баланса;

   • процесса конденсации паров;

   • экзотермических химических процессов;

   • образование повышенного или пониженного давления в результате попадания в объем аппаратов легкокипящих жидкостей.

Вопрос 1. Классификация причин повреждения технологического оборудования

Наблюдаемые на практике повреждения технологического оборудования происходят в результате:

• недостатков конструктивного характера (неправильный расчет, неудачный выбор материала);

• дефектов изготовления (скрытые внутренние дефекты материала, некачественная подгонка и сварка);

• нарушения принятых режимов работы;

• отсутствия или неправильности средств защиты от перегрузок;

• некачественного технического обслуживания и ремонта.

Возможны следующие основные комбинации нарушений, в результате которых возникают повреждения технологического оборудования:

• превышение расчетных нагрузок при сохранении расчетной прочности оборудования;

• снижение расчетной прочности оборудования при сохранении расчетных нагрузок;

• одновременное нарушение расчетных нагрузок и расчетной прочности оборудования.

Причины повреждения технологического оборудования различны и зависят от различных факторов: конструктивного исполнения технологического оборудования, рабочих параметров, окружающей среды.

Приведем такой пример, когда действительные (фактические) нагрузки могут превысить допустимые расчетные нагрузки: превышена температура процесса. Химическая реакция вышла из-под контроля. Резко увеличилась скорость химической реакции и давление в аппарате, что привело к превышению допустимых нагрузок. Появляется возможность разрыва самого аппарата или соединяющих линий.

А наличие в материале стенок внутренних скрытых дефектов (микротрещин, раковин и т.п.), а также износ или снижение прочностных характеристик материала стенок под воздействием внешней и внутренней среды может привести к тому, что даже допустимые нагрузки на стенки аппарата могут привести к их повреждению.

Поэтому, в связи со сложным воздействием различных факторов на материал стенок аппарата, причины повреждения технологического оборудования делят на три группы:

• повреждения, вызванные с механическими воздействиями;

• повреждения, вызванные температурными воздействиями;

• повреждения, вызванные химическими воздействиями.

Классификация причин повреждения технологического оборудования:

Повреждения
Механические воздействия	Температурные воздействия на конструкции	Износ аппаратов и трубо-проводов
- повышенное давление - пониженное Р; - динамические нагрузки. - нарушение материального баланса; - нарушение температурного режима; - нарушение процесса конденсации паров; - попадание жидкостей с низкой температурой кипения в область высоких температур; - нарушение режима протекания экзотермических реакций.	- воздействие высокой температуры; - воздействие низкой температуры; - воздействие переменной температуры.	- химическая коррозия; - электро- химическая коррозия; - эррозион- ный износ материала