9. 2. Оценка фактической нагруженности элементов конструкций оборудования

Оценка фактической нагруженности элементов конструк­ций нефтехимического оборудования может быть выполнена экспериментальными и расчетными методами. Знание уровня на­грузок, действующих на конструкцию, необходимо для решения вопроса ресурса остаточной работоспособности длительное вре­мя эксплуатируемого оборудования.

Поскольку расчетная оценка действующих на элементы конструкций оборудования связана с использованием упрощен­ных схем и принятием допущений, предпочтение следует давать экспериментальным методам. Расчетные методы применяются только для простых конструкций и несложных условий нагруже­ния.

Расчеты выполняются по действующим нормативно-техническим документам. Допускается использование в случае отсутствия нормативно-технических документов литературных данных и специально разработанных методик.

Расчеты выполняются с учетом фактической геометрии конструкции, фактических толщин ее несущих элементов и имеющихся концентраторов напряжений.

Для экспериментальной оценки нагрузки, действующей на элементы конструкции, рекомендуется использовать натурное тензометрирование. Работы выполняются с учетом особенностей тензометрирования нефтехимического оборудования.

Выбор места расположения тензорезисторов, тип использо­ванных тензорезисторов и пр. выбираются специалистами, вы­полняющими работу.

Целесообразно натурное тензометрирование оборудования выполнять при его испытании и в условиях эксплуатации. В этом случае имеется возможность сопоставить результаты замеров де­формаций и установить воздействие эксплуатационных нагрузок

В случаях необходимости выполнения замера температуры несущих конструкций оборудования, последнее может быть вы­полнено путем термографирования, использования инфракрас­ных пирометров, контактных термометров или термопар в зави­симости от задачи исследования.

Способ определения температуры должен обеспечивать точность замера ±2, 5°С.

Возможно сочетание расчетных и экспериментальных ме­тодов при оценке фактической нагруженности элементов кон­струкции оборудования. В этом случае отдельные элементы кон­струкции или их участки тензометрируются, а нагруженность остальных оценивается расчетом.

Результаты выполненных расчетов и экспериментов оформляют в виде раздела отчета, анализируют, делают выводы и дают заключение о фактической нагруженности конструкции.

9. 3. Оценка работоспособности и ресурса оборудования

Оборудование считается работоспособным, если основные несущие элементы имеют установленные нормативно-техническими документами запасы прочности, что обуславливается физико-механическими свойствами металла конструкции и ее фактической нагруженность.

Несущие элементы конструкции оборудования должны обеспечивать следующие запасы прочности: для статических условий нагружения по ГОСТ 14249-80

п _Т = 1,5 - запас по пределу текучести;

п _В =2,4 - запас по пределу прочности;

п _П.Д = 1,5 - запас по пределу длительной прочности;

п _П = 1,0 - запас по пределу ползучести для малоцикловых условий нагружения по ГОСТ 25859-83

п _N =10 - запас по числу циклов до разрушения;

п _ =2 - запас по амплитудным напряжениям.

Величина запаса определяется фактическими физико-механическими свойствами металла конструкций и ее факти­ческой нагруженностью.

, , , , (9.1)

где  _0.2,  _В,  _Д.П,  _П - предел текучести, предел прочности, предел длительной прочности, предел ползучести материала ис­следуемой конструкции, соответственно;

 _Э - напряжения (максимальное значение), действующие в конструкции (при малоцикловом нагружении - амплитудные на­пряжения).

В случае, если условие не выполняется, может иметь место локальная пластическая деформация элемента конструкции и в этом случае работоспособность конструкции определяется спо­собностью материала конструкции к пластической деформации. Решение вопроса работоспособности конструкции в этом случае

выполняется после проведения специальных исследований (расчетов).

Результаты выполненных расчетов и экспериментов оформляют в виде раздела отчета, анализируют, делают выводы и дают заключение о работоспособности конструкции.

Прогнозирование ресурса оборудования основывается на результатах технического диагностирования оборудования, ис­следования физико-механических свойств его металла, оценки фактической нагруженности конструкции.

Прогнозирование ресурса производится только для обору­дования, техническое состояние которого по результатам диаг­ностирования оценивается как удовлетворительное.

Оценка ресурса оборудования, эксплуатирующегося в условиях статического нагружения, выполняется по формуле

, (9.2)

где Г - ресурс, S _Ф - фактическая толщина несущей кон­струкции, а - скорость коррозии, S _ОТБ - отбраковочная толщина несущей конструкции.

При достижении S _ОТБ напряжения в несущем элементе кон­струкции достигают уровня допускаемых напряжении. Величину S _ОТБ определяют с учетом концентрации напряжений, созда­ваемой дефектами формы конструкции и другими возможными дефектами, а также с учетом фактических свойств металла кон­струкции.

Скорость коррозии определяется по действующим норма­тивно-техническим документам.

В тех случаях, когда ресурс конструкции превышает 10 лет, принимают его равным 10 годам.

По истечении установленного ресурса для оценки возмож­ностей дальнейшей эксплуатации оборудования необходимо вы­полнение полного комплекса исследований в соответствии с (7).

Для конструкций, эксплуатирующихся в условиях мало­циклового нагружения, оценка ресурса выполняется по ГОСТ 25859-83.

Для оборудования, работающего в циклических условиях нагружения принимается, что максимальный ресурс не может превышать 5 лет (число циклов нагружения в течение 5 лет). По истечении установленного ресурса для оценки возможности дальнейшей эксплуатации оборудования необходимо выполне­ние полного комплекса исследований в соответствии с (7).

Результаты выполненных исследований оформляются в ви­де отчета, в котором должно быть отражено: задачи исследова­ний, методики исследований и расчетов, их результаты, анализ результатов, выводы, заключение о работоспособности обору­дования, рекомендации.

Отчет (заключение) подписывается исполнителями и утверждается руководством организации, выполнявшей работы.