3. Определение скорости коррозии (эрозии)
Для определения периодичности технического освидетельствования сосудов (аппаратов) необходимо знать скорость равномерной коррозии
Скорость равномерной коррозии а определяется по формуле (10):
(10)
где - исполнительная толщина стенки элемента, мм;
- плюсовой допуск на толщину стенки, мм;
- время от момента начала эксплуатации до момента обследования, лет.
Пример выполнения задания
Необходимо назначить остаточный ресурс емкости при коррозионном повреждении основных конструктивных элементов емкости. Необходимые исходные данные берутся из акта изучения и анализа технической документации, а также из схемы замеров емкости акта ультразвуковой толщинометрии, которые выдаются преподавателем.
Данные, необходимые для выполнения задания:
Срок ввода в эксплуатацию 1959 год
Расчетные параметры
Рабочее давление – 0,07 МПа
Расчетное давление - 0,25 МПа
Расчетная температура - 200 0С
Внутренний диаметр
Цилиндрическая обечайка – 1000 мм
Эллиптические днища – 1000 мм
Исполнительная толщина стенки:
Цилиндрическая обечайка – 8 мм
Эллиптические днища – 8 мм
Материал, из которого изготовлен элемент:
Цилиндрическая обечайка – Ст3сп по ГОСТ 380
Эллиптические днища – Ст3сп по ГОСТ 380
Сведения о штуцерах.
Обозначение |
Назначение |
Ду, мм |
Патрубок |
||
толщина, мм |
Материал |
||||
Марка |
ГОСТ |
||||
А |
Вход продукта |
80 |
4,5 |
сталь 10 |
1050 |
Б |
Выход продукта |
40 |
3,5 |
сталь 10 |
1050 |
В |
Для уровнемера |
50 |
3,5 |
сталь 10 |
1050 |
Г |
Люк лаз |
500 |
8,0 |
Ст3 |
380 |
Д |
Подача ингаза |
40 |
3,5 |
сталь 10 |
1050 |
Группа сосуда – 5б
Сведения о сварке:
- ручная электродуговая сварка (обечайка) электродами Э 42 ГОСТ 2523-51.
Объем контроля при изготовлении, эксплуатации и проведении экспертизы промышленной безопасности:
100 %.
В таблице приводятся результаты толщинометрии основных конструктивных элементов емкости, а также на рисунке А.1 схема обследования с указанием мест точек замеров.
Рисунок А.1 – Схема обследования емкости
Результаты толщинометрии основных конструктивных элементов емкости
№ п/п |
проект |
изм. |
№ п/п |
проект |
изм. |
№ п/п |
проект |
изм. |
1 |
8,0 |
5,4 |
21 |
8,0 |
5,8 |
41 |
3,5 |
2,5 |
2 |
8,0 |
6,0 |
22 |
8,0 |
5,8 |
42 |
8,0 |
6,2 |
3 |
8,0 |
6,1 |
23 |
8,0 |
5,4 |
43 |
8,0 |
6,1 |
4 |
8,0 |
5,5 |
24 |
8,0 |
4,9 |
44 |
8,0 |
6,1 |
5 |
8,0 |
5,6 |
25 |
8,0 |
4,7 |
45 |
8,0 |
6,2 |
6 |
8,0 |
5,7 |
26 |
8,0 |
5,5 |
46 |
|
|
7 |
8,0 |
5,7 |
27 |
8,0 |
5,6 |
47 |
|
|
8 |
8,0 |
5,8 |
28 |
8,0 |
4,9 |
48 |
|
|
9 |
8,0 |
5,6 |
29 |
8,0 |
4,8 |
49 |
|
|
10 |
8,0 |
5,7 |
30 |
8,0 |
4,8 |
50 |
|
|
11 |
8,0 |
6,0 |
31 |
8,0 |
4,8 |
51 |
|
|
12 |
8,0 |
6,2 |
32 |
8,0 |
4,9 |
52 |
|
|
13 |
8,0 |
6,0 |
33 |
4,5 |
3,7 |
53 |
|
|
14 |
8,0 |
6,0 |
34 |
4,5 |
3,2 |
54 |
|
|
15 |
8,0 |
5,7 |
35 |
4,5 |
3,5 |
55 |
|
|
16 |
8,0 |
5,7 |
36 |
3,5 |
3,0 |
56 |
|
|
17 |
8,0 |
5,9 |
37 |
3,5 |
2,9 |
57 |
|
|
18 |
8,0 |
6,0 |
38 |
3,5 |
2,8 |
58 |
|
|
19 |
8,0 |
6,2 |
39 |
3,5 |
2,7 |
59 |
|
|
20 |
8,0 |
6,1 |
40 |
3,5 |
2,7 |
60 |
|
|
Определим минимальную вероятную толщину стенки для цилиндрической обечайки корпуса, поскольку количество замеренных точек равно 16, что больше 10.
Сначала определяем среднюю толщину стенки:
=5,79
мм
По формуле (2) вычисляем оценку среднего значения СКО
По формуле (3) вычисляем оценку среднего значения СКО
В=1,44 0,23=0,33
где K1=1,44 выбран по таблице 1 в соответствии с N=16.
По формуле (4) определяем минимальную возможную толщину стенки аппарата с учетом неконтролированных участков поверхности:
где К1=2,33 при доверительной вероятности =99 %.
2. По формуле (5) определим расчетные толщины стенок для цилиндрической обечайки корпуса:
По формуле (6) определим расчетные толщины стенок для эллиптических днищ:
Рабочее давление в аппарате равно 0,07 МПа. Отбраковка основных конструктивных элементов должна производиться согласно РУА-93. Так как диаметр емкости равен 1000 мм, что меньше 2000 мм и расчетные толщины стенок цилиндрической обечайки и днищ получились меньше 3 мм, то за отбраковочный размер этих конструктивных элементов согласно РУА-93 принимаем толщину равную 3 мм.
Теперь по формуле (9) определяем расчетные толщины патрубков штуцеров:
Для штуцера А:
Для штуцера Б:
Для штуцера В:
Для штуцера Г:
Для штуцера Д:
Так как расчетные толщины штуцеров получились меньше указанных в таблице 2, то принимаем отбраковочные толщины для:
штуцера А Ду80– 2,0 мм;
штуцеров Б, Д Ду40– 1,5 мм;
штуцера В Ду50 – 1,5 мм;
штуцера Г Ду500 – 3,0 мм.
Рассчитаем равномерную скорость коррозии для каждого элемента емкости по формуле (10):
Для цилиндрической обечайки:
Для эллиптического днища левого:
Для эллиптического днища правого:
Для штуцера А Ду 80:
Для штуцера Б Ду 50:
Для штуцера В Ду 40:
Для штуцера Г Ду500:
Для штуцера Д Ду40:
Максимальная скорость коррозии, равная 0,06 мм/год наблюдается у эллиптических днищ.
По формуле (1) определяем остаточный ресурс для каждого из основных конструктивных элементов емкости:
Для цилиндрической обечайки:
Для эллиптического днища левого:
Для эллиптического днища правого:
Для штуцера А Ду 80:
Для штуцера Б Ду 50:
Для штуцера В Ду 40:
Для штуцера Г Ду500:
Для штуцера Д Ду40:
Минимальный расчетный остаточный ресурс получился равным 28,3 лет для эллиптического днища правого. Так как максимальная скорость коррозии равна 0,06 мм/год у эллиптических днищ и не превышает 0,1 мм/год, а емкость эксплуатируется более 30 лет, то назначаем остаточный ресурс равный 8 (восемь) лет.