Химсопрмат

В нефтепереработке наиболее широко распространен простой уг-

леродистый серый чугун. Чугун марки СЧ 00 применяется для полу-

чения отливок малой прочности и простой конфигурации: стоек,

контргрузов, опор, подкладок, колпачков ректификационных колони и других. Чугун марки СЧ 12-28 применяется для изготовления дета-

лей с повышенными требованиями к механической прочности и из-

носу (корпуса фильтров и масленок, нажимные стаканы клапанов,

промежуточные сальники, кольца, арматура для печей – шиберы, за-

слонки, задвижки, дверцы, наружные решетки для конвекционных секций; тарелки ректификационных колонн).

Чугун СЧ 15-32 используется для изготовления направляющих крейцкопфов, двойников, конденсационных горшков, арматуры, фи-

тингов низкого давления (до 1,0 МПа).

Чугун СЧ 18-36 применяется для изготовления втулок, сальни-

ков, упорных грундбукс, корпусов коробок редукторов и крейцкопф-

ного сальника, станин плунжерных насосов, шкивов, фундаментных плит и т. д.

Из чугуна СЧ 21-40 и СЧ 24-44 выполняют детали машин, под-

верженных повышенному износу и напряжению: корпуса задвижек и клапанов, колеса центробежных насосов, головки цилиндров, порш-

ни, втулки для поршневых колец паровых цилиндров и т. д.

Чугуны марок СЧ 28-48, СЧ 32-52, СЧ 35-56, СЧ 38-60 применя-

ются для изготовления особо ответственных деталей компрессоров и насосов.

Высокопрочный чугун ВЧ 45-0, ВЧ 50-1,5, ВЧ 60-2, ВЧ 45-5, ВЧ

40-10 в нефтепереработке используется мало, хотя может быть пол-

ноценным заменителем стального литья и поковок. В настоящее вре-

мя он широко применяется при производстве коленчатых валов дви-

гателей, компрессоров, различных деталей, работающих в условиях повышенной температуры.

Ковкий чугун КЧ 30-6, КЧ 33-8, КЧ 35-10, КЧ 37-12, КЧ 45-6 в

нефтехимической промышленности не имеет широкого применения.

409

Из него изготавливают вентили, краны, задвижки и детали водогазо-

проводной арматуры.

Для легирования чугуна применяются те же элементы, что и для легирования сталей. В зависимости от степени легирования различа-

ют низколегированный чугун (1-3% легирующих добавок), среднеле-

гированный (3-10%) и высоколегированный (более 10%).

Из низко- и среднелегированных чугунов изготовляют цилиндры высокого давления, рабочие колеса насосов, втулки, однако во мно-

гих случаях обеспечить повышенную коррозионную стойкость, рос-

тоустойчивость и жаропрочность эти материалы не могут. Эти свой-

ства обеспечивает высоколегированный чугун.

Высокохромистый чугун Х22Л и Х34Л применяется для изготов-

ления труб, фасонных частей, кранов, вентилей в центробежных на-

сосах для холодной и горячей фосфорной кислоты, в изделиях, от ко-

торых требуется повышенная износостойкость при температуре до

550 °С.

Ферросилид С-15 и С-17 обладает высокой коррозионной стойкостью во многих кислотах (азотной, серной, уксусной, фосфорной, лимонной, муравьиной и др.) и в большинстве растворов солей. В щелочах фтористых соединениях ферросилид нестоек. В нефтехимии ферросилид применяется для изготовления фитингов, запорной арматуры и корпусов насосов для перекачки любых растворов серной кислоты в горячем и холодном состоянии, трубопроводов, колонн, арматуры. Для деталей, работающих при воздействии растворов соляной и серной кислот всех концентраций (трубопроводы, насосы, резервуары, арматура), используют антихлор МФ15.

Из группы цветных металлов наиболее широко применяются в нефтяной промышленности медь, алюминий и титан.

На нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводах из меди и ее сплавов изготавливают трубки теплообменной аппаратуры, а

также некоторую аппаратуру для производства масел и спиртов из нефтяных газов. Для изготовления трубных пучков и досок использу-

410

ется латунь ЛО-70-1. Трубчатые змеевики, применяемые для обогре-

ва емкостей жирных кислот, а также некоторые аппараты для произ-

водства спиртов из нефтяных газов выполняются обычно из красной меди.

Для труб теплообменного оборудования применяется и биметалл:

внутренняя часть труб изготавливается из стабилизированной алю-

миниевой латуни, а наружная часть – из малоуглеродистой стали.

Медь и ее сплавы используются для изготовления подшипников скольжения, различных втулок и т. д.

Из алюминия производят установки для получения жирных ки-

слот. Из алюминия высокой частоты (99,9%) изготовляют колонны,

предназначенные для окисления парафина, конденсаторы, резервуа-

ры.

Алюминиевые сплавы применяются для производства теплооб-

менной аппаратуры НПЗ. Трубные пучки этих аппаратов обычно вы-

полняют из сплавов марок АМг или АМг2, трубные решетки – из сплава АМг6Т.

Одной из перспективных областей применения алюминиевых сплавов является использование их в конденсаторах воздушного ох-

лаждения.

Из алюминия и его сплавов изготавливаются трубы, применяе-

мые для транспортировки сернистых нефтей и газов. Алюминиевые сплавы используются также при изготовлении нефтеналивных эста-

кад, бочек и емкостей для хранения авиационного топлива.

Наравне с деформируемыми алюминиевыми сплавами в нефтепе-

реработке и нефтехимии для литой арматуры, фитингов, крышек,

вентилей применяются литейные алюминиевые сплавы.

В настоящее время получили широкое распространение титан и его сплавы. Эти материалы целесообразно использовать для произ-

водства оборудования, подверженного действию сернистой коррозии и соленых вод. Из титана выполняют теплообменные аппараты, рабо-

тающие в среде 15%-ного раствора гипохлорита натрия. Титан при-

411

годен для изготовления форсунок, работающих в морской воде, сеток фильтров, теплообменников для работы в азотной кислоте.

Технический титан марок ВТ–1 и ОТ–4 применяется для изготов-

ления теплообменной аппаратуры НПЗ.

Титан и его сплавы являются весьма перспективным материалом для производства нефтяного оборудования.

8.10.2.Неметаллические материалы

Внастоящее время задачу выбора материалов для изготовления той или иной конструкции невозможно решить без использования неметаллов в качестве конструкционных материалов и защитных по-

крытий. Применение полимерных материалов в химической про-

мышленности в несколько раз увеличивает срок службы оборудова-

ния, уменьшает его массу и обеспечивает получение химических продуктов с высокой степенью чистоты [23, 34]. При этом матери-

альные потери от коррозии могут уменьшаться до 30%, сокращаются вынужденные простои оборудования во время ремонта.

При применении неметаллов необходимо учитывать следующее:

1) прочность неметаллов значительно более чувствительна к воз-

действию температуры, времени и рабочей среды, чем прочность ме-

таллов;

2)термостойкость неметаллических материалов в большинстве случаев ниже термостойкости металлов;

3)структура большинства неметаллических материалов форми-

руется в процессе изготовления изделий или покрытий; 4) стойкость к воздействию агрессивных сред во многих случаях

выше, чем у металлов.

Все неметаллические материалы подразделяются на два класса:

412

1) материалы органического происхождения (пластмассы, рези-

ны, лакокрасочные и углеграфитовые материалы); 2) материалы неорганического происхождения (цементы, бето-

ны, стекло, эмали, асбест и пр.).

Основное место среди них по масштабам использования и своей значимости для промышленности занимают пластические массы и композиты на их основе, а также углеграфитовые материалы.

Большое разнообразие полимерных материалов позволяет в каж-

дом конкретном случае выбрать материал, оптимальный по химиче-

ской стойкости, технологичности и экономичности. Для обоснован-

ного выбора материалов необходимо знать требования, которым он должен отвечать. Основные из этих требований приведены в табл. 8.4

Таблица 8.4

Требования к неметаллическим материалам различных областей применения

Перечень некоторых неметаллических материалов, стойких в

наиболее распространенных средах нефтеперерабатывающих заво-

дов, представлены в табл. 8.5 [22].

413

Таблица 8.5

Неметаллические материалы, рекомендуемые для эксплуатации

414

Окончание табл. 8.5

При окончательном выборе того или иного материала необходи-

мо учитывать его поведение в условиях длительного воздействия ме-

ханических нагрузок, а также при совместном воздействии несколь-

ких эксплуатационных факторов.

415

11.Красноярский, В.В. Электрохимический метод защиты металлов от коррозии / В.В. Красноярский. – Москва: Машгиз, 1961. – 125 с.

12.Решетников, С.М. Ингибиторы коррозии металлов / С.М. Решетников. – Санкт-Петербург: Химия, 1986. – 144 с.

13.Герасименко, А.А. Защита от коррозии, старения и биоповреждений машин, оборудования и сооружений: справочник / А.А. Герасименко и др. – Москва: Машиностроение, 1987. – 784 с.

14.Бахвалов, Г.Т. Коррозия и защита металлов / Г.Т. Бахвалов, А.В. Турковская. – Москва: Металлургиздат, 1999. – 311 с.

15.Дж. Скалли. Основы учения о коррозии и защите металлов / Дж. Скалли. – Москва: Мир, 1978. – 224 с.

16.Кравцов, В.В. Коррозия конструкционных материалов и способы защиты: учеб. пособие / В.В. Кравцов. – Уфа: Машиностроение, 1982. – 80 с.

17.А.с. №1260761 СССР, МКИ 3 G 01 № 15/08. Способ контроля работоспособности графитонаполненных полимерных покрытий / А.А. Шевченко, Н.Г. Кац, В.П. Стариков, Р.О. Чак (СССР). –

№3751566/31-25; заявл. 13.06.84; опубл. 30.09.86, Бюл. № 36. – 1 с.

18.А.с. №1145277 СССР, МКИ 3 G 01 № 17/00. Устройство для коррозионных испытаний под нагрузкой / В.П. Стариков, А.А. Шевченко, Н.Г. Кац (СССР). – № 3635330/25-28; заявл. 22.08.83; опубл. 15.03.85, Бюл. № 10. – 2 с.

19.А.с. №1322123 СССР, МКИ 3 G 01 № 17/ 00. Приспособление для испытания образцов материалов на чистый изгиб в агрессивной среде (СССР). – № 3871054/25-28; заявл. 25.03.85; опубл. 07.07.87, Бюл. № 25. – 1 с.

20.Химическое сопротивление материалов и защита от коррозии: конспект лекций / составители: Н.Г. Кац, В.П. Стариков, С.Н. Парфенова. – Самара: СамГТУ, 2004. – 126 с. – ISBN – 5-7964-0548-9.

21.Химическое сопротивление и защита от коррозии: лаборат. практикум / сост.: В.П. Стариков, Н.Г. Кац, С.Н. Парфенова. – Самара: СамГТУ, 2009. – 84 с. – ISBN – 978-5-7964-1307-4.

417

22.Парфенова, С.Н. Коррозия и защита металлов: учеб.-метод. пособие / С.Н. Парфенова, В.П. Стариков, Н.Г. Кац. – Самара: СамГТУ, 2007. – 51 с. – ISBN – 978-5-7964-0982-4.

23.Шевченко, А.А. Химическое сопротивление неметаллических материалов и защита от коррозии / А.А. Шевченко. – Москва: Химия, КолосС, 2004. – 248 с. – ISBN 5-9532-0222-9.

24.Семенова, И.В. Коррозия и защита от коррозии / И.В. Семенова, Г.М. Флорианович, А.В. Хорошилов. – Москва: Физматлит, 2002. – 336 с. – ISBN 5-9221-0246-X.

25.Бурлов, В.В. Защита от коррозии оборудования НПЗ / В.В. Бурлов, А.И. Алцыбеева, И.В. Парпуц. – Санкт-Петербург: Химиздат, 2005. – 248 с.

26.Никитин, А.Ю. Проблемы повышения надежности качества и безопасности оборудования Ярославского НПЗ / А.Ю. Никитин // Материалы отраслевого совещания главных механиков нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий России и СНГ, 26-30 ноября 2001 г. – Кириши: ЦНИИТЭНефтехим, 2002. – С. 38-42.

27.Земляной, А.В. Обеспечение надежности конструкций нефтеперерабатывающей промышленности / А.В. Земляной // Материалы отраслевого совещания главных механиков нефтеперерабатывающих

инефтехимических предприятий России и СНГ, 7-10 декабря 2003 г.

– Москва: Компрессорная и химическая техника, 2004. – С. 15-17.

28.Бурлов, В.В. Коррозионное растрескивание аустенитных сварных швов нефтеперерабатывающего оборудования, выполненного с плакирующим слоем из стали 08Х13 / В.В. Бурлов, Т.П. Парпуц, И.В. Парпуц // Коррозия: материалы, защита. – 2004. – № 7. – С. 22-25.

29.Бурлов, В.В. Коррозионное растрескивание аустенитных сварных швов оборудования и мероприятия по его предотвращению / В.В. Бурлов, Т.П. Парпуц, И.В. Парпуц // Материалы отраслевого совещания главных механиков нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий России и СНГ, 7-10 декабря 2003 г. – Москва: Компрессорная и химическая техника, 2004. – С. 69-76.

418