Слайд 1СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 0808000
«Техническое обслуживание и ремонт оборудования предприятий нефтегазоперерабатывающей и химической промышленности»
Слайд 2Процессы нефтехимической промышленности
Гидромеханические процессы (перемещение жидкостей и газов, разделение жидких
и газовых неоднородных систем, перемешивание жидкостей);
Массообменные процессы (объединены законами массопередачи и включают перегонку, ректификацию, абсорбцию, адсорбцию, экстракцию, кристаллизацию и сушку);
Тепловые процессы (объединены законами теплопередачи
и включают нагревание, охлаждение и конденсацию, выпаривание);
Механические процессы (измельчение, транспортирование, классификация и смешение твердых веществ);
Химические процессы (объединены законами химической кинетики и включают разнообразные химические реакции).
Слайд 3Тепловые процессы
Для осуществления тепловых процессов применяют трубчатые печи огневые нагреватели, в
которых тепло сжигаемого топлива передается сырью, — и теплообменные аппараты, в которых регенерируется тепло нефтеперерабатывающих установок или конденсируются пары и охлаждаются отходящие от этих установок дистилляты.
Слайд 9Массообменные процессы
Применяют колонные аппараты: ректификационные колонны, абсорберы, адсорберы, десорберы, экстракторы и
т. д.
Ректификация- разделение на фракции, различающиеся температурой кипения
Абсорбция - избирательном поглощении газа жидкостью (абсорбентом),
Адсорбция- избирательное поглощение одного компонента твердым пористым поглотителем (адсорбентом) из многокомпонентной смеси газов, паров или жидкости
Экстракция- извлечение растворенного в жидкости вещества другой жидкостью, не смешивающейся с первой и способной лучше растворять это вещество
Слайд 12Химические процессы протекают в. реакционных аппаратах различных конструкций — реакторах.
Адиабатический реактор
установки каталитического риформинга
1- днище; 2-корпус; 3-,16- термопары; 4- опорное кольцо; 5- шамотный порошок; 6- люк для выгрузки катализатора; 7-люк;8- эжектор газов; 9- опорная решетка;
10-12,14 - шарики; 13-катализатор; 15- футировка; 17,19- ввод и вывод парогазовой меси;18 — распределитель.
Слайд 16Основные требования предъявляемые к оборудованию
1 Обеспечение требуемой производительности и технологических параметров
2
Герметичность достигается за счет повышенных требований к качеству сварных швов, уменьшения числа разъемных соединений и улучшения их плотности.
3 Надежность, безопасность и долговечность повышают путем применения материалов, устойчивых к коррозии и действию высоких температур, путем применения безотказно работающих узлов и механизмов и контроля за состоянием стенок аппарата, сварных швов и антикоррозионных покрытий.
4 Экономичность оборудования: чтобы уменьшить расход дорогих и дефицитных металлов и сплавов их заменяют по возможности углеродистой сталью с неметаллическими или биметаллами. Для уменьшения стоимости изготовления стремятся сделать изделие менее трудоемким.
Слайд 175 При разработке конструкции важное место имеет удобства при их перевозке.
Отсюда требования к габаритам оборудования
7 Стойкость к агрессивным средам
8 Удобство для транспортировки. Трансфортабельность. Отсюда требования к габаритам оборудования
Слайд 186 Ремонтопригодность
В аппаратах следует избегать застойных зон, ухудшающих технологические характеристики аппарата,
затрудняющих его очистку и способствующих образованию отложений.
Люки и лазы служат для осмотра и ремонта , а в некоторых случаях для загрузки твердых продуктов. Для внутреннего осмотра необходимы круглые люки диаметром не менее 400 мм или овальные с минимальным размером осей 400х325мм. Для аппаратов, установленных под открытым небом, диаметр лаза должен быть не менее 450мм., чтобы в него мог проникнуть человек в зимней одежде.
Удобный доступ к наиболее ответственным и уязвимым узлам аппарата или машины, удобство их замены и ремонта- один из показателей совершенства изделия. Если устройство лазов и люков для данных целей недостаточно, делают съемные крышки или аппарат собирают из отдельных царг.
Слайд 196 Ремонтопригодность
В случае
а) разбирают и осматривают внутренние элементы колонны через
люки,
б) колонну малого диаметра собирают из отдельных царг
в) все внутреннее устройство целиком вынимают через верх колоны.
Слайд 20Требования к химическому оборудования регламентируются рядом нормативных документов: «Правила устройства и
безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением»
ГОСТ 24306-80 «Сосуды и аппараты стальные сварные. Технические требования».
Указанные документы определяют основные требования к конструкции, изготовлению аппаратов и к конструктивным материалам, а также определяют виды испытания оборудования.
Слайд 21Основные узлы и детали оборудования
Основным элементом корпуса является обечайка - барабан
цилиндрической или конической формы.
Цилиндрические корпуса считаются тонкостенными, если толщина стенки обечайки не превышает 10% внутреннего диаметра аппарата и
Толстостенными , если толщина стенки обечайки превышает 10% внутреннего диаметра аппарата
На величину толщины стенки обечайки, нагруженной внутренним давлением не влияет такой показатель как длина обечайки?
Слайд 22Основные узлы и детали оборудования
Днища и крышки закрывают обечайку аппарата с
торцов. Они соединяются с обечайкой без разъема ( сваркой) или с разъемом (на фланцевом соединении).
Форма применяемого днища зависит от особенностей процесса, для осуществления которого предназначен данный аппарат, а также от размера аппарата, давления среды в нем и конструктивных соображений. Для сосудов и аппаратов применяют полушаровые, эллиптические, конические, тарельчатые и плоские днища и крышки.
Слайд 23Полушаровое днище
Рис.2 Эллиптическое днище:
а-цельноштампованное; б- сварное из сегментов и лепестков
Основное преимущество
эллиптического днища и крышки – равномерное распределение напряжений изгиба без их концентрации.
Слайд 24Рисунок 1 - Сферическое днище
.
Основные детали оборудования
Сферические днища применяются для аппаратов
диаметров более 4000 мм
Слайд 25Рис.2 Эллиптическое днище:
а-цельноштампованное; б- сварное из сегментов и лепестков
Слайд 26
Основное преимущество эллиптического днища и крышки – равномерное распределение напряжений изгиба
без их концентрации
Слайд 27Конические днища с отбортовкой (а) и без отбортовки (б) и их
развертки
Конические днища (рис.3) применяют в тех случаях, когда необходимо перейти от цилиндрической части одного диаметра к цилиндрической части другого диаметра и в вертикальных аппаратах при работе с вязкими и сыпучими материалами. Коническая форма днища облегчает удаление этих материалов. При давлениях до 0,07 МПа можно использовать днища без отбортовки (угол при вершине 60°, 90° и 120° ), в остальных случаях применяют отбортованные днища ( угол при вершине 60° и 90°).
Слайд 28Плоские днища
Плоские днища и крышки используют для люков и заглушек, а
также для вертикальных емкостных аппаратов, работающих под наливом без давления у которых толщина стенки очень велика (иногда равна высоте выпуклого днища); для аппаратов диаметром более 0,4 м, работающих под давлением, применять плоские днища нельзя. При равных расчетных условиях толщина плоского днища намного больше, чем других днищ. Плоские крышки применяют у аппаратов высокого давления
Слайд 291,5-верхняя и нижняя горловина
2- полушаровое днище
3- цилиндрический корпус
4- коническое днище
а-а –
линия максимального уровня кокса
При переходе от цилиндрической части одного диаметра обечайки к цилиндрической части другого диаметра применяют переходные конические части
Слайд 30ФЛАНЦЫ
Наиболее распространенное разъемное соединение аппаратов и трубопроводов ,предназначены для соединения арматуры,
трубопроводов и соединительных частей, а также присоединение трубопроводной арматуры, насосов, соединительных частей машин, приборов, патрубков аппаратов, теплообменного оборудования, резервуаров.
Фланец – это диск, квадратной или круглой формы, с круглыми отверстиями для крепления шпилькам или болтами, Имеет присоединительную плоскость, с помощью этой присоединительной поверхности фланец присоединяется к другим элементам
Слайд 31БОЛТЫ и ШПИЛЬКИ
ФЛАНЦЕВОЕ СОЕДИНЕНИЕ
При давлении до 1,6 МПа и температуре до
200 °С применяются болты, в остальных случаях шпильки
Слайд 32КОНСТРУКЦИИ ФЛАНЦЕВ
а- плоские приварные;
б- приварные встык;
в - накидные или
свободные
Слайд 33ФЛАНЦЕВОЕ СОЕДИНЕНИЕ
Тип фланца выбирают по давлению и диаметру аппарата
Слайд 34Ответственная часть фланцевого соединения - узел уплотнения.
Различают уплотнения с пластической деформацией
уплотняющих элементов и соединения с упругой деформацией.
В соединениях с пластической деформацией уплотнение достигается тем, что значительно более мягкая, чем основной материал фланца, прокладка деформируется при затягивании и заполняет все неровности на уплотнительной (привалочной) поверхности фланцев.
Соединения с упругой деформацией применяют при повышенных давлениях. Чем меньше ширина прокладки, тем больше удельное давление при одной и той же силе сжатия, поэтому прокладки для соединений высокого давления делают более узкими
Слайд 35ТИПЫ УПЛОТНИТЕЛЬНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
а – соединение при помощи плоских приварных фланцев; б – соединение
при помощи фланцев, приваренных встык; в — соединение типа «выступ впадина»; г – соединение типа «шип – паз»; д – соединение с линзовым уплотнением; е – прокладка из мягкой стали
Слайд 36Плоская поверхность (а) с прокладкой прямоугольного сечения допускается при условном давлении
до 2,5 МПа;
поверхность с выступом и впадиной (б) с прокладкой прямоугольного сечения — до 4 МПа,
поверхность « шип- паз» (в) с прокладкой прямоугольного или круглого сечения — до 6,3 МПа.
При давлении 6,4 МПа применяется уплотнительная поверхность фланцев под металлическую прокладку из качественной углеродистой или легированной (линзовая ) (г)
Овальная металлическая прокладка (е) применяется при давлении до 16 МПа
Слайд 37Соприкасаются шаровые поверхности линзы с поверхностью уплотняемых деталей по кольцевой линии.
Под действием осевых сил в месте касания возникает узкий поясок деформируемого материала, который обеспечивает уплотнение.
Такие уплотнения применяют с диаметром до 300 мм и давлении до 80 МПа
Слайд 38ТИПЫ ПРОКЛАДОК ФЛАНЦЕВОГО СОЕДИНЕНИЯ
Прокладка для герметизации соединений трубопроводов, теплообменников, присоединительных фланцев
арматуры применяют при температуре до 450 ºС и давлении МПа.
Маркировка паронита:
ПОН- общего назначения;
ПМБ- маслобензостойкий;
ПК - кислотостойкий
Лента ЛС-ПТФЕ из фторопласта применяется для герметизации неподвижных фланцевых соединений трубопроводов. Температура применения от -240ºС до +310ºС, р=20 МПа
Слайд 39МОНТАЖ ФЛАНЦЕВОГО СОЕДИНЕНИЯ
Работа по уплотнению плоских разъемных соединений должна производиться со
строгим соблюдением технологии монтажа.
Прокладки перед монтажом должны быть проверены на отсутствие механических повреждений и точность размеров.
Слайд 40МОНТАЖ ФЛАНЦЕВОГО СОЕДИНЕНИЯ
При монтаже прокладки с отверстиями необходимо проверить отверстия в
прокладке и фланцах на взаимное их расположение.
Запрещается:
- «вкручивать» болты (шпильки) в прокладку или прокалывать ее;
- использовать прокладки для повторного уплотнения;
- применение вспомогательных уплотнительных средств (герметик, паста, смазка в том числе и графитовая).
Слайд 41МОНТАЖ ФЛАНЦЕВОГО СОЕДИНЕНИЯ
.
Болты (шпильки) перед монтажом проверить на
соответствие чертежу и, при необходимости, заменить.
Крепеж смазать по всей поверхности болта, при этом необходимо обратить внимание, что бы не загрязнить смазкой фланцы и прокладку.
Затягивание болтов (шпилек) производят крест на крест в четыре этапа.
Сначала вручную, затем примерно на 50%, следующий этап на 80% и наконец на 100% от расчетного усилия затяжки, которое определяется по результатам выполненных расчетов
Слайд 42МОНТАЖ ФЛАНЦЕВОГО СОЕДИНЕНИЯ
.
Для достижения равномерности затяжки необходимо пользоваться
динамометрическими ключами.
Для обеспечения большей надежности рекомендуется выполнить подтягивание болтов через 24 часа.
Внимание: Не производите подтягивание болтов после того как была создана тепловая нагрузка
Слайд 43ШТУЦЕР- короткий отрезок трубы с приваренным к нему фланцем.
Штуцера бывают технологическими,
служащими для присоединения труб и арматуры к аппарату, для подачи сырья и др.технологических нужд и монтажные (ложные)
Слайд 44Бобышки - представляют собой фланцы, приваренные непосредственно к корпусу аппарата, или
утолщения на литом корпусе.
Трубопроводы с бобышками присоединяют с помощью шпилек. Это важный недостаток, так как при поломке шпилек удаление их связано с трудностями.
Бобышки применяют при установке сальников, контрольно- измерительных приборов и в других случаях когда устройства штуцеров по каким- либо причинам нежелательно или невозможно.
Слайд 45Смотровые окна устанавливают, когда необходимо наблюдать за работой герметичных аппаратов. Обычно
на аппарате располагают два окна и на одном из них помещают светильник.
Диаметр смотровых окон 50-150мм. Простейшая конструкция смотрового окна показана на (рис.5)
Основная деталь смотрового окна – стекло. В типовых смотровых окнах применяют толстые иллюминаторные стекла, рассчитанные на давление до 0,6 МПа и температуру не более 150°С.
Слайд 46ЛЮКИ, ЛАЗЫ
Для осмотра и проведения ремонтных работ внутри аппаратов их
снабжают люками с фланцевыми крышками.
Размер люка должен быть таким, чтобы человек мог проникнуть через него в аппарат.
На аппаратах нефтеперерабатывающих заводов устанавливают круглые люки диаметром 450 мм. для большего удобства ставят люки овальной формы, обычно размером 400х650 мм.
Слайд 48Контрольные вопросы
1 Какое днище аппаратов наиболее оптимально в работе?
А)
коническое
В) полусферическое
С) эллиптическое
D) шаровое
Е) плоское
2 Какой показатель не влияет на величину толщины стенки обечайки, нагруженной внутренним давлением?
А) давление
В) диаметр обечайки
С) материал
D) качество сварных швов
Е) длина обечайки
3 Наименьший диаметр лазов для аппаратов, расположенных под открытым небом?
А)не менее 800мм
В) не менее 500мм
С)не менее 350 мм
D) не менее 450 мм
Е) не менее 650 мм
Слайд 49Контрольные вопросы
4 Соединения, которые используются для трубопроводов, съемных крышек,
отдельных царг, люков называются…
А) сварные соединения
В) резьбовые соединения
С) байонетные соединения
D) фланцевые соединения
Е) фальцевые соединения
5 Назначение фланцев…
А) для разьемного соединения трубопроводов, арматуры, составных корпусов аппаратов или отдельных аппаратов друг с другом
В) для неразьемного соединения трубопроводов, арматуры, составных корпусов аппаратов или отдельных аппаратов друг с другом
С) для проведения ремонтных работ в аппарате
D) для увеличения прочности оборудования
Е) для контроля аппарата
6 Фланец, приваренный непосредственно к корпусу, это…
А) штуцер
В) бобышка
С) патрубок
D) шип
Е) заглушка
Слайд 50Контрольные вопросы
7 Тип фланца выбирается…
А) по материалу
В) по давлению
и диаметру аппарата
С) по свойствам среды
D) по давлению, материалу, свойствам среды
Е) выбирается произвольно
8 Какой прокладочный материал для фланцевого соединения не используется…
А) высокоуглеродистая сталь
В) низкоуглеродистая сталь
С) резина
D) паронит
Е) графлекс
9 При давлении 6,4 МПа применяется уплотнительная поверхность фланцев, называемая …
А) плоская
В) выступ-впадина
С) шип-паз
D) под металлическую прокладку
Е) в замок
Слайд 51 9 В конструкции аппаратов для строповки могут быть предусмотрены устройства…
А)
технологические штуцеры
В) ложные штуцеры
С) люки
D) опорные полукольца
Е) опорные лапы
10 При температуре в аппарате свыше 200°С в качестве крепежных деталей фланцевых соединений применяются…
А) болты
В) шурупы
С) шпильки
D) винты с потайной головкой
Е) рым-болты
11 Паронитовые прокладки применяют при следующих параметрах температуры и давления
А) до 450° С и 6 МПа
В) до 400°С и 6 МПа
С) до 500°С и 5,5 МПа
D) до 380°С и 5,5 МПа
Е) до 420°С и 5,5 МПа
Слайд 52 12 . Сферические днища применяются для аппаратов диаметром…
А) более
4000 мм
В) до 2000 мм
С) до 3000 мм
D) до 1500 мм
Е) до 1000 мм
13 Какой прокладочный материал для фланцевого соединения не используется…
А) высокоуглеродистая сталь
В) низкоуглеродистая сталь
С) резина
D) паронит
Е) графлекс
14 Наиболее распространен в отрасли вид испытания аппаратов…
А) пневматический
В) под наливом
С) гидравлический
D) в холостую
Е) пробными пусками
Слайд 53 15 Для аппаратов, работающих при атмосферном давлении, время гидравлического испытания
составляет
А) 4 часа
В) 4 минуты
С) 4 дня
D) 10 минут
Е) полчаса
16 Сварные аппараты испытываются давлением…
А) ри = 0,25 рр [σ] /[σ]20
В) ри = 1,35 рр [σ] /[σ]20
С) ри = 1,50 рр [σ]20 /[σ]
D) ри = 0,25 рр [σ]20 /[σ]
Е) ри = 1,25 рр [σ]20 /[σ]
17 Литые аппараты испытываются давлением…
А) ри = 1,25 рр [σ]20 /[σ]
В) ри = 1,35 рр [σ] /[σ]20
С) ри = 1,50 рр [σ]20 /[σ]
D) ри = 0,25 рр [σ]20 /[σ]
Е) ри = 0,25 рр [σ] /[σ]20
Слайд 54 18 При гидравлическом испытании сварного аппарата с толщиной стенки до
50 мм время выдержки составляет…
А) 10 минут
В) 20 минут
С) 30 минут
D) полчаса
Е) зависит от конструкции аппарата
19 Сталь, имеющая маркировку 16ГС + 1Х18Н9Т, называется Расшифровать марку стали
А) легированная сталь
В) биметалл
С) углеродистая сталь
D) триметалл
Е) инструментальная сталь
20 Сталь, имеющая маркировку 3Х13 называется Расшифровать марку стали
А) легированная сталь
В) биметалл
С) углеродистая сталь
D) триметалл
Е) инструментальная сталь
Слайд 55 21 Сталь, имеющая маркировку ВСт 5 пс, называется Расшифровать марку
стали
А) легированная сталь
В) биметалл
С) углеродистая сталь
D) триметалл
Е) инструментальная сталь
22 Укажите марки паронита.
А) АПП, АПР, АП-31;
В) ФФ, АФТ, АМБ;
С) ПОН, ПМБ, ПК;
D) ХБП, ХБРП, ЛП
23 Как называется прокладочный материал фланцевых соединений, представляющий собой терморасширенный графит?
А) Асбоалюмин;
В) Графлекс;
С) Асбокартон;
D) Паронит.
Слайд 5624 Какой тип уплотнительной поверхности фланцевого соединения
при давлении
до 0,6 МПа?
А. Выступ-впадина;
В. Шип-паз;
С. Плоская (гладкая);
D. Под металлическую прокладку
25 Укажите пределы применимости шпилек во фланцевых соединениях?
А. р<2,5 МПа и t до 300°С;
В. р>2,5 МПа и t до 300°С;
С. р<2,5 МПа и t более 300°С;
D. р>2,5 МПа и t более 300°С.
26. Укажите пределы применимости болтов во фланцевых соединениях?
А. р<2,5 МПа и t до 300°С;
В. р>2,5 МПа и t до 300°С;
С. р<2,5 МПа и t более 300°С;
D. р>2,5 МПа и t более 300°С.
Слайд 57Поведение сталей при высоких температурах
При повышении температуры предел текучести сталей падает
( на диаграмме растяжения область текучести уменьшается до полного исчезновения примерно при 300°С), поэтому допускаемые напряжения должны быть меньше, чем при нормальных условиях.
.
Слайд 58Поведение сталей при высоких температурах
Из таблицы 1 видно, что наиболее сильно
повышение температуры влияет на предел текучести.
Поэтому при расчете аппаратов, работающих при высоких температурах, допускаемое напряжение выбирают в зависимости от предела текучести при данной температуре, а не от предела прочности
Слайд 59Поведение сталей при высоких температурах
В напряженном состоянии сталь реагирует на высокие
температуры значительно сильнее: возникает явление ползучести, релаксации, нарушения стабильности структуры.
С повышением температуры сталь переходит из упругого состояния в упругопластическое и под влиянием нагрузки непрерывно деформируется. Способность стали медленно, непрерывно пластически деформироваться при неизменной нагрузке называется ползучестью.
Ползучесть является наиболее важным показателем, характеризующим теплоустойчивость стали
Слайд 60Поведение сталей при высоких температурах
У обычных углеродистых сталей ползучесть наступает при
температурах выше 375ºС, у низколегированных конструкционных сталей — при температуре выше 420ºС, у нержавеющих сплавов — выше 525ºС.
.
О теплоустойчивости сталей судят по сопротивлению ползучести.
Скорость ползучести :
vп =Δ l / ( l τ)
где vп — скорость ползучести ; Δ l- абсолютная деформация образца; l- первоначальная длина образца; τ- время.
Слайд 61Поведение сталей при высоких температурах
Для расчетов на прочность , когда необходимо
определять допускаемое напряжение стали, пользуются пределом длительной прочности, т. е. Напряжением, под действием которого за определенный промежуток времени при определенной ( высокой) температуре образец разрывается.
Условный предел ползучести и предел длительной прочности стали значительно повышаются при добавлении молибдена, вольфрама, ванадия, никеля.
Слайд 62Различные напряженные соединения, пружины, болты, работающие при высоких температурах, подвержены релаксации,
т. е. самопроизвольному снижению напряжения при неизменной деформации, приобретенной первоначально. Релаксация является результатом перерастания упругой деформации в пластическую под влиянием продолжительного воздействия высокой температуры. Уменьшение первоначального напряжения приводит к разгерметизации оборудования или к ухудшению его работы.
Чтобы уменьшить влияние релаксации, прибегают к постепенным двух- трехкратным подтягиваниям соединений при рабочей температуре до первоначального напряжения.
Слайд 63 Некоторые стали в результате длительной работы при температурах выше 450ºС
значительно теряют ударную вязкость при сохранении других механических свойств.
Это явление , называемое тепловой хрупкостью, часто наблюдается у низколегированных сталей. Поэтому в них для стабилизации свойств добавляют молибден, вольфрам, ванадий.
Слайд 64В условиях высоких температур некоторые стали склонны к нарушению стабильности структуры,
главным образом к графитизации, межкристаллической коррозии и тепловой хрупкости.
Явление графитизации, наблюдаемое при температуре выше 475°С, связано с разрушением карбида железа и образованием в зоне сварных швов цепочек свободного графита. Особенно склонны к графитизации углеродомолибденовые стали и серый чугун.
Для предотвращения графитизации в сталь добавляют некоторое количество хрома.
.
Слайд 65Поведение сталей при низких температурах
Предел прочности (временное сопротивление разрыву), предел текучести,
модуль упругости и относительное удлинение стали с понижением температуры изменяются незначительно.
Низкие температуры вызывают главным образом сильное падение ударной вязкости для всех сталей.
Ударная вязкость стали характеризует склонность ее к хрупкому разрушению. Путем испытания на удар при различных температурах находят порог хладноломкости, т.е ту температуру, при которой сталь от вязкого разрушения переходит к хрупкому.
Состояние хрупкого разрушения для некоторых углеродистых сталей может наступить уже при 0°С.
В наибольшей степени хладноломкости стали способствует наличие в ней фосфора.
Слайд 66Поведение сталей при низких температурах
Порог хладноломкости понижается с уменьшением содержания углерода.
Аппараты,
работающие при низких температурах, изготавливают из качественной мартеновской стали с небольшим содержанием серы и фосфора (область применения до - 40°С), из низколегированной стали с добавкой марганца (до -70°С), из высоколегированных хромоникелевых сталей (до - 180°С)
Широкое применение в условиях низких температур нашли цветные металлы и сплавы, не подверженные хладноломкости.