CC BY
97
32
Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 7 (16), 2015 | ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
прикреплены к дискам при помощи шипов. Для установки на фундамент к корпусу вентилятора прикреплена станина, выполненная из листового и сортового стального проката.
Остановимся подробнее на оценке технического состояния радиальных вентиляторов. Оценка технического состояния радиальных вентиляторов осуществляется в два этапа [4, 5]. На первом этапе производится визуальный осмотр деталей вентилятора в соответствии с [1, 3]. Контролируется отсутствие:
- трещин, сколов, осадки фундамента вентилятора;
- трещин, деформаций, повреждений станины вентилятора;
- нарушений геометрической формы корпуса, трещин, раковин, выпучин, коррозионного износа корпуса;
- трещин, коррозии пружинных виброизоляторов;
- следов эрозии и коррозии, вмятин на корпусе вентилятора;
- трещин, расслоений на валах электродвигателя и вентилятора;
- трещин, изломов в шпоночных и заклепочных соединениях.
На втором этапе, согласно [4], проводятся расчеты вероятной минимальной толщины корпуса вентилятора и остаточного ресурса вентилятора по критерию износа.
При расчете вероятной минимальной толщины корпуса вентилятора, в соответствии с [4], исходными данными являются замеры толщины стенки корпуса ti. Расчет осуществляется в следующем порядке:
- среднеарифметическое значение измеренных толщин:
t.
ср
1 N
— Т ti, [мм]
Ni=1
(1)
где N - количество замеров;
- среднеквадратичное отклонение замеренной толщины:
[q]=Jnn _ gSk - ^’ [мм]
- верхняя доверительная граница среднеквадратичного отклонения:
[^]rnax = k[^], [мм] (3)
где k - коэффициент интервальной оценки, принимаемый равным 1,65;
- вероятная минимальная толщина стенки:
teep tср ^[^]max, [мм]
t min
1вер ср - ■- (4)
где K - квантиль нормального распределения, равный 1,64 для доверительной вероятности 0,95.
Рассчитанные значения вероятной минимальной толщины для элементов корпуса сравниваются с отбраковочными величинами, полученными из [4], после чего делается вывод о техническом состоянии корпуса вентилятора.
Расчет остаточного ресурса вентилятора производится в соответствии с рекомендациями, изложенными в [4]. В качестве исходных данных для расчета выступают номинальная толщина стенки корпуса ta; минимальная толщина стенки корпуса tmin; вероятная минимальная
.min
толщина стенки корпуса
t,
вер
; время эксплуатации венти-
лятора T, лет. Расчет осуществляется в следующем порядке:
- минимально-допустимая толщина стенки корпуса:
[t ]min = 0,5t„ [мм]
максимальная скорость износа:
,min
а =
tH -1.
T
ве—, [мм / год ]
(5)
(6)
остаточный ресурс:
tmin - [t]
T =
1ост
min
[лет]
а (7)
Подводя итоги, в настоящей работе рассмотрены аспекты оценки технического состояния радиальных вентиляторов. Рассмотрены аспекты визуального контроля вентиляторов. Приведены методики вероятностной оценки минимальной толщины стенки корпуса, а также расчета остаточного ресурса вентилятора.
Список литературы
1. ГОСТ 12.1.012. Вибрационная безопасность. Общие требования.
2. ГОСТ 5976. Вентиляторы радиальные общего назначения. Общие технические условия.
3. РД 03-606-03. Инструкция по визуальному и измерительному контролю.
4. РД 03-421-01. Методические указания по проведению диагностирования технического состояния и определению остаточного срока службы сосудов и аппаратов.
5. РМ 38.14.008-94. Вентиляторы радиальные (центробежные) и осевые. Эксплуатация и ремонт.
МЕТОДИКА ПРОЧНОСТНЫХ РАСЧЕТОВ ТРУБЧАТЫХ ПЕЧЕЙ
Галимов Ринат Шамильевич, Заривчацкая Аза Николаевна, Науменко Петр Александрович, Соболев Денис Андреевич
Ведущие специалисты ЗАО НДЦ НПФ «Русская лаборатория», г. Санкт-Петербург
THE METHOD FOR STRENGHT PREDICTION OF THE PIPE FURNACES Galimov Rinat Shamil’evich, Zarivchackaja Aza Nikolaevna,
Naumenko Petr Aleksandrovich, Sobolev Denis Andreevich
Lead specialists of ZAO NDC NPF «Russkaja laboratorija», Saint-Petersburg
Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 7 (16), 2015 | ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
33
АННОТАЦИЯ
В статье рассматриваются аспекты визуального контроля и оценки технического состояния трубчатых печей. Приведена методика прочностного расчета основных элементов трубчатых печей. Даны рекомендации по составу работ по продлению ресурса трубчатых печей. Приведена методика расчета остаточного ресурса трубчатых печей.
ABSTRACT
In the present paper there were considered aspects of the pipe furnaces visual inspection and their integrity estimation. The method for strength prediction of the pipe furnaces main elements was considered. There were given recommendations for the life extension works scope. The method for remaining lifetime estimation of the pipe furnaces was considered.
Ключевые слова: трубчатые печи, прочностной расчет, остаточный ресурс.
Keywords: pipe furnaces, strength prediction, remaining lifetime.
В настоящей статье рассматриваются трубчатые печи радиантно-конвективного типа [1]. Основным элементом таких печей является цельносварной змеевик. Каркас печи представляет собой систему вертикальных
стоек, скрепленных горизонтальными балками. Кладка печи выполнена из огнеупорного кирпича. Змеевик в типовом исполнении состоит из 8 секций. Принципиальная схема рассматриваемой печи приведена на рисунке 1.
Рисунок 1. Принципиальная схема трубчатой печи радиантно-конвективного типа
Продукты сгорания поступают в коллектор-распределитель. В нем поток распределяется по трубам меньшего диаметра и попадает в камеру конвекции. Трубы камеры конвекции расположены горизонтально в несколько рядов. Далее потоки попадают в камеру радиации, и каждый из них проходит по вертикально расположенным трубам. На выходе из печи потоки объединяются в коллектор.
В поду печи в один ряд расположены горелки. Факел горелок свободный, вертикальный. Дымовые газы из камеры конвекции через газоход поступают в дымовую трубу установки.
Рассмотрим подробнее аспекты оценки технического состояния трубчатых печей. В соответствии с требованиями [2], ревизия технического состояния трубчатых печей включает в себя несколько этапов.
На этапе наружного визуального осмотра печи, в соответствии с [3, 4], контролируется:
- состояние несущих металлоконструкций каркаса печи;
- состояние обслуживающих площадок, лестниц, ограждений, стального кожуха печи;
- состояние откидной крышки люка-лаза, гляделок печи;
- состояние фундаментов опорных стоек печи;
- состояние дымовой трубы.
При внутреннем визуальном осмотре печи, в соответствии с [3, 4], контролируется:
- состояние поверхности основных элементов змеевиков;
- состояние футеровки печи.
После проведения визуального контроля печи осуществляется ультразвуковая толщинометрия (УЗТ) основных элементов. По результатам УЗТ проводятся прочностные расчеты и расчеты остаточного ресурса печи. Наконец, на последнем этапе проводятся гидравлические испытания печи на прочность и плотность давлением, составляющим не менее 1,4 рабочего.
Остановимся подробнее на прочностных расчетах трубчатых печей. Прочностные расчеты осуществляются в соответствии с рекомендациями, изложенными в [5]. В качестве исходных данных для выполнения расчета выступают:
p - расчетное внутреннее избыточное давление, МПа;
T - расчетная температура, °С;
[с] - допускаемое напряжение материала трубы при расчетной температуре, МПа;
Dн - наружный диаметр трубы, мм;
s - толщина стенки трубы по результатам УЗТ, мм;
c - суммарная прибавка к толщине стенки на коррозию, мм;
ф - расчетный коэффициент снижения прочности, принимаемый равным 1.
34
Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 7 (16), 2015 | ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
В ходе расчетов определяются:
- расчетная толщина стенки трубы:
sR
PDa
2 Н+ p’
[ мм]
(1)
- расчетное допускаемое давление:
2 ф[а](? - c)
Da - (s - c)
Приведенный выше формулы справедливы для расчета прочности трубопроводов и калачей трубчатых печей. После проведения указанных расчетов рабочее давление печи сравнивается с полученным в ходе расчета допускаемым, после чего делается вывод о соблюдении условия прочности.
Расчёт остаточного ресурса выполняется в соответствии с требованиями [2]. Расчёт проводится для конструктивных элементов, у которых в процессе эксплуатации зафиксировано снижение толщины стенок по сравнению с данными паспорта. Отбраковочные толщины элементов определяются по результатам расчета на прочность с учетом ограничений, указанных в [6, 7].
Подводя итоги, в настоящей работе рассмотрены аспекты оценки технического состояния и прочностных расчетов трубчатых печей. Указываются особенности визуального осмотра трубчатых печей. Приведена методика
прочностного расчета основных элементов трубчатых печей. Указан подход к расчету остаточного ресурса элементов трубчатых печей.
Список литературы
1. ГОСТ Р 53682-2009. Установки нагревательные для нефтеперерабатывающих заводов. Общие технические требования.
2. РД 03-421-01. Методические указания по проведению диагностирования технического состояния и определению остаточного срока службы сосудов и аппаратов.
3. РД 03-606-03. Инструкция по визуальному и измерительному контролю.
4. РД 03-610-03. Методические указания по обследованию дымовых и вентиляционных промышленных труб.
5. РТМ 26-02-67-84. Методика расчета на прочность элементов печей, работающих под давлением.
6. СА 03-005-07. Технологические трубопроводы нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической промышленности. Требования к устройству и эксплуатации.
7. СТО СА-03-004-2009. Трубчатые печи, резервуары, сосуды и аппараты нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств. Требования к техническому надзору, ревизии и отбраковке.
ОЦЕНКА БЕЗОПАСНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ И РАСЧЕТ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА
МАСЛОВОЗДУШНЫХ КОТЛОВ
Галимов Ринат Шамильевич, Науменко Петр Александрович, Самсонова Людмила Васильевна, Файнштейн Анна Владимировна
Ведущие специалисты ЗАО НДЦ НПФ «Русская лаборатория», г. Санкт-Петербург
THE ESTIMA TION OF OPERA TING SAFETY AND REMAINING LIFETIME OF THE AIR-OIL BOILERS Galimov Rinat Shamil'evich, Naumenko Petr Aleksandrovich, Samsonova Ljudmila Vasil'evna, Fajnshtejn Anna Vladimirovna Lead specialists of ZAO NDC NPF «Russkaja laboratorija», Saint-Petersburg АННОТАЦИЯ
В статье рассматриваются аспекты оценки безопасности и технического состояния масловоздушных котлов. Даются рекомендации по составу визуального контроля. Приведена методика прочностных расчетов основных элементов конструкции масловоздушных котлов. Рассмотрены подходы к оценке остаточного ресурса масловоздушных котлов.
ABSTRACT
In the present paper there were considered problems of safety and integrity estimation of the air-oil boilers. There were given recommendations of the visual control scope. The method for the strength prediction of the air-oil boilers main elements was considered. The methods for the remaining lifetime of air-oil boilers were considered.
Ключевые слова: масловоздушные котлы, прочностной расчет, остаточный ресурс.
Keywords: air-oil boilers, strength prediction, remaining lifetime.
Масловоздушный котел представляет собой вертикальный сварной сосуд, состоящий из цилиндрической обечайки с двумя приварными эллиптическими днищами, оснащенный платиками для соединения с трубопроводом. Сосуд установлен на опорные стойки. Сосуд предназначен для обеспечения безаварийной работы генератора. По своей сути масловоздушный котел является аккумулятором масла, находящегося под давлением. Давление масла в котле обеспечивается нагнетанием в котел воздуха компрессором. От соотношения воздуха и масла зависит конечное давление масла, подаваемого в генератор.
Масловоздушный котел, будучи сосудом, работающим под давлением, нуждается в периодической ревизии технического состояния. Согласно нормативам, осуществляются регулярные гидравлические испытания масловоздушных котлов при давлении, равном 1,25 рабочего. Рассмотрим подробнее вопросы технического освидетельствования масловоздушных котлов.
При проведении ревизии сосудов, работающих под давлением, согласно [2] осуществляется визуальный осмотр состояния конструкции, а также прочностной рас-
