CC BY
33
УДК 620.193.4
Моисеева Н.А., Василенко О.А.
ВЫБОР МАТЕРИАЛА ТРУБОПРОВОДА С УЧЁТОМ ВОЗДЕЙСТВИЯ АГРЕССИВНЫХ СРЕД
Моисеева Надежда Анатольевна, бакалавр кафедры инновационных материалов и защиты от коррозии, e-mail: nadya5mo@bk.ru;
Василенко Оксана Анатольевна, к.т.н., доцент кафедры инновационных материалов и защиты от коррозии, e-mail:4428569@mail.ru;
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, 125047, Москва, Миусская пл. д. 9
В работе проведён анализ и возможность применения метода комплексной оценки свойств конструкционного материала при его подборе на примере конкретной судовой трубопроводной системы пожаротушения плавающего средства забортной морской водой.
Ключевые слова: метод комплексной оценки, коррозионная стойкость, трубопровод, алгоритм.
SELECTIONOF PIPELINE MATERIAL TAKING INTO ACCOUNT THE INFLUENCE OF AGGRESSIVE MEDIA
Moiseeva Nadezhda, bakalavr of innovative materials and corrosion protection, e-mail: nadya5mo@bk.ru; D.I.MendeleevUniversity of Chemical Technology., 125047, Moscow, Miusskaya PL. 9
Vasilenko Oksana, Ph. D., associate Professor of innovative materials and corrosion protection, e-mail:4428569@mail.ru; D.I.MendeleevUniversity of Chemical Technology., 125047, Moscow, Miusskaya PL. 9
The analysis and possibility of applying the method of complex evaluation of the properties of the structural material during its selection by the example of a specific ship's pipeline fire extinguishing system for floating equipment with seawater are analyzed.
Key words: method of integrated assessment, corrosion resistance, pipeline, algorithm.
Трубопроводы осуществляют транспортирование веществ различной природы и состава на расстояния, начиная между ближайшими аппаратами на производстве, до расстояний в несколько тысяч километров. Они используются в системах городского, промышленного водоснабжения, в химической, нефтеперерабатывающей и фармацевтической промышленности, в авиа-, атомной и ракетно-космической технике и др. На стоимость трубопроводов приходится около четверти стоимости всего оборудования предприятия, а стоимость монтажа трубопроводов от всего объёма монтажных работ составляет более половины.
Основной проблемой при добыче, транспортировки и переработки отраслевой продукции служит отказ или разрушение трубопроводов по причине коррозии. Коррозионные и механические воздействия являются главными факторами, нарушающими их работу. Опасность коррозии и выхода из строя трубопроводов заключает в себе не только экономические потери предприятий, но и широкомасштабные ущербы окружающей среде, животным и людям, потери природных ресурсов.
Первый шагом в комплексной защите труб от коррозии является выбор материала, из которого будет изготовлена труба. Это обеспечивает безопасность работы объекта, надёжность и экономически оправданный период эксплуатации. Существует, так называемая, прибавка на коррозию, которая добавляется к расчётным размерам конструкции, но она не всегда даёт желаемую защиту [1].
Многообразие условий эксплуатации
трубопроводных систем усложняет расчёт конкретных систем. Прежде всего эти трудности связаны с низкой информативностью (а иногда и полным отсутствием
информации) по эксплуатационным свойствам материалов, в частности - по коррозионной стойкости. Поэтому, нет единого правила подбора материала для конкретных условий эксплуатации, так как совокупность всех факторов влияет по-разному на один и тот же материал, как и каждый фактор по отдельности [2, 3].
В работе проведён анализ и возможность применения метода комплексной оценки свойств конструкционного материала при его подборе на примере конкретной судовой трубопроводной системы пожаротушения плавающего средства забортной морской водой.
Алгоритм метода комплексной оценки свойств конструкционного материала приведён на схеме [4].
Рис. 1. Алгоритм подбора конструкционных материалов
На первом этапе были собраны сведения о соответствующих требованиям коррозионной
коррозионной стойкости 19 материалов в морской стойкости в морской воде (представлены в таблице)
среде. Учитывая особенности каждого материала [4,5]: были выбраны несколько позиций,
Таблица 1. Скорости коррозии материалов в морской воде
Материал Класс Химический состав Скорость коррозии, мм/год
СтЗсп Сталь конструкционная углеродистая обыкновенного качества Ее 97; С 0,14-0,22; 0,15-0,3; Мп 0,4-0,65; Б до 0,05; Р до 0,04;№ до 0,3; Сг до 0,3; Си до 0,3; N до 0,008; А8 до 0,08 0,5935
Ст10 Сталь конструкционная углеродистая качественная Ее 98; С 0,07-0,14; БЮ,17-0,37; Мп 0,35-0,65; Б до 0,04; Р до 0,035; N1 до 0,25; Сгдо 0,15; Си до 0,25; А8 до 0,08 0,0715
А1Б1 316Ь (03Х17Н14М2) Сталь коррозионно-стойкая обыкновенная Ее 61; С до 0,03;Б1 до 0,75; Мп до 2; Б до 0,03; Р до 0,045; N1 10-14; Сг 16-18; Мо 2-3 0,0076
М3 Медь Cu+Ag 99,5;Ее до 0,05; N1 до 0,2; Б до 0,01; А8 до 0,01; РЬ до 0,05; О до 0,08; БЬ до 0,05; В1до 0,003; Бпдо 0,05 0,05
МНЖМц11-1,1- 0,6 Медно-никелевый сплав типа мельхиор Си 64,4-70; С до 0,05; Б1до 0,15; Мп до 0,6; Б до 0,01; Р до 0,01; №+Со10-12; Fe до 1,1; 7п до 0,5; РЬ до 0,05 0,03
МНЖ5-1 Медно-никелевый сплав Си90,6-93,7; С до 0,03; до 0,15; Мп 0,3-0,8; Б до 0,01; Р до 0,04; №+Со 5-6,5; А8 до 0,01; Ее 11,4; 7п до 0,5; БЬ до 0,005; РЬ до 0,005;В1 до 0,002; Бп до 0,1 0,02
Л0Мш70-2-0,05 Латунь сложнолегированная, обрабатываемая давлением Си 69-71; 7п 27,44-29,9; Р до 0,01; А80,025-0,06; БЬ до 0,005;РЬ до 0,07; В1 до 0,002; Бп до 2 до 0,007
БрАЖМц10-3-1,5 Бронза безоловянная, обрабатываемая давлением Си 83-88; А1 9-11; Ее 2-4; Мп 1-2; А8 до 0,01; БЬ до 0,002; Бп до 0,1; до 0,1; N1 до 0,5; РЬ до 0,03; Р до 0,1; 7п до 0,5 0,0097
ПЭ100 Полиэтилен низкого давления (ПНД) SDR 13,6 непластифицированный полиэтилен не растворяется
Все эти материалы пригодны для эксплуатации в качестве трубопровода перекачки морской воды и с точки зрения механической прочности (этап второй) [4].
На третьем этапе была проведена оценка технологических свойств выбранных
конструкционных материалов [6].
Лучшим показателем «долговечность - цена» с учётом эксплуатации на долгий срок обладают трубы из полиэтилена ПЭ100, латуни Л0Мш70-2-0,05, бронзы БрАЖМц10-3-1,5, стали Ст10 и нержавеющей стали А!Ш 316Ь (четвёртый этап).
Анализируя влияние дополнительных параметров на выбор конструкционного материала (этап 5) был выбран «победитель». Это сплав из бронзы БрАЖМц10-3-1,5. Именно ему отдают предпочтение при изготовлении систем пожаротушения с забором морской воды на плавающих средствах, что даёт возможность говорить о возможности применения метода комплексной оценки свойств конструкционного материала при его выборе в качестве основного материала конкретной работающей системы.
Список использованной литературы
1. Жуков А. П., Абрашов А. А., Мазурова Д. В., Ваграмян Т. А. Материаловедение: учеб. пособие/ Жуков А. П., Абрашов А. А., Мазурова Д. В., Ваграмян Т. А., М.: РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2011.-138 с.
2.Таранцева К. Р., Пахомов В. С. Комплексный подход к выбору материалов эксплуатируемых в условия коррозионных сред // Коррозия: материалы, защита. 2009. №5. С. 17-20.
3. Жуков А. П., Каграманов Г. Г. Методические указания по подбору конструкционных материалов при проектировании. - М.: МХТИ им. Д. И. Менделеева, 1986. - 48 с.
4. Жуков А. П. Основы материаловедения. Часть 1. Металловедение: Учебное пособие / РХТУ им. Д. И. Менделеева. М.: 1999. - 155с.
5. В. Карпов, Ю. Ковальчук, И. Ильин, О. Полтаруха. Комплексный подход к защите от морского обрастания и коррозии. М.: Т-во научных изданий КМК. 2007. 152 с.
6. Фетисов Г. П. Карпман М. Г., Матюнин В. М., Гаврилюк В С., Соколов В. С., Соколова Н. Х, Тутатчикова Л. В., Спирихин И. П., Гольцов В., А. Материаловедение и технология металлов [Текст] : Учебник для вузов / Г.П. Фетисов , М.Г. Карпман , В.М. Матюнин ; Ред. Г.П. Фетисов, 2001. - 638 с.
