WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

Значение относительной критической толщины твердой прослойки (рис.9), при которой она полностью будет вовлечена в пластическую деформацию, определяется с (Кв -1) кр =, (2) т с 4(Кв -1)Кв на основании экспериментов с1,0.

Кружочки на рис. 8 соответствуют экспериментальным значениям кр, полут ченным методом муаровых полос. Треугольниками (для пластин) и квадратами (для сосудов) отмечены значения критической толщины твердых прослоек, полученные непосредственно замером остаточных деформаций в твердых прослойках натурных сварных соединений из стали 15Х5М.

Таким образом, несмотря на то, что номинальные напряжения в сварном сок единении меньше предела текучести тверр Т дого металла, прослойка полностью вовлекается в пластическую деформацию. В свя0.7 зи с этим трещиностойкость твердой прослойки может быть выше, чем образца, из0.готовленного из металла с такими же исходными свойствами. Кроме того, умень0.2 шение объема закаленного металла снижает вероятность возникновения технологических трещин, уменьшаются их размеры и 1 2 3 K В область распространения.

Рис. 8. Зависимости критической относительной толщины Чем шире зона мартенситных претвердой прослойки кр от т вращений, тем больше и объемы металлов, коэффициента механической неоднородности Кв: 1- значения по подверженных термодеформационным изформуле (2); 2- по А.А. Шатову.

менениям при сварке, следовательно, тем выше и суммарные напряжения структурно неравновесного состояния в этих участках.

Сужение закалочных участков приводит к уменьшению суммарных внутренних напряжений (свободной энергии) в зонах сварного соединения.

После проведения процесса термической обработки продуктового змеевика печи выполнено повторное обследование технического состояния печи.

Проведены внешний визуальный осмотр и ревизия труб змеевика, крепежа, футеровки и металлоконструкций печи. Видимых дефектов не обнаружено. Замерена твердость металла труб, калачей, сварных соединений и основного металла всех труб радиантной секции и труб 1 и 2 ряда конвекционной секции. Значения твердости находятся в допустимых нормативных пределах.

Проведена выборочная ультразвуковая и радиационная дефектоскопия сварных соединений. Недопустимых дефектов не обнаружено. Замерены толщины стенок труб и калачей. Скорость коррозии элементов змеевиков не превышает 0,1мм/год.

Выполнена вырезка участков труб радиантной секции со сварным стыком для оценки физико-механических свойств, металлографических исследований и восстановления свойств после термической обработки. Прочностные и вязкопластические свойства металла труб и сварных соединений находятся в пределах нормативных требований.

Результаты проведенного обследования технического состояния футеровки, металлоконструкции и труб змеевиков, исследования свойств металла и сварных соединений, расчеты на прочность и гидравлическое испытание змеевика позволили продлить срок безопасной эксплуатации нагревательной печи.

Четвертая глава посвящена рассмотрению основных вопросов оценки технического состояния змеевиков трубчатых печей с использованием традиционных методов неразрушающего контроля и с помощью экспресс-метода магнитной памяти металла.

Основные физические эффекты, сопровождающие механизм разрушения металла: механические, тепловые, ультразвуковые, магнитные, электрические и электромагнитные. Отсюда следует, что, используя один или одновременно несколько параметров контроля, отображающих перечисленные эффекты, представляется возможность наиболее объективно оценивать напряженно-деформированное состояние (НДС) объекта контроля.

Метод магнитной памяти металла представляет принципиально новое направление в технической диагностике. Это второй после акустической эмиссии (АЭ) пассивный метод, при котором используется информация излучения конструкций. При этом ММП, кроме раннего обнаружения развивающего дефекта, дополнительно дает информацию о фактическом напряженно-деформированном состоянии объекта контроля и выявляет причину образования зоны концентрации напряжений - источника развития повреждения.

Основные принципы и критерии ММП изложены в отдельных работах Дубова А.А. и других.

Для количественной оценки уровня концентрации напряжений определяется градиент (интенсивность изменения) нормальной составляющей напряженности магнитного поля Нр при переходе через линию КН (линию Нр=0).

В соответствии с предложенным методом контроля магнитной памяти места, характеризующиеся сменой знака поля Нр или с нулевым значением этого поля, являются наиболее опасными местами, где концентрации напряжений от действующих нагрузок (изгибающих, крутящих и т.п.) могут достигать критического значения.

Следовательно, в этих местах контролируемых сварных стыков могут иметь место различные дефекты и повреждения технологического и эксплуатационного характера.

С помощью данного метода было проведено обследование змеевика трубчатой печи: камера радиации – в объеме 100% и в доступных местах камеры конвекции.

Обнаруженные зоны концентрации напряжений в сварных стыках изображены на рис. 10.

Для идентификации повреждений в наиболее напряженных участках сварных соединений был проведен их контроль другими неразрушающими методами. В этих стыках были обнаружены скопления пор и подрезы в корне шва в допустимых пределах.

З Н К З К Н З Н К ++12 +++15 +- 30 - 30 З Н К +10 - 14 +З Н +К +20 - 16 - 16 +2 ++2 +стык № 1 стык №2 стык №а) до проведения объемной термической обработки +16 +8 +7 +5 +9 3 +11 +11 +10 ++12 +3 +9 +10 +2 +7 +8 +14 3 +10 стык № 1 стык №2 стык №б) после проведения объемной термической обработки Рис. 9. Результаты контроля отдельных стыков змеевика трубчатой печи:

ЗКН – зоны концентрации напряжений Как видно по эпюрам (рис. 9), зоны концентрации напряжений после проведения термической обработки отсутствуют. Это является еще одним ярким подтверждением положительного влияния проведенной термической обработки по выбранному технологическому режиму на сварные соединения.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ 1. Разработана технология восстановления работоспособности охрупченных участков трубчатого змеевика из жаропрочной закаливающейся стали 15Х5М.

Установлено, что при пожаротушении температура нагрева охрупченных участков труб змеевика соответствовала области верхних критических температур.

Показана возможность восстановления работоспособности крупногабаритного продуктового трубчатого змеевика нагревательной печи в производственных условиях нефтеперерабатывающего завода без демонтажа.

2. Разработана технология термической обработки трубчатого змеевика из стали 15Х5М после температурного воздействия пожара. Высокий отпуск предусматривает нагрев при температуре 650-680С для закаленных участков труб и 500-550С для участков с аустенитнитными швами.

3. На базе основных положений механики твердого деформируемого тела и выполненного анализа напряженного состояния выявлены закономерности формирования в твердых участках сварных соединений трубчатых печей из стали 15Х5М специфических полей напряжений с пониженными значениями отношения шаровой к девиаторной части их тензора в сравнении с одноосным растяжением, которые описаны соответствующими расчетными формулами.

4.Впервые в отечественной практике нефтеперерабатывающих предприятий разработан технологический процесс, внедренный в производственных условиях ОАО «НУНПЗ», выполнения объемной термической обработки крупногабаритного змеевика нагревательной трубчатой печи из жаропрочной хромомолибденовой стали с нагревом от собственных горелок со значительным технико-экономическим эффектом.

5. Полученные после термической обработки механические свойства основного металла и сварных соединений обеспечивают возможность безопасной эксплуатации трубчатой печи. При этом твердость закаленных участков труб снижается до нормативных значений и происходит образование равновесной структуры металла с повышенными прочностными и вязкопластическими свойствами.

6. Предложено для раннего выявления дефектов змеевика нагревательной трубчатой печи использование экспресс-метода диагностики, основанного на магнитной памяти металла. Данный метод был включен в методику оценки технического состояния и определения срока эксплуатации трубчатых печей нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств, утвержденную АООТ "ВНИИнефтемаш".

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

1. Халимов А.Г., Хусаинов З.М., Габбасов Д.Ф., Шарафиев М.Р., Исмагилов М.А., Якубенко Ю.А. Обеспечение безопасности эксплуатации трубчатых печей // Обеспечение промышленной безопасности производственных объектов топливноэнергетического комплекса Республики Башкортостан: Материалы Второго научнотехнического семинара / Редкол.: В.Я. Кершенбаум и др. – Уфа: Изд-во УГНТУ, 1999. - С.159-161.

2. Халимов А.Г., Габбасов Д.Ф., Якубенко Ю.А., Халимов А.А. Проблемы обеспечения надежности трубчатых печей нефтепереработки // Обеспечение работоспособности нефтяной аппаратуры и трубопроводов: Сб. науч. тр. – Уфа: Изд-во УГНТУ, Техинком 2000. - С.117-126.

3. Халимов А.Г., Халимов А.А., Габбасов Д.Ф., Зайнуллин Р.С. и др. Методика оценки технического состояния и определения срока эксплуатации трубчатых печей нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств. - М.: Изд-во АО ОТ "ВНИИнефтемаш", 2000. - 14 с.

4. Халимов А.Г., Габбасов Д.Ф. Восстановление механических свойств металла труб змеевика печи проведением объемной термообработки // В кн.: Наука и технология углеводородных дисперсных систем: Материалы II Междунар. симпозиума. - Уфа, 2000. - С.178-180.

5. Габбасов Д.Ф., Халимов А.Г., Хисматуллин А.Р., Мустафин У.М. Использование метода магнитной памяти металла при диагностировании трубчатых печей и газопровода // Диагностика оборудования и конструкций с использованием магнитной памяти металла: Материалы II междунар. науч.-техн. конф. - М.: 2001. С.212-213.

6. Халимов А.Г., Габбасов Д.Ф., Хисматуллин А.Р., Фаизов И.Ф. Анализ результатов термообработки змеевика печи // Проблема нефти и газа: Тез. докл. III Конгресса нефтепромышленников России. - Уфа: Реактив, 2001. – С. 320.

7. Халимов А.Г., Габбасов Д.Ф., Хисматуллин А.Р., Фаизов И.Ф. Особенности диагностирования надземных переходов газопровода // Проблема нефти и газа: Тез.

докл. III Конгресса нефтепромышленников России. - Уфа: Реактив, 2001. – С. 321.

8. Халимов А.Г., Габбасов Д.Ф., Хайруллин А.Р. Ремонт нефтегазохимического оборудования из стали 15Х5М // Тез. докл. 53-й науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. – Уфа: Изд-во УГНТУ, 2002.

9. Халимов А.Г., Габбасов Д.Ф. Ремонтная полуавтоматическая сварка змеевиков трубчатых печей // Проблемы строительного комплекса: Тез. докл. 6-й Международной научно-технической конференции. – Уфа: Изд-во УГНТУ, 2002.

10. Халимов А.Г., Габбасов Д.Ф. Ресурсосберегающая технология сварки технологических трубопроводов из стали 15Х5М // Промышленная и технологическая безопасность: проблемы и перспективы: Сб. науч. тр. – Уфа: ГУП «Уфимский полиграфкомбинат», 2002. – С.177-180.

11. Халимов А.Г., Габбасов Д.Ф., Хисматуллин А.Р., Фаизов И.Ф. Внедрение в учебный процесс современных методов технического диагностирования потенциально опасных объектов. – Уфа: Изд-во УГНТУ, 2002.

12. Халимов А.Г., Зайнуллин Р.С., Халимов А.А., Ибрагимов И.Г., Габбасов Д.Ф., Вахитов А.Г. Ресурсосберегающая технология изготовления и ремонта нефтегазохимического оборудования из жаропрочных хромистых сталей // Нефтегазовое дело. – Уфа: Изд-во УГНТУ, 2003. - Т.1 – С. 279 – 289.

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»