3 Обеспечение надежности и безопасной эксплуатации автоклавов в производствах строительных материалов

3 Обеспечение надежности и безопасной эксплуатации автоклавов в производствах строительных материалов


Название3 Обеспечение надежности и безопасной эксплуатации автоклавов в производствах строительных материалов
страница1/5
ТипДокументы
rykovodstvo.ru > Руководство эксплуатация > Документы
  1   2   3   4   5
#G03. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАДЕЖНОСТИ ОБЪЕКТОВ КОТЛОНАДЗОРА
3.1. Обеспечение надежности и безопасной эксплуатации автоклавов в

производствах строительных материалов
3.1.1. Устройство и условия работы автоклавов
Автоклавы представляют собой горизонтальный сосуд (рис. 3.1) диаметром 2000, 2600, 3600 мм и длиной до 40000 мм, снабженный одной или двумя быстросъемными крышками. Обрабатываемые материалы загружают в автоклав на вагонетках, для чего автоклав снабжен рельсовым путем. У автоклавов (тупиковых), имеющих быстросъемную крышку, загрузку и выгрузку материалов производят с одной стороны. В автоклавах (проходных) с двумя быстросъемными крышками загрузку осуществляют с одной стороны, а выгрузку - с противоположной.
Работа автоклавов осуществляется циклично; продолжительность цикла определяется видом обрабатываемых материалов и параметрами используемого пара. Известно, что повышение давления насыщенного пара влечет сокращение времени автоклавной обработки материалов, в связи с чем уменьшается продолжительность цикла и увеличивается производительность труда.
Циклический характер работы автоклавов связан с периодически изменяющейся нагрузкой на металл корпуса и крышек. При этом нагрузка определяется воздействием внутреннего давления, весом обрабатываемых материалов и температурными напряжениями, обусловленными неравномерным температурным полем по поперечному сечению корпуса.
Напряжения в стенках автоклава действуют при температуре до 170-200 °С (в зависимости от рабочего давления), которая также изменяется циклически. Величина суммарных напряжений возрастает в местах их концентрации (по контуру приварки опорного уголка, в зоне перехода от цилиндрической обечайки к фланцу, в местах неплавных переходов от корпуса к усилению сварного шва, глубоких непроваров, подрезов). Она существенно возрастает при защемлении опор, в случае прогиба корпуса из-за просадки фундаментных опор, а также из-за увеличения разницы температур более 45 °С между верхней и нижней образующими корпуса автоклава.




Рис. 3.1. Устройство горизонтального тупикового (а) и проходного (б) автоклава: 1 - корпус автоклава; 2 - крышка; 3 - гидропривод открывания - закрывания крышки; 4 - гидропривод поворота байонетного кольца; 5 - байонетное кольцо

Таким образом, оболочка автоклава может работать в области напряжений, значительно превосходящих расчетные и при стечении обстоятельств, даже превосходящих предел текучести в отдельных точках. Последнее подтверждается данными тензометрирования и анализом причин появления пластических деформаций и нарушения прочности оболочек.
Исследованиями установлено, что напряжения в стенках автоклава от веса обрабатываемых материалов соизмеримы с напряжениями от внутреннего давления. Напряжения от неравномерности температурного поля определяются разностью температуры по толщине стенки автоклава, определяемой скоростью прогрева (охлаждения) при пуске его в работу (или при останове), а также разностью и законом распределения температур между отдельными его частями. Определяющее значение здесь имеет перепад температур между верхней и нижней образующими корпуса, хотя не следует упускать из вида и возможную разность температур между другими элементами, например между рельсами и корпусом.
Выполнение рельсового пути приваренным к подрельсовым опорам в ряде случаев явилось причиной образования трещин в сварных соединениях опор с корпусом автоклава вследствие повышенных напряжений, обусловленных разностью температур между ним и рельсами. Возникновение напряжений вследствие разности температур объясняется следующим. Под действием температуры при отсутствии жесткой связи между отдельными элементами длина их изменяется в соответствии с законом линейного расширения. В случае разницы температур между наружной и внутренней поверхностями стенки или между верхней и нижней образующими корпуса наиболее нагретые слои стремятся удлиниться на большую величину, чему препятствуют менее нагретые слои. В результате получается, что элементы, имеющие температуру выше соседних, испытывают напряжения сжатия, а в более холодных элементах возникают напряжения растяжения.
Величина этих напряжений зависит от разности температур в детали и в упругой области может быть определена по формуле:

где - коэффициент линейного расширения; Е - модуль упругости; - градиент температуры; - коэффициент Пуассона.
Приведенное выражение для стали 15К, из которой изготовляют автоклавы, в диапазоне температур 20-200 °С примет вид ( = 0,27, Е = 2,1 МПа при 20 °С, Е = 1,99 МПа при 200° С, = 12,6 при 20-200 °С):
МПа.
Подставив значение градиента температуры (перепада температур), можно оценить влияние температурной неравномерности на общее напряженное состояние. При этом надо иметь в виду, что напряжения в металле от неравномерности температурного поля в расчете на прочность автоклава не учитываются.
Снижение температурного перепада может быть достигнуто своевременной очисткой автоклава от загрязнений, обеспечением непрерывного отвода конденсата и поддержанием тепловой изоляции в исправном состоянии.
Наличие температурного перепада между верхом и низом связано с неодинаковыми линейными удлинениями и определяемым ими изгибом корпуса в сторону поверхности с большей температурой. Циклически повторяясь, изгибные деформации ведут к возникновению в корпусе усталостных трещин. Это можно проиллюстрировать следующим примером. На заводе ЖБИ проходные автоклавы были установлены на открытом воздухе с размещением в помещении только загрузки. Тепловая изоляция находилась в неудовлетворительном состоянии, автоклавы наполовину были завалены отходами строительных материалов, подвижные опоры их защемлены. При загрузке и выгрузке автоклавов не уделялось внимания исключению в них сквозняков, приводящих к повышенной температурной неравномерности, особенно в зимнее время. После непродолжительной эксплуатации в таких условиях при очередном техническом освидетельствовании инспектором котлонадзора в стенках шести автоклавов были обнаружены трещины. Принятыми мерами удалось предотвратить возможные аварии с тяжелыми последствиями.
Особенностью эксплуатации автоклавов является также и то, что подаваемый для пропарки материалов пар при конденсации растворяет соли, содержащиеся в сырце. Химический анализ автоклавного конденсата свидетельствует о его щелочном характере. Щелочность конденсата колеблется в широких пределах (). В конденсате отмечено наличие анионов ОН, Сl, SiO, NO, SO и др., что предопределяет протекание процессов электрохимической коррозии в слабом растворе щелочи при высокой температуре. Электрический ток возникает между анодными и катодными участками; анодом является стенка автоклава, а катодами - химически менее активные включения. Разность потенциалов возникает при контакте неоднородных металлов, а также между различными структурными составляющими одного и того же металла. Это говорит о том, что коррозионные повреждения металла автоклавов являются типичным эксплуатационным дефектом.
Кроме того, щелочной характер конденсата вызывает растрескивание металла по границам зерен. При наличии в зоне скопления конденсата локальных дефектов (подрезы, чрезмерные усиления по высоте в сварных швах, царапины от троса и т. п.), являющихся концентраторами напряжений, а также повышенных напряжений в корпусе автоклава от действующих нагрузок, в щелочной среде возникает межкристаллитная коррозия (каустическая хрупкость). Наличие ее установлено исследованиями, выполненными Московским высшим техническим училищем им. Баумана (в настоящее время - МГТУ).
При осмотрах автоклавов, в которых обрабатываются изделия на базе вяжущего и песка, содержащих стимуляторы коррозии (например, хлор или сульфат или их сочетание) даже в незначительных количествах, в металле обнаруживаются язвы и разъедания пятнами. Хлор-ионы и сульфаты в отличие от щелочей образуют видимые на поверхности (после удаления из углублений продуктов коррозии черного цвета) глубокие язвы или плоскодонные каверны, или то и другое. Растворы, содержащие хлор-ионы, сильно понижают усталостную прочность сталей и тем сильнее, чем выше концентрация хлор-иона. Хлориды вызывают питтинговую коррозию в виде отдельно расположенных глубоких язв, плотность расположения которых со временем увеличивается. Наличие в металле растягивающих напряжений неизменно ведет к постепенному перерождению округленного питтинга в коррозионную трещину. Коррозионный питтинг служит концентратором напряжения.
Совершенно противоположное действие вызывают сульфат-ионы; они повышают устойчивость металла к коррозионному растрескиванию. Как стимуляторы коррозионного процесса сульфид- и сульфат-ионы практически полностью устраняют анодную поляризуемость стали. Оба они облегчают катодный процесс. Так, на автоклавах одного из заводов в присутствии сульфат-ионов поверхность металла в межрельсовой части была изрыта сплошными, без промежутков, плоскодонными кавернами глубиной до 5-7 мм. По своему внешнему виду это напоминало растворение стали в кислоте. Однако трещин в межрельсовой зоне, как показала техническая диагностика, не обнаружено.
Если отдельно расположенные язвы, вызванные действием хлора, распространяются в основном в глубь металла, то поражения от действия сульфата распространяются по площади. Присутствие ионов сульфата подавляет действие хлора. Если соотношение ионов сульфата к хлору превышает 5, то трещин не образуется.
3.1.2. Меры по обеспечению безопасной эксплуатации автоклавов
В соответствии с "Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением" [1], автоклавы оснащают манометрами, предохранительными клапанами и сигнально-блокировочными устройствами, исключающими возможность подачи в сосуд давления при неполном закрытии крышки и открывания ее при наличии в сосуде давления.
В связи с имевшими место авариями при эксплуатации автоклавов на основании анализа их причин и с учетом рекомендаций научно-исследовательских институтов находящиеся в эксплуатации автоклавы (дополнительно к регламентированным указанными выше правилами) оснащают следующими приборами и устройствами:
замками с ключом-маркой;
приборами для контроля температурного режима, в том числе приборами для контроля перепада температур между верхней и нижней образующими корпуса;
реперами для контроля за тепловыми перемещениями и противоугонными устройствами роликов подвижных опор;
устройствами непрерывного отвода конденсата;
катодной защитой (только для автоклавов, применяемых в производстве строительных материалов).
Перечисленные устройства должны быть выполнены в соответствии с техническими решениями завода-изготовителя или по согласованным с ним проектным решениям.
Оснащению катодной защитой подлежат не все автоклавы. Критерием применения катодной защиты является коррозионность конденсата, обуславливаемая наличием в нем растворенных веществ, вымываемых из обрабатываемых материалов. Если удельное сопротивление автоклавного конденсата менее 100 Ом·м, автоклав подлежит оснащению катодной защитой. Результаты замеров удельного сопротивления конденсата в виде актов должны храниться вместе с паспортами автоклавов. В тех случаях, когда катодная защита не устанавливается, периодически должны производиться замеры удельного сопротивления конденсата. Периодичность замеров устанавливается главным инженером предприятия в зависимости от стабильности состава и качества обрабатываемых материалов, а также стабильности технологического процесса.
При эксплуатации автоклавов предприятиям необходимо соблюдать следующие требования:
ответственность за соблюдение системы ключ-марка в сменах возложить на инженерно-технических работников (начальника смены, мастера);
проверки исправности блокировочных устройств, дистанционного управления, сигнализации, устройств непрерывного отвода конденсата, соблюдения обслуживающим персоналом положений системы ключ-марка, состояния подвижных опор, соблюдения рекомендаций завода-изготовителя по температурному режиму работы автоклавов, исправности катодной защиты проводить по специальным графикам инженерно-техническим работникам, ответственным за безопасную эксплуатацию автоклавов. Периодичность проверок устанавливает главный инженер предприятия, исходя из необходимости обеспечения надежной работы всего основного и вспомогательного оборудования, но не превышая десяти дней;
в технологическом процессе обработки материалов в автоклавах предусматривать время, необходимое для своевременной очистки внутренних поверхностей от загрязнений;
инструкцию по режиму работы и безопасному обслуживанию автоклавов разрабатывать с учетом специфики местных условий их работы на основе типовой конструкции [87]. В инструкции, в частности, должны быть отражены действия персонала по поддержанию безопасного температурного режима, обеспечению свободы тепловых перемещений при пусках и остановах автоклавов и контролю за отсутствием защемлений подвижных опор, осуществлению непрерывного отвода конденсата;
аттестацию персонала, обслуживающего автоклавы, производить только в комиссиях при профессионально-технических училищах или в учебных организациях и пунктах предприятий. В работе комиссии обязательно участие инспектора котлонадзора;
ежеквартально проводить детальное обследование условий безопасной эксплуатации автоклавов комиссиями предприятий с составлением соответствующего акта, утверждаемого руководством предприятия. Раз в год такое обследование должно проводиться с участием представителя вышестоящей организации. Копии акта и приказа по результатам обследований направлять в местный орган госгортехнадзора.
В процессе эксплуатации автоклавы должны подвергаться техническому диагностированию для определения возможности их дальнейшей эксплуатации. Указанное диагностирование следует проводить в соответствии с "Положением о системе технического диагностирования автоклавов" [93].
Заводы - изготовители автоклавов дополнительно к требованиям правил безопасности должны выполнять:
контроль всех стыковых сварных соединений, а также угловых соединений приварки штуцеров и патрубков с внутренним диаметром 100 мм и более - по всей длине просвечиванием проникающими излучениями или ультразвуковой дефектоскопией (это требование вошло в "Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением", утвержденных 27.11.87 г., и в последующие их редакции);
поставку автоклавов комплектно с сигнально-блокировочными устройствами, приборами контроля температурного режима и перепада температур между верхней и нижней образующими автоклава, устройствами непрерывного отвода конденсата, реперами для контроля тепловых перемещений, замками с ключом-маркой и устройством катодной защиты (только для автоклавов промышленности строительных материалов при подтверждении необходимости катодной защиты в заказе);
указывать в паспорте автоклава срок службы, а в инструкции по монтажу и эксплуатации автоклава - периодичность и объем контроля металла, который должен выполнять владелец автоклава в период срока службы, установленного заводом;
указывать в инструкции по монтажу и безопасной эксплуатации автоклавов наряду с другими сведениями допустимые скорости прогрева и охлаждения стенок при пуске и останове, а также допустимый перепад температур между верхней и нижней образующими автоклава.
  1   2   3   4   5

Похожие:

3 Обеспечение надежности и безопасной эксплуатации автоклавов в производствах строительных материалов iconКлассификация автоклавов
Правила безопасной эксплуатации лабораторных автоклавов в учреждениях Академии наук СССР

3 Обеспечение надежности и безопасной эксплуатации автоклавов в производствах строительных материалов icon«проектирование предприятий по производству строительных материалов...
Курс «Проектирование предприятий по производству строительных материалов и изделий» представляет собой неотъемлемую составную часть...

3 Обеспечение надежности и безопасной эксплуатации автоклавов в производствах строительных материалов iconПоставка материалов для обеспечения надежности электроснабжения в...
«Поставка материалов для обеспечения надежности электроснабжения в 4 кв. 2016 г.»

3 Обеспечение надежности и безопасной эксплуатации автоклавов в производствах строительных материалов iconТехническое задание на поставку строительных материалов
Федеральное государственное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт прикладной математики им. М. В. Келдыша Российской...

3 Обеспечение надежности и безопасной эксплуатации автоклавов в производствах строительных материалов iconПриказ об утверждении Правил по охране труда при производстве строительных материалов Приложение
Содержащиеся в Правилах требования устанавливают минимально допустимые уровни охраны и безопасности труда работников, участвующих...

3 Обеспечение надежности и безопасной эксплуатации автоклавов в производствах строительных материалов iconПриказ об утверждении Правил по охране труда при производстве строительных материалов Приложение
Содержащиеся в Правилах требования устанавливают минимально допустимые уровни охраны и безопасности труда работников, участвующих...

3 Обеспечение надежности и безопасной эксплуатации автоклавов в производствах строительных материалов iconПравила устройства и безопасной эксплуатации строительных подъемников пб 10-518-02. Литература
...

3 Обеспечение надежности и безопасной эксплуатации автоклавов в производствах строительных материалов iconПеречень документов, регламентирующих порядок эксплуатации спортивных...
Акт технического обследования спортивного сооружения в части эксплуатационной надежности и устойчивости строительных конструкций,...

3 Обеспечение надежности и безопасной эксплуатации автоклавов в производствах строительных материалов iconПб 463 Подготовка и аттестация лиц, ответственных за безопасное производство...
На какие подъемники распространяются Правила устройства и безопасной эксплуатации строительных подъемников?

3 Обеспечение надежности и безопасной эксплуатации автоклавов в производствах строительных материалов iconТехническое задание на поставку гидравлического инструмента
Обеспечение комфортного проживания жителей, сохранности жилищного фонда, эффективной эксплуатации, надежности и безопасности жилого...

3 Обеспечение надежности и безопасной эксплуатации автоклавов в производствах строительных материалов iconПубличный отчет государственного бюджетного образовательного учреждения...
Общая характеристика гбоу спо (ссуз) «Первомайский техникум промышленности строительных материалов», особенности его позиционирования...

3 Обеспечение надежности и безопасной эксплуатации автоклавов в производствах строительных материалов iconФедеральный горный и промышленный надзор россии постановление
Направить Правила устройства и безопасной эксплуатации строительных подъемников на государственную регистрацию в Минюст России

3 Обеспечение надежности и безопасной эксплуатации автоклавов в производствах строительных материалов iconПрофессиональный стандарт
Обеспечение безопасной эксплуатации лифтов в соответствии с требованиями технического регламента

3 Обеспечение надежности и безопасной эксплуатации автоклавов в производствах строительных материалов iconПрофессиональный стандарт
Обеспечение безопасной эксплуатации лифтов в соответствии с требованиями технического регламента

3 Обеспечение надежности и безопасной эксплуатации автоклавов в производствах строительных материалов iconЭлектровозов переменного тока
Окументации, действующих государственных стандартов, Правил технической эксплуатации железных дорог, действующих инструкций, материалов...

3 Обеспечение надежности и безопасной эксплуатации автоклавов в производствах строительных материалов iconПрименение магнезиально-шунгитовых строительных материалов для обеспечения электромагнитной
Показания к применению защитных экранирующих материалов в строительстве объектов и жилья


Руководство, инструкция по применению




При копировании материала укажите ссылку © 2018
контакты
rykovodstvo.ru
Поиск