Вопрос 18. Опасность коррозии материала оборудования и основные направления обеспечения ПБ

В процессе эксплуатации производственное оборудование подвержено агрессивному воздействию перерабатываемой технологической среды и окружающей среды. Взаимодействие материала оборудования со средой называется коррозией. В результате протекания самопроизвольного разрушения материала, вызванного коррозией, толщина стенок аппаратов и трубопроводов уменьшается. Одновременно изменяются механические свойства металлов: падает прочность и износостойкость, хладо- и красноломкость растет и увеличивается хрупкость. Качество хранимых или перерабатываемых в аппаратах продуктов ухудшается, так как они загрязняются продуктами коррозии. Некоторые продукты коррозии являются нестойкими, склонными к распаду соединениями, или пирофорными веществами. Из-за коррозии происходит большинство аварий и повреждений оборудования. Коррозия оборудования с пожаровзрывоопасными средами часто становится причиной пожаров и взрывов на технологических установках, так как уменьшение толщины стенок оборудования и изменение механических свойств материалов в результате коррозии трудно поддается контролю и протекает наиболее интенсивно в недоступных для осмотра местах.

Виды коррозии: химическая, электрохимическая(точечная, щелевая)

1.Технологическое оборудование и трубопроводы, предназначенные для эксплуатации в условиях контакта с коррозионно-агрессивными веществами, должны иметь техническую документацию завода-изготовителя, подтверждающую возможность их безопасной эксплуатации при проектных параметрах.

2. Расчетные значения толщин стенок технологического оборудования и трубопроводов, предназначенных для эксплуатации в условиях воздействия коррозионно-агрессивных веществ, должны приниматься из условия ограничения рабочих напряжений не более 0,4 нормативного предела текучести с учетом минусового допуска на изготовление.

3. Технологическое оборудование и трубопроводы, предназначенные для эксплуатации в условиях контакта с коррозионно-агрессивными веществами, должны быть оснащены приборами и устройствами для контроля за коррозией и коррозионным растрескиванием.

4. При проектировании технологического оборудования и трубопроводов необходимо предусматривать наличие герметичных систем ввода ингибиторов коррозии и других устройств для обеспечения возможности реализации антикоррозионных мероприятий.

5. Проектные решения должны обеспечить отсутствие в полостях оборудования и трубопроводов тупиковых и застойных зон коррозионно-агрессивных технологических сред и зон взаимного контакта разнородных металлов и сплавов.

6. Противокоррозионная защита при транспортировке.

7. Очистка продуктов от коррозионных и механических примесей, в том числе: нефтепродуктов от воды, природного газа от паров воды и высокомолекулярных углеводородов при транспортировке.

8. Очистка трубопровода от отложений при транспортировке.

9. Мониторинг износа труб и их состояния при транспортировке.

10. При наземном расположении оборудования- применение защитных покрытий

11. При подземном под линиями электро передач-применение катодной и протекторной защиты.

Вопрос 19. Определение количества горючих веществ, выходящих наружу при локальной разгерметизации технологического оборудования. Пожарная опасность локальной разгерметизации оборудования и способы обеспечения ПБ.

Локальное повреждение технологического оборудования -образование трещин, сквозных отверстий от коррозии, прогаров теплообменной поверхности, нарушение целостности фланцевых соединений-приводит к выходу продукта под давлением в виде струй пара, газа или жидкости.

Аппараты с жидкостью. Масса выходящей наружу жидкости:

, где коэф. расхода в пределах 0,45-0,85; f-сечение отверстия, через которое вещество выходит наружу, w-скорость истечения вещества из отверстия, -плотность вещества, -длительность истечения(120с – при автоматическом отключении, 300с – при ручном отключении).

, где g -ускорение свободного падения, H -приведенный напор, под действием которого происходит истечение жидкости через отверстие

Если самотеком: , где -избыт.давление среды в аппарате над поверхностью жидкости( =р -1*10 ), плотность жидкости при рабочей температуре.

Длительность испарения жидкости: =min , где W-интенсивность испарения(ее находят экспериментально или в литературе)

Если жидкость нагрета выше температуры окруж.среды, то:W= , коэф.учитывающий скорость и температуру воздушного потока в производственном помещении над поверхностью испарения(определяют по таблице и значению скорости движения воздуха), М-молекулярная масса вещества, р -давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости.

Скорость движения воздуха вдоль поверхности жидкости: , где А -кратность аварийной вентиляции, l-длина помещения.

Давление насыщенного пара(по формуле Антуана): , где А,В,С-константы Антуана, t -расчетная температура жидкости: t =0,5(), где -рабочая температура жидкости в аппарате, -максимально возможная температура воздуха в помещении в соответствии с климатической зоной или максимально возможная температура воздуха по технологическому регламенту с учетом возможного повышения температуры в аварийной ситуации.

Масса паров:

Аппарат с горючим газом: -докритический режим истечения:

-для критического режима истечения:

, где Рс-давление окружающей среды(Рс=Рбар), Ркр-критическое давление:

, где К- показатель адиабаты, R-универсальная газовая постоянная(8314,31)

Пожарная опасность:

Выход горючих веществ из аппаратов при авариях и повреждениях представляет наибольшую пожарную опасность, так как при этом наружу выходит большое количество горючего, вызывая опасное скопление паров и газов в помещениях, загазованность открытых территорий, разлив жидкостей на больших площадях.

Взрывы и пожары в этих случаях приносят огромные материальные убытки и сопряжены с гибелью людей.

При повреждениях и авариях аппаратов характерны следующие особенности:

· большое количество выходящих наружу горючих веществ;

· быстрое нарастание горючих концентраций в помещениях и даже на открытых территориях;

· возможность воспламенения паров или газов, выходящих наружу веществ.

Основные случаи, которые имеют место на практике:

1. Выходящие наружу из поврежденного аппарата вещества нагреты выше температуры самовоспламенения:

В этом случае при контакте с воздухом произойдет их загорание и образуется устойчивый факел горящего газообразного продукта или разлившейся жидкости.

2. Выходящие наружу из поврежденного аппарата вещества нагреты ниже температуры самовоспламенения, но выше температуры вспышки:

В этом случае загорание при контакте с воздухом не произойдет.

Но будет происходить образование горючих концентраций паров с воздухом.