Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников образовательных учреждений среднего профессионального образования по специальности 2505
Скачать 0.86 Mb.
|
| Тема 2.5 Коррозионный износ оборудования и способы защиты от коррозии Студент должен: знать: - основные виды коррозии в нефтегазопереработке; - способы защиты аппаратуры и оборудования от коррозии. Коррозионная активность нефтей. Химический и электрохимический механизм коррозионного процесса. Основные виды коррозии в нефтегазопереработке: сернистая и сероводородная во влажной среде, высокотемпературная сернистая, хлористоводородная, водородная, коррозия нафтеновыми кислотами, газовая. Мероприятия и способы защиты аппаратуры и оборудования от коррозии: конструктивные (применение стойких материалов, биметалла, покрытий), технологические (сортировка и подготовка нефтей, использование реагентов-нейтрализаторов, применение ингибиторов). Методические указания По химическому составу нефть представляет собой сплошную смесь углеводородов различной молекулярной массы и строения с примесью, иногда значительной, серо -кислород - азотсодержащих соединений и смолистых веществ. В состав нефти входит также пластовая вода, содержащая различные соли, преимущественно хлориды и гидрокарбонаты натрия, кальция, магния, карбонаты и сульфаты. Соли, содержащиеся в пластовой воде, способны вызывать общую или локальную коррозию оборудования электрообессоливающих установок (ЭЛОУ). При перегонке нефти в результате разложения сернистых соединений образуется сероводород, который в сочетании с хлористым водородом является причиной наиболее сильной коррозии аппаратуры. Разрушение металлических аппаратов, конструкций, трубопроводов и других металлических изделий может быть вызвано различными причинами. Однако основной причиной вызывающей коррозионное разрушение металлов и сплавов, является протекание на их поверхности электрохимических или химических реакций вследствие воздействия внешней среды. В зависимости от характера этих реакций коррозионные процессы происходят по двум механизмам — электрохимическому и химическому. К химической коррозии относятся процессы, протекающие при непосредственном химическом взаимодействии между металлом и агрессивной средой и не сопровождающиеся возникновением электрического тока. К электрохимической коррозии относятся коррозионные процессы, протекающие в водных растворах электролитов, влажных газах, расплавленных солях и щелочах. При электрохимической коррозии процесс растворения металла сопровождается появлением электрического тока, т.е. упорядоченным передвижением электронов и ионов от одного участка металла к другому. Серосодержащие соединения нефти являются важнейшей причиной коррозионного разрушения оборудования. Свободная сера может появиться в продуктах разгонки высокосернистой нефти в бензиновых фракциях и в процессе крекинга, а также содержится в некоторых нефтях (>1%) и является очень агрессивным агентом по отношению к меди и ее сплавам даже в очень малых концентрациях (0,002%). Одним из коррозионных агентов почти на всех стадиях первичной или деструктивной переработки нефти является сероводород. При переработке нефти заметное выделение Н2S начинается при температуре выше 200ºС. Электрохимическая сероводородная коррозия — одна из основных причин интенсивного химического разрушения широкого круга нефтеперерабатывающего оборудования. Она приводит также к возникновению особо опасных коррозионно-механических повреждений в сероводородсодержащих средах, коррозионного растрескивания и коррозионного расслоения аппаратуры и трубопроводов. Другой причиной повсеместного разрушения электрохимической сероводородной коррозии является повышение температур при технологических процессах переработки нефти. В период эксплуатации установок риформинга при разрушении футеровки реакторов происходит перегрев стенок и возможна водородная коррозия, обусловленная воздействием водорода на сталь при повышенных температурах и давлениях с разрушением карбидной составляющей: FeC+ 2Н2 ↔ 3Fe + СН4 При обезуглероживании происходят необратимые потери первоначальных свойств стали: она теряет металлический блеск, поверхность становится матовой. Из-за скопления метана под большим давлением в приповерхностном слое могут образоваться вздутия (пузырьки), отчетливо наблюдаемые на поверхности. Взаимодействие водорода с углеродом стали, сопровождается растрескиванием по границам зерен металла снижением механических свойств, в особенности пластичности, и преждевременным разрушением оборудования. Поэтому очень важно знать безопасные условия их эксплуатации. Нафтеновые кислоты, содержащиеся в нефтях, вызывают коррозию оборудования установок первичной переработки нефти, работающего при 200 - 400ºС. Коррозия под действием нафтеновых кислот происходит только в присутствие водной фазы. Газовая (высокотемпературная) коррозия — это коррозия металлов в газах при высоких температурах. Особенно часто реакторы, арматура печей, деталей двигателя внутреннего сгорания, изделия, получаемые из металлов и сплавов методами литья под давлением, подвергаются воздействию высоких температур и таких газов, как кислород, соединения хлора и серы, оксида азота, сероводород. Одновременное воздействие на металл высокой температуры и агрессивных газов приводит к интенсивному образованию продуктов коррозии. Тормозить коррозионный процесс могут только пленки, обладающие защитными свойствами. Вопросы для самоконтроля: 1. Что называется коррозией металла? 2. В чем сущность химической и электрохимической коррозии? 3. Как влияют механические напряжения в металле на скорость коррозии? 4. Перечислите современные способы защиты металлов от коррозии. 5. Какие элементы повышают химическую стойкость сталей? Литература: [4], с. 180-223. Раздел 3 Основное технологическое оборудование, его эксплуатация Тема 3.1 Основные конструктивные элементы оборудования Студент должен: знать: - примеры использования различных типов корпусов и днищ в зависимости от назначения оборудования и рабочих условий; - способы укрепления вырезов в корпусах аппаратов; - требования к опорам вертикальных и горизонтальных аппаратов; - контроль качества сварных соединений. Типы корпусов: цилиндрические, сферические, конусные, ящичные. Особенности расчета корпусов аппаратов, работающих под наружным избыточным давлением. Кольца жесткости. Необходимость учета ветровых и сейсмических нагрузок при расчете вертикальных аппаратов. Днища цилиндрических аппаратов. Конструкции и применение сферических, эллиптических и конических днищ. Назначение и конструкция фланцев, люков и лазов, штуцеров и бобышек. Зависимость конструкции люков и лазов от рабочих условий. Укрепление вырезов в корпусах аппаратов. Способы укрепления вырезов: укрепляющим кольцом, за счет металла корпуса, патрубка. Применение более совершенных конструкций — отбортованных патрубков. Опоры вертикальных и горизонтальных аппаратов. Назначение и конструкция опор вертикальных и горизонтальных аппаратов. Требования к опорам. Контроль качества сварных швов аппаратуры. Методические указания Большинство аппаратов нефтеперерабатывающих производств представляет собой вертикально или горизонтально расположенные цилиндры, закрытые по концам крышками (днищами) различной формы. При конструировании предпочтение отдают цилиндрическим формам корпусов, что объясняется простотой изготовления и рациональным расходом металла. Большинство аппаратов проектируют и изготавливают в соответствии с "Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением" утвержденными Госгортехнадзором России. Конструирование аппарата включает выбор конструкционного материала и определение размеров, обеспечивающих его прочность, устойчивость и долговечность, исходя из условий его эксплуатации, прежде всего из давления и температуры среды. Расчету на механическую прочность от внутреннего избыточного или наружного давления и внешних нагрузок (силы тяжести, ветровых, сейсмических и др.) должны подвергаться все основные элементы аппарата (обечайки, днища, крышки и другие несущие нагрузку детали). Стандартные узлы и детали при применении их в конструируемом аппарате выбираются на ближайшее большее Ру для рабочей температуры и, как правило, на прочность не рассчитываются. В соответствии с Правилами Госгортехнадзора, расчет на прочность сосудов, работающих под давлением и их элементов проводится по действующей нормативно - технической документации (ГОСТ, ОСТ, РД, РТМ). Каждый аппарат соединяется с другими аппаратами или трубопроводами посредством штуцеров. Для доступа внутрь аппарата служат специальные люки и лазы. Для установки штуцеров и люков в корпусах аппаратов (на обечайке или в днищах) вырезают отверстия. Эти отверстия ослабляют стенки аппаратов: во-первых, уменьшается площадь сечения аппарата по оси отверстия; во вторых, по краю отверстия возникают местные напряжения, которые могут в пять раз превысить напряжение в целом сечение аппарата. Для предотвращения ослабления стенки аппарата в местах вырезов укрепляют так, чтобы компенсировать площадь вырезанного сечения металла. Студенту необходимо изучить способы укрепления отверстий и обратить особое внимание на назначение контрольного отверстия в укрепляющем кольце. Фланцевые соединения — наиболее широко применяемые в химическом и нефтяном машиностроении вид разъемных соединений, обеспечивающий герметичность, прочность, быструю разборку и сборку, технологичность изготовления. Их применяют для присоединения к аппаратам и машинам трубопроводов, запорных устройств, контрольно измерительных приборов, также для соединения между собой отдельных частей и аппаратов. Студенту необходимо изучить конструкцию фланцев, люков и лазов, штуцеров и бобышек, обратить особое внимание на выбор фланцев в зависимости от рабочих условий. Контроль качества сварных соединений при изготовлении сосудов производится следующими методами: 1 внешним осмотром и измерением; 2 ультразвуковой дефектоскопией; 3 радиографией (рентгено-гаммаграфированием и др.); 4 радиоскопией; 5 механическими испытаниями; 6 металлографическим исследованием; 7 испытанием на стойкость против межкристаллитной коррозии; 8 гидравлическим испытанием; 9 пневматическим испытанием; 10 другими методами (магнитографией, цветной дефектоскопией, стилоскопированием, замером твердости, определение в металле шва ферритной фазы, акустической эмиссией и др.), если таковые предусмотрены технической документацией. Студенту необходимо изучить сущность этих видов контроля и их применение. Вопросы для самоконтроля:
5. Какие пределы применения имеют плоские фланцы? 6. Какой минимальный диаметр должен быть у люка сосуда? 7. Почему необходимо укреплять отверстия в корпусах сосудов? 8. Какое назначение имеет контрольное отверстие в укрепляющем кольце? 9. Перечислите неразрушающие и разрушающие методы контроля качества сварных швов. 10.Какими методами можно выявить поверхностные трещины в сварном шве? 11.Какими методами можно выявить внутренние дефекты сварных швов? Литература: [11, с. 35-92; [2], с. 32-80. Тема 3.2 Теплообменные аппараты Студент должен: знать: - конструкции кожухотрубчатых теплообменников, испарителей, теплообменников «груба в трубе», кристаллизаторов, аппаратов воздушного охлаждения, пластинчатых теплообменников; - пределы использования различных типов теплообменных аппаратов в зависимости от условий эксплуатации; - мероприятия по интенсификации работы кожухотрубчатых теплообменников; - способы регулирования режима работы аппаратов воздушного охлаждения; уметь: - выбирать теплообменный аппарат по действующим стандартам. Определение зависимости коэффициента теплопередачи от скоростей потоков теплоносителей в кожухотрубчатых теплообменниках. Стандартные конструкции кожухотрубчатых теплообменных аппаратов. Кожухотрубчатые аппараты с неподвижными решетками (жесткого типа). Температурные усилия и напряжения в трубках и корпусе. Пуск и остановка аппарата. Конструкция узла соединения труб с трубной решеткой. Кожухотрубчатые теплообменники с компенсатором на корпусе, температурные усилия в конструкции. Кожухотрубчатые теплообменники с подвижной трубной решеткой и с U-образными трубками. Конструкции поперечных перегородок. Схемы кожухотрубчатых аппаратов различных конструкций. Аппараты с двойными трубными решетками. Теплообменники для высоких температур. Защита труб от вибрации. Опрессовка и чистка теплообменников. Мероприятия по интенсификации работы кожухотрубчатых теплообменных аппаратов. Оптимизация включения аппаратов в схеме. Испарителн с паровым пространством (рибойлеры). Теплообменники типа «труба в трубе» жесткой конструкции и разборные со свободными трубами. Виды оребрения труб для продольного обтекания. Кристаллизаторы. Особенности их конструкции. Аппараты воздушного охлаждения. Преимущества аппаратов воздушного охлаждения и перспективы применения, классификация по назначению, конструкции, давлению. Основные типы аппаратов воздушного охлаждения. Конструкции трубчатых секций и оребренных труб. Способы регулирования режима работы аппаратов воздушного охлаждения. Градирни, применение и устройство. Лабораторная работа № 2. Изучение конструкций кожухотрубчатых теплообменников. Методические указания На нефтегазоперерабатывающих заводах теплообменные аппараты являются самыми многочисленными среди других аппаратов установки. Они предназначены не только для поддержания технологического процесса, но и обеспечивают регенерацию тепла (холода) отходящих потоков, сокращая тем самым расход топлива, пара, а также охлаждающих сред (воды, воздуха, хладоагента) Наиболее распространенными аппаратами являются кожухотрубчатые теплообменники, поэтому студенту необходимо хорошо изучить их типы, применение, конструкцию, материальное исполнение и принцип действия, а также их преимущество и недостаток. Широкое применение в нефтеперерабатывающей промышленности аппаратов воздушного охлаждения объясняется ограниченностью водных ресурсов и необходимостью уменьшения количества сточных вод, которые загрязняют водоемы и для очистки которых требуются сложные гидротехнические сооружения. Необходимо изучить их типы, конструкцию, принцип действия и особенности эксплуатации, преимущества и недостатки. Вопросы для самоконтроля: 1. Назовите типы стандартных кожухотрубчатых теплообменников. 2. Какие преимущества и недостатки имеют теплообменники с неподвижными трубными решетками? 3. Какие преимущества и недостатки имеют теплообменники с плавающей головкой и с U-образным трубным пучком? 4. Способы крепления труб в трубных решетках. 5. Способы размещения труб в трубных решетках, преимущества и недостатки различных способов. 6. Методы чистки трубных пучков кожухотрубчатых теплообменников. 7. Преимущества теплообменников типа «труба в трубе». В каких случаях применяются многопоточные теплообменники типа «труба в трубе»? 8. С какой целью оребряют трубы теплообменных аппаратов? 9. Какие преимущества и недостатки имеют аппараты воздушного охлаждения? 10.Какими способами можно регулировать режим работы аппаратов воздушного охлаждения? Литература:[l],с. 149-184;[2], 82-113. |
Похожие:
 | Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников... ... |  | Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников образовательных учреждений Федерального государственного образовательного стандарта среднего профессионального образования по специальности 080114 Экономика... |
| Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников... Методические указания составлены в соответствии и примерной (рабочей) программой профессионального модуля пм. 03. Выполнение работ... | | Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников образовательных учреждений Методические указания учебной дисциплины разработаны на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее –... |
| Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников образовательных учреждений Методические указания учебной дисциплины разработаны на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее –... | | Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников образовательных учреждений Методические указания учебной дисциплины разработаны на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее –... |
| Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников... ПМ. 01. Обеспечение реализации прав граждан в сфере пенсионного обеспечения и социальной защиты | | Методические указания и контрольное задание для студентов-заочников... Методические указания и контрольное задание для студентов-заочников образовательных учреждений среднего профессионального образования... |
| Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников... Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников Салаватского индустриального колледжа | | Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников... Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников Салаватского индустриального колледжа |
| Методические указания и контрольные задания могут быть рекомендованы... Государственное образовательное учреждение среднего профессионального образования | | Методическое пособие по дисциплине «Английский язык» Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников образовательных учебных учреждений спо |
| Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников... Технология и организация строительного производства» предназначена для реализации государственного требования к минимуму содержания... | | Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников... Государственное образовательное учреждение среднего профессионального образования |
| Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников... Государственное образовательное учреждение среднего профессионального образования | | Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников... |
