Слайд 1
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ЦИВІЛЬНОГО ЗАХИСТУ УКРАЇНИ
Слайд 2
кафедра
пожежної і техногенної безпеки об`єктів та технологій
Слайд 3Змістовний модуль 1
Оцінка небезпеки потенційно небезпечних виробництв
Т.1.1. Теоретичні основи безпечності потенційно
небезпечних процесів виробництв
Лекція 3: Апаратурне оформлення небезпечних виробництв. Класифікація апаратів і машин та вимоги до їх надійності.
Слайд 4План лекції
Вступ
Класифікація апаратів і машин.
Пошкодження технологічного обладнання в результаті
механічних впливів.
Інженерно-технічні заходи, що виключають пошкодження технологічного обладнання від механічних впливів.
Пошкодження технологічного обладнання в результаті температурних впливів.
Інженерно-технічні заходи, що виключають ушкодження технологічного обладнання від температурних впливів.
Висновки
Слайд 5Класифікація апаратів і машин
Слайд 6За тепловим режимом
Ізотермічні
Адіабатичні
Реактори з програмованим тепловим режимом
Слайд 7Ізотермічні апарати, реактори — у яких процес протікає при постійній температурі
у всіх частинах реакційного об’єму. У реальних умовах досягти сталості температури майже неможливо, тому для більшості реакторів найбільш характерним є політропічний режим, тобто частковий відвід тепла за допомогою тепло- і холодоагентів.
Слайд 8Адіабатичні апарати, реактори - працюють без підведення і відводу тепла (усе
тепло, що виділяється або поглинається в реакторі, акумулюється реакційною сумішшю). Ці реактори прості по конструкції, у них немає теплообмінних пристроїв, для адіабатичного режиму використовують теплоізоляцію.
Слайд 9У реакторах із програмованим тепловим режимом теплообмін здійснюється відповідно до заданої
програми зміни температури по висоті реактора або у визначених частинах реакційного об’єму (у визначені проміжки часу).
Слайд 10Основний апарат для проведення хімічних реакцій — реактор хімічний (колони, автоклави
камери і т.д.).
У реакторах крім хімічних йдуть і фізичні процеси, за допомогою яких створюються оптимальні умови здійснення хімічних реакцій (температура, тиск і ін.). Тому хімічні реактори часто мають спеціальні пристрої (мішалки, підігрівники, холодильники) чи з'єднуються з іншими апаратами (компресорами, теплообмінниками, сепараторами, казанами, утилізаторами і т.д.).
Слайд 11За способом організації процесу
Реактори періодичної дії.
Реактори безупинної дії.
Слайд 12У реакторах періодичної дії вихідну сировину завантажують через визначені проміжки часу,
після здійснення хімічної реакції продукти реакції вивантажують з реактора. У реакторах періодичної дії всі його стадії (завантаження, реакція, розвантаження) протікають в одному місці (в одному апараті), але в різний час.
Слайд 13Ефективність застосування реакторів періодичної дії характеризується ступенем або коефіцієнтом використання часу
його роботи, що дорівнює відношенню тривалості етапу хімічних перетворень до тривалості всього циклу:
Слайд 14Причини пошкодження технологічного обладнання
недоліки конструктивного характеру;
дефекти виготовлення;
порушення прийнятих режимів роботи;
відсутність
або несправність засобів захисту від перевантажень, неякісного технічного обслуговування та ремонту
Слайд 15Класифікація причин пошкодження технологічного обладнання
пошкодження в результаті механічних впливів;
пошкодження в результаті
температурних впливів;
пошкодження в результаті хімічних впливів
Слайд 161.Пошкодження технологічного обладнання в результаті механічних впливів. Заходи профілактики
Механічні
впливи - впливи, що виникають в результаті перевищення розрахункових навантажень на обладнання при збереженні його розрахункової стійкості.
Слайд 17Види механічних впливів
Підвищення внутрішнього тиску:
Динамічні навантаження (вібрація, гідроудар);
Удари вантажів, необережна робота
цехового транспорту;
Ударна дія уламків при аваріях сусідніх апаратів тощо.
Слайд 18
Динамічні впливи виникають при різких змінах величини тиску в апаратах, при
гідроударах, у результаті вібрацій, від випадкових ударів тощо.
Визначення приросту тиску в трубопроводі при гідроударах
(формула М.Є.Жуковського)
Слайд 19
де с - швидкість поширення ударної хвилі, м/с; Δω - зменшення
швидкості руху рідини в трубопроводі, м/с; ρt - щільність рідини при робочій температурі, кг/м3.
Слайд 20
де Еж , Е - модуль пружності рідини та матеріалу труби,
Па; d - внутрішній діаметр труби, м; δ - товщина стінки труби, м [14,15].
Слайд 21Вибір запобіжного клапану :
Повинні спрацьовувати при досягненні тиску:
• 0,5 МПа в
апаратах з Рр=0,07-0,3 МПа;
• 15 % робочого тиску в апаратах з Рр• 6 МПа;
• 10 % робочого тиску в апаратах з Рр •6 МПа.
Слайд 22Визначення приросту тиску при попаданні у високотемпературні апарати рідин з низькою
температурою кипіння
Слайд 242.Пошкодження технологічного обладнання в результаті температурних впливів. Заходи профілактики.
Температурні перенапруження (ТП)
в матеріалі обладнання відбуваються, коли є перешкоди лінійній зміні окремих елементів (вузлів) або конструкції в цілому.
ТП бувають:
при жорсткому кріпленні трубопроводів;
наявності в апаратах біметалевих конструкцій;
в товстостінних конструкціях;
при місцевих змінах температур в матеріалі апарата.
Слайд 25Дія високих температур на матеріал апаратів
Умови для перегріву металу :
забруднення теплообмінної поверхні апаратів (прогар стінки);
утворення коксу, термополімерів;
тривала дія високих температур;
зниження рівня рідини в апаратах.
Слайд 26Дія низьких температур на матеріал апаратів
Приводить до падіння ударної в’язкості
сталі (холодоламкість);
Втрата ударної в’язкості - до утворення тріщин і до повного руйнування апаратів.
Найбільший вплив на ударну в’язкість має вміст вуглецю (із збільшенням кількості вуглецю та фосфору крихкість сталі збільшується).
Слайд 27КОЖУХОТРУБЧАСТИЙ ТЕПЛООБМІННИК
З ЛІНЗОЮ НА КОРПУСІ
1 – корпус теплообмінника;
5 – лінза.
Слайд 28
КОЖУХОТРУБЧАСТИЙ ТЕПЛООБМІННИК
З ПЛАВАЮЧОЮ ГОЛОВКОЮ
1 – корпус теплообмінника;
2 – плаваюча головка.
Слайд 29КОЖУХОТРУБЧАСТИЙ ТЕПЛООБМІННИК
З ВИГНУТИМИ ТРУБАМИ
1 – корпус теплообмінника;
4 – вигнуті трубки.
Слайд 30КОЖУХОТРУБЧАСТИЙ ТЕПЛООБМІННИК
З САЛЬНИКОМ
1 – корпус теплообмінника;
3 – сальник.
Слайд 31
ВИНИКНЕННЯ ТЕМПЕРАТУРНИХ НАПРУЖЕНЬ
Забруднення апарата приводять до зниження інтенсивності теплообміну. Встановлено, що
накипання товщиною 1 мм знижують коефіцієнт теплопередачі приблизно на 10-16%, а товщиною 5 мм - на 40-50%.
Слайд 32Визначення температурних напружень в теплообмінниках із жорстким з'єднанням корпуса і трубок:
Слайд 33Небезпека руйнування апаратів виникає, якщо не виконується умова міцності
Слайд 34
Розрахункові допустимі напруження для апаратів з горючими речовинами визначають за формулою:
Слайд 36Захист апаратів від температурних перенапружень
застосування температурних компенсаторів;
застосування автоматичних регуляторів температури;
контроль
температури стінок апаратів;
охолодження внутрішніх стінок апаратів;
теплоізоляція зовнішньої поверхні апаратів;
плавне нагрівання і охолодження апаратів при їх пуску і зупинці.
Слайд 37Захист апаратів від дії високих температур
- застосування
спеціальних сталей;
- очищення внутрішніх поверхонь від коксу й інших відкладень;
- футеровка внутрішньої поверхні апаратів.
Слайд 38Захист апаратів від дії низьких температур
застосування сталі з підвищеною ударною
в’язкістю (вуглецеві сталі підвищеної якості, низьколеговані );
захист теплоізоляційним прошарком;
обладнання внутрішніми змійовиками з циркулюючим теплоносієм (резервуари з СВГ)
Слайд 393.Пошкодження технологічного обладнання в результаті хімічного впливу. Заходи профілактики.
Хімічний знос (корозія)
- зменшення товщини або стійкості стінок апаратів у результаті хімічної взаємодії матеріалу з речовинами або із зовнішнім середовищем.
Слайд 40Класифікація корозійних процесів
За механізмом протікання: хімічна, електрохімічна;
За умовами протікання: газова, атмосферна,
під дією струмів, підземна, біологічна тощо);
За характером руйнування: суцільна, місцева.
Слайд 41Хімічна корозія - киснева; сірководнева; сірчана; воднева
Утворення нестійких оксидних плівок
Слайд 42Захист від корозії
Застосування корозійностійких металів;
Застосування захисних покриттів;
Зменшення корозійної активності середовища;
Застосування неметалевих
хімічно стійких матеріалів;
Установка катодного та протекторного захисту
Слайд 43ЗАВДАННЯ НА САМОПІДГОТОВКУ
Михайлюк О.П., Олійник В.В., Мозговий Г.О. Теоретичні основи
пожежної профілактики технологічних процесів та апаратів.- Навчальний посібник.- Харків.-2004.- с. 145-215.
2.Михайлюк О.П., Сирих В.М. Задачник Теоретичні основи пожежної профілактики технологічних процесів та апаратів.- Харків.- ХІПБ МВС України, 1998.с.30. Розглянути приклади розв’язання задач.