§ 4.1. Основы прочности и классификация причин повреждения оборудования

Необходимым условием обеспечения эффективной и безопасной эксплуатации технологического оборудования является его прочность, под которой понимают способность конструкции воспринимать усилия рабочих нагрузок, не разрушаясь и не образуя пластических деформаций сверх установленных величин. Вид и толщину материала аппаратов подбирают (при проектировании и изготовлении) таким образом, чтобы они могли противостоять воздействию внутренней и внешней среды.

Наблюдаемые на практике повреждения технологического оборудования происходят в результате недостатков конструктивного характера (неправильный расчет, неудачный выбор материала), дефектов изготовления (скрытые внутренние дефекты материала, некачественная подгонка и сварка), нарушения принятых режимов работы, отсутствия или неисправности средств защиты от перегрузок, некачественного технического обслуживания и ремонта.

Возможны следующие основные комбинации нарушений, в результате которых возникают повреждения технологического оборудования:

превышение расчетных нагрузок при сохранении расчетной прочности оборудования;

снижение расчетной прочности оборудования при сохранении расчетных нагрузок;

одновременное нарушение расчетных нагрузок и расчетной прочности оборудования.

Примером разрушения технологического оборудования в результате комбинации нарушений может служить авария (с последующим тяжелым пожаром) на складе сжиженных газов газоперерабатывающего завода. Так, при заполнении горизонтального резервуара пропаном задвижку на коллекторе у заполняемой емкости закрыли без предварительной остановки насоса. При проектном максимальном давлении 2 МПа давление в коллекторе возросло до 3 МПа. Заглушка коллектора при проектной толщине 40 мм имела фактическую толщину 12 мм, причем ее шов по окружности не был проварен на 70%. По проекту на приемных и выпускных коллекторах должны были быть установлены предохранительные клапаны, но их по какой-то причине. на заводе сняли. В результате снижения проектной прочности оборудования и зна­чительного превышения рабочего давления в трубопроводе заглушку вырвало из фланца. Возник пожар, распространившийся на группу резервуаров.

Причины повреждения технологического оборудования принято классифицировать следующим образом: повреждения в результате механических воздействий; повреждения в результате температурных воздействий; повреждения в результате химических воздействий.