Детальные исследования

Современные технологические процессы ориентированы на углубление переработки нефтяного сырья. Увеличение выхода светлых нефтепродуктов означает повышение роли деструктивных процессов переработки нефти, их интенсификацию, усложнение аппаратурного оформления [5]. Кроме того, в переработку вовлекаются все большие объемы нефгей с повышенным содержанием сероводорода и минеральных солей и газоконденсатов с высоким содержанием агрессивных компонентов. Последнее обстоятельство значительно усложняет условия эксплуатации оборудования, вызывая интенсивное развитие различных коррозионных процессов.

Оборудование предприятий нефтехимии и нефтепереработки работает в условиях действия механических напряжений, высоких температур, природных и технологических коррозионно-активных сред, инициирующих возникновение и накопление повреждений, приводящих со временем к нарушению его работоспособности. Преобладающая часть парка оборудования нефтепереработки имеет поверхностный контакт с рабочей средой, эксплуатируется в очень жестких режимах — в условиях действия высоких давлений и температур. Современные технологические процессы ориентированы на углубление переработки нефтяного сырья. Увеличение выхода светлых нефтепродуктов связано с повышением роли деструктивных процессов переработки нефти, что в свою очередь ведет к интенсификации технологических процессов и усложнению конструкции оборудования. В последние годы в переработку вовлекаются все большие объемы нефтей с повышенным содержанием сероводорода, минеральных солей и газоконденсатов с высоким содержанием агрессивных компонентов. Это обстоятельство значительно усложняет условия эксплуатации оборудования, вызывая интенсивное развитие различных коррозионных процессов. Коррозионная активность технологических сред является одним из основных факторов, снижающих надежность металлических конструкций и способствующих зарождению трещин [4]. Агрессивное воздействие рабочих сред обусловлено обводненностью нефти, наличием в ней кислых компонентов, сернистых и хлористых соединений, а так же применением в процессе подготовки и переработки коррозионно-активных реагентов. Как показали результаты диагностирования 59 резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов (годы постройки 1975 — 80 , объем резервуаров 20 000 NT), при суммарном содержании в нефти воды, хлора и серы более 3 % коррозионное растрескивание имело место во всех резервуарах, эксплуатировавшихся более 15 лет [3]. Особую опасность представляет разрушение оборудования в условиях действия водороДосодержащих и водородо-выделяющих сред.

Таким образом, обеспечение высокой надежности колонных аппаратов является актуальной проблемой как в экономическом, так и в социальном аспектах. Не следует ожидать снижения остроты этой проблемы в ближайшее время. Напротив, тенденции развития нефтепереработки и нефтехимии могут привести к ее обострению. Современные технологические процессы ориентированы на углубление переработки нефтяного сырья. Увеличение выхода светлых нефтепродуктов означает повышение роли деструктивных процессов переработки нефти, их интенсификацию, усложнение аппаратурного оформления [ 3, 4 ]. Кроме того, в переработку вовлекаются все большие объемы нефтей с повышенным содержанием сероводорода и минеральных солей и газоконденсатов с высоким содержанием агрессивных компонентов. Последнее обстоятельство значительно усложняет условия эксплуатации оборудования, вызывая интенсивное развитие различных коррозионных процессов.

Оборудование предприятий нефтехимии и нефтепереработки работает в условиях действия механических напряжений, высоких температур, природных и технологических коррозионно-активных сред, инициирующих возникновение и накопление повреждений, приводящих со временем к нарушению его работоспособности. Преобладающая часть парка оборудования нефтепереработки имеет поверхностный контакт с рабочей средой, эксплуатируется в очень жестких режимах - в условиях действия высоких давлений и температур. Современные технологические процессы ориентированы на углубление переработки нефтяного сырья. Увеличение выхода светлых нефтепродуктов связано с повышением роли деструктивных процессов переработки нефти, что в свою очередь ведет к интенсификации технологических процессов и усложнению конструкции оборудования. В последние годы в переработку вовлекаются все большие объемы нефтей с повышенным содержанием сероводорода, минеральных солей и газоконденсатов с высоким содержанием агрессивных компонентов. Это обстоятельство значительно усложняет условия эксплуатации оборудования, вызывая интенсивное развитие различных коррозионных процессов. Коррозионная активность технологических сред является одним из основных факторов, снижающих надежность металлических конструкций и способствующих зарождению трещин [4]. Агрессивное воздействие рабочих сред обусловлено обводненностью нефти, наличием в ней кислых компонентов, сернистых и хлористых соединений, а так же применением в процессе подготовки и переработки коррозионно-активных реагентов. Как показали результаты диагностирования 59 резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов (годы постройки 1975 - 80 , объем резервуаров 20 000 м~'), при суммарном содержании в нефти воды, хлора и серы более 3 % коррозионное растрескивание имело место во всех резервуарах, эксплуатировавшихся более 15 лет [3]. Особую опасность представляет разрушение оборудования в условиях действия водородосодержащих и водородо-выделяющих сред.

Следует особо подчеркнуть, что протекание деструктивных процессов, затрагивающих полиорганосилоксановое связующее, не приводит к разрушению органосиликатных материалов. Наоборот, в температурной области, соответствующей наиболее интенсивной деструкции полиорганосилоксана (400—600° С), происходит их упрочнение. Сказанное можно иллюстрировать, например, ходом зависимости предела прочности при изгибе от температуры (рис. 2). Очевидно, наряду с возникновением ОН-групп, в точках отрыва углеводородных радикалов образуются активные центры, взаимодействующие с силикатными и окисными компонентами. Активные центры, кроме того, могут образоваться и по месту разрыва силоксанных связей. При этом роль связующего в органосиликатном материале переходит к силоксановому скелету полимера, лишенному органического обрамления. Вследствие сказанного интервал рабочих темпера-

Термическая деструкция органических и элементоорганиче-ских соединений обычно сопровождается тепловыми эффектами и изменением веса исследуемого образца. Поэтому применение термического анализа и термогравиметрии к изучению деструктивных процессов, происходящих в указанных веществах при нагревании, открывает определенные перспективы. Известны работы [1—4], в которых термический анализ использовался для оценки термостойкости кремнийорганических и элементооргани-ческих полимеров.

рых приведены в другом сообщении [7]. Модельные системы были приготовлены с таким расчетом, чтобы можно было выяснить влияние различных слоистых силикатов на протекание деструктивных процессов. Образцы, предназначенные для снятия термограмм, предварительно подвергались термообработке при 270° С в течение 3 часов по режиму, рекомендуемому для отверждения органосиликат-ных материалов типа А, АС, В и Ц [5]. Термический анализ и определение потерь в весе проводились в атмосфере воздуха.

Следующая критическая точка отвечает середине кинетической диаграммы. Ее достижение характеризуют коэффициентом интенсивности напряжения KIS [5, 9] на длине трещины а2 и скоростью роста трещины (da/dN)is = V2. Особенности поведения материала и смены процесса разрушения в указанной точке будут рассмотрены далее. Пока отметим, что последующий рост трещины связан с быстрым нарастанием деструктивных процессов, вызывающих возрастание ускорения роста трещины. Эти процессы отвечают тем механизмам разрушения, которые доминируют на следующем, масштабном макроскопическом уровне. С точки зрения принципов синергетики в рассматриваемой точке нарушается принцип однозначного соответствия. Меняется не сам доминирующий механизм разрушения, а в направлении роста трещины существенную роль начинают играть процессы, приводящие к нестабильному разрушению сначала в локальном объеме, а затем и на масштабном макроскопическом уровне.

Вопросы, связанные с развитием деструктивных процессов в полимерных бетонах на шунгите и шунгизите под нагрузкой в агрессивных средах, послужат темой дальнейших исследований, однако уже сейчас можно отметить, что характер развития этих процессов иной, чем в традиционно применяемых составах полимерных бетонов на щебне, керамзите и других наполнителях.

Основные технические характеристики ГПМ определяются химическим строением и свойствами полимеров, из которых они изготовлены, а также (в меньшей степени, в основном для пенопластов) составом газообразной фазы (табл. 84). Так, например, ГПМ, в основе которых лежат полимеры с цепным строением макромолекул, в большинстве случаев имеют более низкую теплостойкость и формоустойчивость, повышенную газопроницаемость и сравнительно высокие показатели прочностных свойств (табл. 84—89) по сравнению со вспененными и от-вержденными полимерами трехмерной структуры. Последние (например, пеносиликон К-40, пенокарбамид «мипора» и пено-фенопласт ФФ), отличающиеся повышенной жесткостью и хрупкостью (в исходном состоянии), являются относительно теплостойкими; их частичная деформация наблюдается при температурах, соответствующих прохождению деструктивных процессов (рис. 23).

9. Кафедра химической технологии вяжущих материалов, зав. кафедрой докт. техн. наук, проф. А. А. Пащенко, одна из наиболее молодых кафедр на факультете. За два года со дня ее выделения из кафедры силикатов проведена большая организационная работа по обеспечению учебного процесса, развернуты серьезные научно-исследовательские работы по изучению процессов гидрофобизации различных материалов и изделий кремнийорганическими соединениями, по исследованию деструктивных процессов в тонких пленках, по глубокому изучению системы цементный камень — стекловолокно с целью создания на ее основе новых материалов, обладающих высокими физико-механическими свойствами. Проф. А. А. Пащенко, используя данные всестороннего изучения различных типов вяжущих веществ, впервые предложил классификацию вяжущих материалов как неорганического, так и органического происхождения, что позволило осуществлять научно обоснованный подбор вяжущих веществ с учетом получения заданных свойств обрабатываемого материала. Кафедра тесно связана со многими научными учреждениями страны и ведет большую хоздоговорную тематику с рядом предприятий.

не содержат вторых фаз (рис. 6.15, в). Исследования материала, облученного электронным пучком с ?5 = 2,7 Дж/см2, показали, что воздействия такого уровня структурно-фазовое состояние материала существенно не изменяют. Как и в случае с исходным сплавом, в приповерхностном слое наблюдаются кристаллиты карбида вольфрама, разделенные связующими прослойками (рис. 6.16, а). Детальные исследования выявили следующие особенности структуры и фазового состава облученного сплава. Во-первых, прослойка связующего материала в большинстве случаев приобрела выраженную субзеренную структуру (рис. 6.16, 6). Размеры субзерен составляют 0,1—0,2 мкм. Во-вторых, в карбиде вольфрама обнаруживаются наноразмерные частицы вторых фаз, локализованные по границе кристаллита. Расшифровка микроэлектронограмм [104] (рис. 6.16, «), полученных с таких участков фольги, показывает, что данные частицы имеют фазовый состав Co3W9C4. Частицы также обнаружены по границам раздела карбид вольфрама-связка.

Накоплен некоторый опыт применения ПРВТ при контроле строительных материалов и бетонных опор. Например, на томограмме железобетонного образца, полученной с использованием излучения в диапазоне энергий от 300 до 600 кэВ, отчетливо наблюдаются основные элементы структуры: щебень с плотностью порядка 2,6 г/см3 и менее плотное (2,0 г/см3) связующее. Как более яркое светлое пятно видно сечение стальной арматуры. В разных зонах образца отмечаются отдельные пустоты. Более детальные исследования практически подтвердили возможность обнаружения в бетонных опорах диаметром 150 мм трещин с раскрытием 0,075 мм и менее. В настоящее время фирма Scientific Measurement Systems США разрабатывает вычислительный томограф для контроля железобетонных конструкций диаметром до 900 мм.

В последнее время были проведены детальные исследования процесса изготовления композитов с матрицей Ti-6Al-4V, содержащих от 45 до 50 об.% волокон B/SiC диаметром 140 мкм [5]. Хотя корреляция параметров изготовления со структурой поверхности раздела была неполной, последовательное увеличение температуры горячего прессования приводило к росту толщины слоя продукта реакции на поверхности раздела. Продолжительность прессования была постоянной (30 мин), а давление выбирали таким, чтобы при каждой температуре обеспечить прочную диффузионную сварку композита. На каждом режиме обрабатывали четыре образца; усредненные результаты этих испытаний, а также результаты некоторых многократных испытаний на поперечную прочность приведены на рис. 14. Хотя в испытаниях на поперечную прочность влияние поверхности раздела непосредственно не оценивалось, их результаты приведены потому, что значения деформации разрушения разупрочненных композитов, полученных прессованием при 1144 К и 1172 К, совпадают со значениями, предсказанными для поверхности раздела титан—карбид кремния.

Для тг-жидких углеводородов (пентана и более высоких гомологов) •6(СН4) падает с увеличением длины цепи. При облучении газообразных углеводородов (бутана и более низких гомологов) G(CH4) остается практически постоянным. Детальные исследования процесса радиолиза гексана показали наличие следующих типов соединений (дополнительно к водороду и метану): 1) в газовой фазе G(C2) = 0,22, G(C3) = 0,07, G(C4) = 0,24, ?(С5) = 0,10; 2) в жидкой фазе G(C7) = = 0,15, G(C8) =0,41, G(C9) =0,52,G(C10) = =-- 0,43, G(C12) = 2,0.

') Детальные исследования все-таки не подтверждают наличия разно-модульности у большинства композитов. — Прим. ред.

Было замечено некоторое падение термоэдс при многодневной выдержке образцов после закалки — явление, на которое указывалось в работах [2, 3J для стали У13А. При этом степень изменения термоэдс для образцов, изготовленных в различных условиях, оказалась неодинаковой. Однако более детальные исследования в этом направлении не проводились, так как на практике целесообразно проводить контроль образцов сразу после отбора.

чего развивается процесс разупрочнения. При данной температуре отмечается некоторое повышение микротвердости слоя стали Х18Н10Т вследствие деформационного старения. Наблюдающееся увеличение микротвердости науглероженной прослойки, по-видимому, связано с диффузионными процессами карбидообразования. Детальные исследования влияния знакопеременных нагрузок на процессы диффузии в переходных слоях биметалла проводили на двух сериях образцов, одни из которых подвергали нагреву до 600° С и выдержали при этой температуре в течение 1 ч, а другие после нагрева нагружали знакопеременным изгибом. При этом изучали перераспределение хрома, никеля и титана в переходном слое. Данные микрорентгеноспектрального исследования переходной зоны биметалла, подвергнутого нагреву до 600° С, показали,

В отношении воздействий сбрасываемой подогретой воды знаний пока недостаточно поскольку детальные исследования в этой области были начаты лишь недавно. Поэтому прогноз и оценка таких воздействий, насколько это возможно, базируются на использовании знании фактических условий аналогичных районов сброса охлаждающей воды и основных характеристик организмов, а также результатов некоторых экспериментов. Таким образом, в настоящее время такая оценка косит качественный характер.

Бомон для различных материалов рассчитал значения $г, $d, 'Sp и определил $ '. Если положить, что 'S F = 9, и воспользоваться формулой (4.22), то получим Ж\с. Помимо указанного Бомон провел детальные исследования временных зависимостей, влияния окружающей среды и др.

Детальные исследования влияния анионного состава раствора на скорость ионизации металлов были проведены в Ин ституте им. Л. Я. Карпова Я. М. Колотыркиным, В. В, Лосевым с сотрудниками.

Для определения правильного расстояния органов управления от оператора (т. е. такого расстояния, при котором он может легко доставать эти детали и манипулировать ими) служат различные соматографические таблицы и антропометрические данные (см. выше, стр. 48), а также техника моделирования, которую особенно полезно применять при подготовке серийного производства дорогостоящих машин, в отношении которых затраты на детальные исследования незначительны по сравнению с общими затратами на производство этих машин, и таких машин, для которых рациональное расположение органов управления особенно важно, так как ошибки в этом отношении могли бы угрожать жизни людей. Для этого необходим обстоятельный анализ работы оператора и всего технологического (производственного) процесса. При этом надо иметь в виду операторов не только среднего роста, но и предельно высокого и предельно низкого роста и т. п. Правильное расположение органов управления в отношении пределов досягаемости их для оператора должно также облегчить манипулирование отдельными органами управления «вслепую», не глядя на них. Этому вопросу стали уделять большое внимание во время второй мировой войны при конструировании военных самолетов, особенно в связи с значительным повышением скорости таких самолетов.