Разрушения газопроводов

В сталеплавильных печах с кислой футеровкой пет условий для уменьшения количества фосфора и серы в стали, так как использовать основной шлак с высоким содержанием (СаО) нельзя из-за разрушения футеровки, а содержание (FeO) в шлаке недостаточно. Поэтому в кислых печах можно выплавить сталь только из шихтовых материалов с малым количеством серы п фосфора.

Основными компонентами в процессе шлакообразования являются: оксид кальция (СаО); кремнезем (Si02> и глинозем (А^Оз). Состав шлака подбирают в зависимости от типа футеровочного материала. Так, например, при основной футеровке в качестве шла-кообразующсго вводят обожженную известь СаО. В составе шлака также будет присутствовать оксид магния (MgO) в результате разрушения футеровки и взаимодействия магнезита. При расчете основности шлака необходимо учитывать суммы СаО + MgO. Кроме основных элементов, в шлаке образуются оксиды СгзОз, ТЮ2, V2O5, NbO2 и др.

В доменной печи с четырьмя колоннами, удаленными от горна и несущими шахту и колошниковое устройство (рис.13.5д), свободное у печи пространство облегчило обслуживание горна и шахты, но зона заплечиков оказывается загроможденной конструкциями, передающими нагрузку от веса шахты на колонны. Главным недостатком этой печи является недостаточная прочность балок и других конструкций, предназначенных для передачи нагрузки от шахты на колонны печи в стадии разрушения футеровки; размеры же конструкции необходимой прочности затрудняли бы доступ к кожуху заплечиков по всей высоте. Применение такой системы за рубежом объясняется менее интенсивной эксплуатацией доменных печей, что сохраняет на более длительное время футеровку шахты.

К особым относятся: нерегулярно возникающие нагрузки, имеющие аварийный характер или возникающие при нарушении режимов работы (застревание и обрыв скипов, аварийное динамическое воздействие конусов и балансиров и другие аварии оборудования), временные случайные нагрузки, возникающие при монтаже, давление сыпучих материалов, жидкостей и газов, возникающее при нарушении нормального режима эксплуатации (прекращение удаления пыли из пылеуловителей, значительное отложение конденсата в газопроводах, засорение водоотводчи-ков, обвалы, взрывы), температурные нагрузки, возникающие в результате разрушения футеровки, холодильников и т.д., сейсмические нагрузки. 12*

lice три зоны коррозии совпадают с зонами усиленного шлакования ;i разрушения футеровки парогенераторов ТПП-110. При разрушении футеровки трубы оголяются и их тепловая нагрузка возрастает по сравнению с расчетной.

В шамотобетонной футеровке при сопряжении стен в углах и с потолочными перекрытиями температурные швы выполняются, так же как и в кирпичной кладке, обычно шириной не меньше 20 мм. Для снятия внутренних температурных напряжений в бетоне, уложенном в щиты, в футеровке должны обязательно выполняться температурные швы в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Шамотобетонная футеровка щитов «нарезается» на прямоугольные карты с размерами по ширине и высоте не более 0,7—1,0 м+ Швы выполняются на всю глубину футеровки путем закладки в процессе укладки бетона фанерных или стальных полос. Последние после отвердения бетона извлекаются, а фанерные полосы часто остаются в футеровке и впоследствии выгорают. Ширина получаемых швов составляет 4—5 мм, и, как показала практика, является достаточной для предотвращения разрушения футеровки от температурных напряжений при ее расширении.

ского взаимодействия компонентов шлака и золы и механического разрушения футеровки потоком шлака. Лабораторное определение химической активности золы и различных футеровочных масс (по ГОСТ 4069-48) показало наибольшую стойкость для исследуемых углей хромомагнезита (рис. И и 12). Особенно стойким показал себя хромомагнезит для малозольного концентра-

Для транспортировки и загрузки шихты в индукционные печи рекомендуется использовать пластинчатые (подогретая шихта) и ленточные (холодная шихта) конвейеры, а также направляющие желоба. Конвейеры и желоба позволяют контролировать скорость подачи материалов в печи и исключают возможность зависания шихты, которое имеет место при загрузке бадьями. Зависание шихты часто служит причиной преждевременного разрушения футеровки индукционных печей.

При воздействии расплавленного технологического материала (наиболее частая причина разрушения футеровки) подбор рабочего огнеупора производится по шлако-устойчивости. Общие рекомендации даны в табл. 1.22 [45—47].

Чрезмерные напряжения и разрушения футеровки !могутпро-исходить также при необеспечении свободных тепловых деформаций кирпича, при отсутствии или плохом выполнении температурных швов в кладке, при ударах инструментом и т. п.

Рис. 66. Разрушения футеровки топки мазутного котла (видны воздушные каналы в боковой стенке топки)

Проявления КР в Иране, Канаде, Пакистане и Австралии имели свои особенности. Так, время до разрушения газопроводов в Пакистане [159] значительно больше, чем в США. Оно соответствует времени до разрушения газопроводов СНГ, в местах пересечения трассой участков с высокой агрессивностью грунта (в наших наблюдениях аналогичное явление наблюдалось на газопроводах, проложенных в сорных грунтах).

Как и в СНГ, за рубежом КР является довольно длительным процессом. Время до разрушения газопроводов составляло 5-16 лет.

Распределение сульфидных включений в стали устанавливали с помощью галогенидов серебра по методу Баумана [14] на образцах сталей, отобранных из очаговых зон разрушения газопроводов Средней Азии, Казахстана, Урала и Сибири ("Средняя Азия -Центр", "Уренгой - Центр", "Уренгой - Грязовец", "Уренгой - Пет-ровск", "Парабель - Кузбасс", "Бухара - Урал"). Для исследования отбиралось по два образца из каждой стали. Сульфидные включения определялись на внешней поверхности трубы в связи со спецификой протекания процесса КР (трещина во всех наблюдаемых случаях, а также по данным отечественных и зарубежных исследователей зарождалась на внешней поверхности трубы), а в отдельных случаях и в сечении стенки трубы. Идентификация химического состава включений не проводилась в связи с тем, что исполь-

200 мкм, изготовленных из карбонильного железа (Fe) и сталей, отобранных из очаговых зон разрушения газопроводов по причине КР. Среда из очага разрушения магистрального газопровода "Средняя Азия - Центр IV"

На основании изучения свойств металла очаговых зон разрушения газопроводов по причине КР была определена величина параметра а. Она составила, по данным изучения реальных очаговых зон разрушения магистральных газопроводов, 2 х 10 м4/ККл. (Ширина трещины 5 х 10"* мм, удельная площадь участка растрескивания S = 16 см2/11 трещин). При суммарно накопленном годовом изменении потенциала катодной защиты на локальном участке поверхности газопровода, имеющего повреждения изоляции, где и развивается процесс КР, на 0,5 В (от минус 1,0 до 0,5 В), выделяется 1,5 ККл/м2 количества электричества, которого достаточно для появления трещины глубиной 0,54 мм. Это соответствует реально наблюдаемым скоростям роста трещин (см. главу 2).

QKKOL из врзмоьшых причин разрушения газопроводов, кроме вышеперечисленных , является коррозионное растрескиваниеметьлль трубы. При этом на наружной поверхности трубь: видны многочисленные небольшие трещины, ориентированные вдоль образующей трубы, которые при своём слиянии образуют магистральную ступенчатую трещину, идущую вдоль образующей трубы (рис. 1.5).

Распределение СВ в стали определяли с Помощью галогекидов серебра по методу Бауманна на образцах сталей, отобранных ив очаговых аон разрушения газопроводов Средней Азии, Казахстана. Урала и Сибири. Для исследования отбиралось по два образца ив каждой стали. СВ определялись на внешней поверхности трубы в свя&и со спецификой протекания процесса КР (трещина во всех наблюдаемых случаях зарождалась на внешней поверхности трубы). а в отдельных случаях и в сечении стенки трубы. СВ практически во всех исследованных случаях имели сферическую форму. Исключение составляла сталь группы прочности Х70 фирмы "Вергрор", для которой были выявлены макроскопические сегрегации СВ. Содержание СВ в очаговых нонах разрушения МТ приведено в табл. 1.1. Там же приводятся зна-

Проявления КР в Иране. Канаде,, Пакистане и Австралии имеют свои особенности. Так. время до разрушения газопроводов в Пакистане значительно выше, чем в США.

КР является довольно длительным процессом. Время до разрушения газопроводов составляло б... 16 л<л.

На основании изучения свойств металла очаговых зон разрушения газопроводов по причине КР была определена величина параметра а. Она составляла 2 • 10 м4 / ККл. В предположении суммарно накопленного годового изменения потенциала, на локальном участке поверхности газопровода, имеющего повреэдекия изоляции, где и развивается процесс КР, на 0,5 В Гот минус ±,0 до 0.5 В), выделяется 1,5 ККл/м2 количества электричества, которого достаточно для появления трещинк глубинол 0.54 мм. что близко к реально наблюдаемым скоростям роста трещин.

Взрывная или ударная волна при взрыве может привести к детонации. Детонация —• это вид распространения пламени. При детонации пламя распространяется очень быстро, достигая скорости в несколько тысяч метров в секунду. В этом случае газовоздушная -смесь быстро разогревается от сжатия ударной волной, движущейся перед фронтом пламени. При детонации происходят взрывные давления до 20 ат и выше и, как следствие, наибольшие разрушения газопроводов и помещений.