Температурными пределами
2. Трещины, являющиеся результатом концентрации напряжений, обусловленной дефектами формы и размерами резервуаров (трубопроводов). Это наиболее распространенная категория трещин. В процессе эксплуатации температура резервуаров (трубопроводов) не остается постоянной, что влечет за собой появление деформаций и напряжений. Так, при нагреве длина трубопровода увеличивается, при остывании уменьшается на 1,2—1,4 мм на 1 м длины на каждые 100 °С изменения температуры. Это заставляет предусматривать специальные меры для восприятия тепловых изменений длины трубопроводов. Компенсация температурных удлинений трубопроводов только за счет упругого сжатия возможна лишь в случаях из-
Неподвижные опоры фиксируют отдельные точки трубопровода, делят его на независимые в отношении температурных удлинений участки и воспринимают усилия, возникающие в трубопроводах при различных схемах и способах компенсации тепловых удлинений. Места установки неподвижных опор совмещают, как правило, с узлами ответвления труб, местами установки на трубопроводах запорной арматуры. В зависимости от способа прокладки применяют неподвижные опоры с вертикальными двусторонними упорами, лобовые, щитовые и хомутовые.
В конструктивном исполнении теплообменники типа «труба в трубе» бывают как однотрубные, так и многотрубные. Однотрубные аппараты обычно выполняют жесткосварными (рис. 5.1), реже с линзовым компенсатором на внешней трубке (рис. 5.2) или с сальниковым уплотнением (рис. 5.3). С целью уменьшения напряжения от разницы температурных удлинений между наружной и внутренней трубками, однотрубные жесткосварные теплообменники типа «труба в трубе» обычно выполняются не более 4 м. Для того, чтобы увеличить поверхность нагрева их последовательно объединяют в секцию из нескольких однотрубных аппаратов, устанавливая один над другим. Внутренние трубки соединяют отводами, а наружные прямыми патрубками. Затем из последовательно собранных секций формируют необходимую поверхность по параллельной схеме.
В тех случаях, когда разница температурных удлинений слишком велика, применяются аппараты с двойными «независимыми трубками Фильда» типа ТДТ.
7-7. КОМПЕНСАЦИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ УДЛИНЕНИЙ ТРУБОПРОВОДОВ
22-2. Элементы трубопроводов .... 400 22-3. Прокладка трубопроводов .... 403 22-4. Компенсация температурных удлинений трубопроводов ..... 404
Напряжения, возникающие в стенках трубопроводов при рабочих температурах, могут достигать опасно высоких величин и приводить •к авариям, если не принято мер к компенсации температурных удлинений. Изменение температуры стального трубопровода на 100° С вызывает удлинение или укорачивание каждого погонного метра ща 1,2 мм.
Согласно правилам Котлонадзора каждый участок трубопровода между неподвижными опорами должен быть (рассчитан на компенсацию температурных удлинений.
Поглощение температурных удлинений трубопровода может быть осуществлено самокомпенсацией (естественной компенсацией) с использованием поворотов и изгибов, встречающихся на траосе. В этом случае температурные удлинения компенсируются за счет деформаций труб на отдельных участках, состоящих из колен и прямых труб (рис. 22-10). Деформация труб сопровождается поперечным перемещением деформируемых участков. Величина поперечного перемещения трубопровода в некоторых случаях (например, при тупых углах) может заметно превышать величину теплового удлинения. Компенсирующая способность трубопровода зависит от конфигурации трассы и
Достоинствами способа самокомпенсации температурных удлинений трубопроводов являются: простота устройства, отсутствие необходимости в уходе, разгруженность неподвижных опор от усилий внутреннего давления. Недостаток этого способа заключается в том, что поперечные перемещения деформируемых участков труб требуют увеличения ширины непроходных каналов и затрудняют применение засыпных изоляций и бесканальных конструкций.
Компенсация температурных удлинений может быть осуществлена так же при помощи специальных компенсаторов.
При оценке пожарной опасности жидкостей в закрытых емкостях и аппаратах рекомендуется пользоваться температурными пределами воспламенения, а в условиях производственного помещения или на воздухе, где могут образовываться взрывоопасные
В производстве ацетилена при нагревании до высоких температур газовых реагентов (природный газ, кислород) в случае аварии, например прогорания труб подогревателей, возможны образование взрывоопасных смесей, расплавление футеровки аппаратов и т. д. Для безопасного нагревания природного газа необходимо ограничивать этот процесс определенными температурными пределами, так как при высоких температурах может протекать крекинг метана до образования сажи. В свою очередь, наличие сажи может вызвать преждевременное горение метано-кислородной смеси, забивку трубопроводов и т. д. Заметное разложение метана наблюдается при 690—750 °С, поэтому его нагревают обычно до температуры не выше 700 °С.
Объем емкостных технологических аппаратов бывает полностью или частично заполнен горючими жидкостями. Аппараты, не заполненные до предела, имеют паровоздушное пространство, которое постепенно насыщается парами. Концентрация паров в паровоздушном пространстве аппаратов и емкостей с горючими однородными жидкостями и растворами зависит от температуры. Взрывоопасные (воспламеняемые) концентрации паров в закрытых аппаратах с горючими жидкостями и газами образуются, когда рабочая температура жидкости находится в 'интервале между нижним и верхним температурными пределами воспламенения. В таких случаях создается пожаровзрывоопасная ситуация. Для устранения этого в процессе эксплуатации проводятся профилактические мероприятия, исключающие возможность образования аварийных ситуаций. К этим мероприятиям относятся ликвидация паровоздушного объема; исключение условий эксплуатации, способствующих недопустимому изменению рабочей температуры; защита паровоздушного пространства инертной средой; введение специальных флегматизирующих составов в аппарат и др.
Вэрываемость паров жидкостей может характеризоваться также температурными пределами восплам'ене-ния (взрываемости). Концентрация паров .горючей жидкости в замкнутом объеме зависит от температуры жидкости: чем ниже будет температура, тем меньше будет насыщенных паров над ее поверхностью, и наоборот. Для всякой жидкости существует минимальная температура, при которой могут образоваться насыщенные пары над ее поверхностью и,Следовательно, возможен взрыв от импульса воспламенения. Эта низшая температура жидкости, при которой насыщенные пары ее с воздухом в замкнутом объеме образуют смесь, уже способную воспламеняться при поднесении к ней источника воспламенения, называется нижним температурным пределом воспламенения.
На практике для определения степени взрывоопасное™ многих операций иногда удобнее пользоваться Температурными пределами, так как для установления концентрационных пределов.необходимо иметь газоанализаторы или- лабораторные анализы, а для определения температурных пределов достаточно иметь термометры. —
Взрываемость паров жидкостей может характеризоваться также температурными пределами воспламенения.
Температура вспышки является низшей температурой, при которой жидкость становится особо опасной в пожарном отношении, поэтому ее величина принята в основу классификации горючих жидкостей по степени их пожарной опасности. Пожаровзрывоопасность жидкостей может характеризоваться также температурными пределами воспламенения ее паров.
Температурные пределы воспламенения паров в воздухе. Температурными пределами воспламенения паров в воздухе называются такие температуры вещества, при которых его пары, находясь в равновесии с жидкой или твердой фазой, образуют в воздухе концентрации, равные соответственно нижнему или верхнему концентрационным пределам воспламенения.
взрывчатой смеси. При повышении температуры концентрация горючего возрастает и наконец достигает нижнего предела взрываемости, после чего ее 'повышение увеличивает взрывоопасность газовой фазы до достижения сте-хиометрического состава.. Дальнейшее нагревание приводит в конце концов к достижению верхнего предела взрываемости, равновесная смесь снова перестает быть взрывчатой. Таким образом, смеси, образованные насыщенным паром, взрывчаты в определенном диапазоне температур — между температурными пределами взрываемости — нижним Гтщ и верхним Гтах. При фиксированном общем давлении и составе атмосферы температурные пределы также представляют собой физико-химические константы горючего. Значения Гт1п для некоторых горючих приведены в Приложении 5.
При повышении температуры концентрация горючего в равновесной смеси возрастает. При определенной температуре образуется наиболее опасная смесь — стехиометрического состава. Дальнейшее повышение температуры дает паро-газовые смеси, богатые горючим, взрывоопасность смесей уменьшается. Наконец, достигается температура, соответствующая содержанию горючего, равному верхнему концентрационному пределу. При дальнейшем повышении температуры равновесные паро-газовые смеси становятся негорючими. Таким образом, смеси, образованные насыщенным паром, соприкасающимся с резервуаром жидкого горючего, взрывчаты только в определенном диапазоне температур между температурными пределами взрываемости. За этими пределами равновесные смеси не горючи.
Таким образом, при фиксированном давлении смеси, содержащие насыщенный пар, взрывчаты только в определенном диапазоне температур — между температурными пределами взрываемости rmin И Гтах(Т'кр).
 Читайте далее:
 Теплового равновесия
Теплового состояния
Тепловому механизму
Термических напряжений
Термической обработки
Термическое разложение
Термического разложения
Термическую обработку
Трубопроводах работающих
Территорий промышленных
Территорией предприятия
Территории организации производятся
Территории прилегающей
Территории промышленного предприятия
Территории сооружений
|
