РАЗДЕЛ 2.
СИСТЕМАТИЗАЦИЯ КОНСТРУКТИВНЫХ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ЗАДАЧИ ЭКСПЕРТНОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ
2.1. Зонирование и классификация степени агрессивности воздействий на примере коксохимических предприятий
Для расчета остаточного ресурса конструкций необходимо систематизированное описание коррозионных сред с учетом статистических закономерностей описания атмосферных и технологических воздействий.
Зонирование выполняется на основании изучения технологической и конструкторской документации объекта. Результатом зонирования является определение состава однородных конструктивных элементов и характеристик параметров коррозионных воздействий [123].
В качестве основных параметров коррозионной агрессивности эксплуатационных воздействий рассматриваются: продолжительность общего увлажнения поверхности, ?общ; продолжительность увлажнения поверхности адсорбционной пленкой влаги, ?адс; концентрация коррозионно-активных компонентов среды cx.
Оценка степени агрессивности воздействий режима эксплуатации цехов ОАО ЯКХЗ выполнена на основе методики [32], включающей последовательное рассмотрение следующих задач:
- определение программы и порядка выполнения натурного освидетельствования внутрицеховых сред на основе системного анализа;
- формализованного описания результатов оценки температурно-влажностного режима (ТВР) эксплуатации стальных конструкций;
- формирование базы данных коррозионного состояния.
Системный анализ технологических и конструктивных особенностей объекта позволил произвести зонирования внутрицеховых сред по составу и интенсивности коррозионных воздействий. Наиболее неблагоприятное влияние на техническое состояние конструкций оказывают средне-, высоко-, сильноагрессивные воздействия, связанные с производственным циклом коксохимических заводов. Анализ состава и концентрации технологических выделений свидетельствует о преобладающем воздействии коррозионно-активных компонентов в комплексе газовых выделений в виде сернистого ангидрида, сероводорода, цианистого водорода, аммиака и серной кислоты.
Для решения задачи количественной оценки коррозионных воздействий разработана программа стендовых испытаний, которая предусматривает проведение экспериментальных измерений в однородных зонах эксплуатации с целью классификации агрессивных сред по степени агрессивности воздействий на элементы стальных конструкций в соответствии с требованиями [149, 150].
Определение показателей коррозионной агрессивности выполняется в характерных точках однородных зон эксплуатации строительных конструкций. Характерной точкой для участка или зоны натурного обследования является такое расположение измерительных приборов, при котором в пределах установленной зоны влияние технологических факторов на формирование эксплуатационной среды принимается одинаковым.
Изучение производственных процессов позволило выполнить описание основных технологических воздействий и конструкций, эксплуатирующихся за расчетным ресурсом (таблица 2. 1).
Расположение характерных точек и выбор однородных зон эксплуатации на примере цехов сероочистки и улавливания приведен в приложении А.
Таблица 2. 1
Характеристика режима эксплуатации основных стальных конструкций коксохимических предприятий
Наименование объектаОсновные конструкции зданий и сооруженийХарактеристика агрессивных выделенийОбозначение1 Цех
ректификацииЭстакады трубопроводов, опоры, конструкции ректификационных колоннокислы углерода, угольная пыль, сернистый ангидрид, сероводород, пары бензола, фенола. t max= 60оС, W = 95...98%У1Цех углеподготовкиСтропильные фермы, транспортерные галереиокислы углерода, угольная пыль, сернистый ангидрид, сероводород, t max= 60оСУ1Цех
улавливанияЭтажерки, опорные площадки, колонны, опоры, резервуарыокислы углерода, угольная пыль, сернистый ангидрид, сероводород, аммиак, цианистые соединения, аэрозоли сернистой кислоты, t max= 40оС, W = 95...98%У1Цех
газопередачиЭстакады трубопроводов, опорные площадки, этажерки, подкрановые балки окислы углерода, угольная пыль, сернистый ангидрид, сероводород, пары бензольных углеводов, t max= 60оС, W = 95...98%У1Цех сероочисткиКонструкции скрубберов, резервуаров, несущие конструкции склада солиокислы углерода, угольная пыль, сернистый ангидрид, сероводород, окислы азота, цианистые соединения, t max= 60оС, W = 95...98%У1Коксовый цехТранспортные галереи, конструкции тушильной башни, площадки коксовых батарейокислы углерода, угольная пыль, сернистый ангидрид, сероводород, аммиак, фенол, водяные пары,
t max= 120оС, W = 95...98%. У1
Подготовка, организация и проведение натурного экспериментального исследования проведены с учетом установленных стандартных методик испытания [45, 40]. Для обеспечения возможности статистического анализа степени агрессивности сред использованы серии образцов размером 50х50 мм, толщиной 4 мм из различных марок сталей, размещенные в тридцати одной однородной зоне эксплуатации 6 основных цехов ОАО "Ясиновский КХЗ". Общее количество испытываемых образцов составило 279 шт.
Анализ технологических процессов коксохимического производства, состава и концентрации агрессивных воздействий на элементы строительных конструкций позволяет установить степень агрессивности режима эксплуатации (таблица А. 3 приложения). Результаты гравиметрического контроля в однородных зонах эксплуатации после 1 года испытаний представлены в таблице А. 2.
Расчет степени агрессивности воздействий по результатам стендовых испытаний выполнен по данным промежуточного контроля коррозионных потерь методом наименьших квадратов. Проверка однородности дисперсий результатов натурных исследований производилась по критерию Кохрена при 5% уровне значимости. Адекватность расчетных значений коррозионных эффектов устанавливалась по табличному значению критерия Фишера. Показатель точности полученных экспериментальных данных натурного испытания стальных образцов изменяется в интерва