Вопросам продления срока службы трубчатых печей и подогревателей для нагрева нефтяных эмульсий, нефти при их промысловой подготовке на опасных производственных объектах посвящена эта статья. В статье рассмотрены дефекты и причины их возникновения.
Ключевые слова: техническая диагностика, печь трубчатая блочная, трубчатый змеевик.
На установках подготовки нефти используются трубчатые блочные печи и подогреватели с промежуточным теплоносителем (далее — печи нагрева). Работоспособность печей нагрева зависит от качества проектирования, изготовления и эксплуатации.
Качество проектирования зависит от методов расчета на прочность и долговечность. Критерии и коэффициенты запасов прочности в настоящее время достаточно обоснованы. Существующие методы расчета на прочность и остаточного ресурса требуют учитывать временные факторы повреждаемости, таких как коррозия, ползучесть, цикличность нагружения и фактических данных о состоянии металла.
Срок службы печей нагрева устанавливаемый заводом изготовителем составляет от 6 до 10 лет.
Обеспечение надежной работы печей нагрева при условии соблюдения режима эксплуатации, указанного в инструкции завода-изготовителя, требует контроля всех указанных параметров и периодического проведения технического освидетельствования. По истечении расчетного срока службы печи нагрева проводится полное техническое диагностирование, которое является основной и трудоёмкой частью экспертизы промышленной безопасности.
Из опыта диагностических работ проводимых на печах нагрева можно сделать некоторые выводы.
Наиболее ответственной частью печи нагрева является трубчатый змеевик (далее — змеевик).
Для змеевика, в котором производится нагрев сероводородных и окислительных серосодержащих сред основными характеристиками, определяющими его работоспособность, становятся физико-химические свойства рабочей среды и металла, степень защищенности змеевика от коррозии [1].
Отказы змеевика в начальный период эксплуатации происходят из-за дефектов металла и сварных швов, т. к. они являются концентраторами напряжений. К таким можно отнести:
брак металла труб (расслоение, задиры, закаты, неметаллические включения и т. д.);
брак заводского шва (трещины, непровары, поры, подрезы, шлаковые включения и т. д.);
хрупкость наплавленного металла в заводском шве или в околошовной зоне.
При дальнейшей эксплуатации основным видом разрушения змеевика является коррозия. В условиях воздействия сероводородсодержащих продуктов имеют место практически все основные виды разрушений локализованной (язвенное, точечное) и общей (равномерная и неравномерная) коррозии.
Основные виды износа змеевика:
коррозия внешней стенки трубы под воздействием кислорода и водяного пара газового топлива на металл;
коррозия внутренней стенки трубы под влиянием продуктов распада сернистых соединений до момента отложения кокса;
отложение кокса, что ведет к перегреву стенки трубы, появлению отдулин и прогаров;
внутренние напряжения в трубе, возникающие из-за неравномерного распределения теплового потока;
деформация труб из-за обрыва крепления трубных досок.
Наиболее опасна коррозия на участках, где продукты сгорания газового топлива охлаждаются до точки росы. Влага, которая выделяется на поверхностях труб, омываемых топливными газами, растворяет содержащийся в газах серный ангидрид, и образующая серная кислота интенсивно разрушает металл труб [2]. Такими участками в печах трубчатых блочных являются места прохода труб змеевика через корпус теплообменной камеры.
Исходя из выше изложенного, хотелось бы отметить, что от состояния и долговечности змеевика зависит продолжительность непрерывной работы печи. Поэтому выявлению причин износа змеевика следует уделять особенно большое внимание.
Литература:
- Ибрагимов И. Г., Хабиев Р. Х., Затолокин С. В. Исследование влияния не стационарности температурного поля в трубчатой печи на износ трубчатого змеевика// Роль технической диагностики в обеспечении промышленной и экологической безопасности на объектах нефтегазохимического комплекса. -Уфа, 1995
- Богданов Е. А. Основы технической диагностики нефтегазового оборудования. Учеб. пособие для вузов. Высш. шк, 2006.
