автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Инженерный анализ ресурса трубчатых элементов печей конверсии углеводородов

На правах рукописи КОРОСТЫЛЁВ АЛЕКСАНДР ВЛАДИМИРОВИЧ

ИНЖЕНЕРНЫЙ АНАЛИЗ РЕСУРСА ТРУБЧАТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПЕЧЕЙ КОНВЕРСИИ УГЛЕВОДОРОДОВ

05.02ЛЗ - Машины, агрегаты и процессы (химическая промышленность)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2009

003486666

Работа выполнена в ГОУ ВПО Московский государственный университет инженерной экологии (МГУИЭ)

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Луганцев Леонид Дмитриевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Бердышев Борис Васильевич

кандидат технических наук Филимонов Михаил Александрович

Ведущая организация: ЗАО «Метанол и азотные процессы»

Защита состоится 17 декабря 2009 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д212.145.01 в Московском государственном университете инженерной экологии, 105066 г. Москва, ул. Старая Басманная, 21/4, аудитория имени Л.А. Костандова (Л-207).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета инженерной экологии

Автореферат разослан 13 ноября 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Трифонов С.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Трубчатые печи конверсии углеводородов являются одним из наиболее сложных и дорогих видов оборудования, ключевым составным элементом в технологических схемах производств аммиака, метанола и водорода. Производство минеральных удобрений, широко используемых в нашей стране и поставляемых за рубеж, также невозможно без проведения каталитических процессов конверсии углеводородов, которые реализуются в настоящее время в трубчатых печах. При этом надёжность работы печи определяется долговечностью реакционных труб, испытывающих в процессе эксплуатации значительные нагрузки. Обоснование работоспособности и ресурса рассматриваемых элементов оборудования является актуальной научно-технической задачей.

Реакционные трубы печей конверсии углеводородов предназначены для длительной работы (до 100 тыс. часов) в условиях высоких температур (до 1000 °С) и давлений (до 4 МПа). Повышенные рабочие температуры вызывают деформации ползучести конструкционного материала. Условия работы реакционных труб требуют применения специальных жаропрочных и жаростойких материалов.

Реакционные трубы печей эксплуатируются в большинстве случаев вплоть до достижения ими предельных состояний. Постепенно развивающиеся процессы ползучести приводят к отказам, а повреждённость материала трубчатых элементов не всегда может быть выявлена методами не-разрушающего контроля. Сложность применения неразрушающих средств контроля для мониторинга остаточного ресурса изделий определяет актуальность развития методов компьютерного анализа, основанных на положениях механики вязкоупругой сплошной среды.

Оперативное решение трудоёмких задач обоснования работоспособности трубчатых элементов печей конверсии углеводородов с учётом конкретных условий эксплуатации, достоверная оценка их ресурса возможны лишь при помощи современной вычислительной техники. Возникает настоятельная необходимость в разработке математических моделей, методов и алгоритмов решения задач, позволяющих достичь новых рубежей точности, степени полноты и надёжности получаемых результатов. Актуальной становится проблема численной реализации новых методов расчёта, созда-

ния на этой основе математического и программного обеспечения для ЭВМ.

Актуальность указанной проблемы определила выбор направления исследований и основное содержание работы.

Цель работы.

Разработка метода и алгоритма инженерного анализа ресурса трубчатых элементов печей конверсии углеводородов, на основе математических моделей с учётом вероятностного характера температурного воздействия;

Численная реализация метода расчета ресурса трубчатых элементов печей, связанная с разработкой математического и программного обеспечения для ЭВМ;

Проведение численных исследований ресурса реакционных труб печей при различных режимах работы оборудования.

Научная новизна:

предложена математическая модель скорости установившейся ползучести материалов трубчатых элементов печей конверсии углеводородов;

на основе теории течения нестационарной ползучести разработаны метод и алгоритм инженерного анализа ресурса трубчатых элементов печей конверсии углеводородов с учётом вероятностного характера температурного воздействия;

методами численного эксперимента исследованы характерные особенности работы реакционных труб печей конверсии углеводородов в широком диапазоне параметров нагружения.

Все основные результаты работы получены лично автором.

Обоснованность научных результатов определяется тем, что в работе использованы известные теоретические положения механики деформируемого твердого тела. Достоверность результатов подтверждается удовлетворительным согласованием расчётных величин скорости установившейся ползучести с экспериментальными данными.

Практическую ценность представляют метод и алгоритм инженерного анализа ресурса трубчатых элементов высокотемпературных печей, реализованные в виде математического и программного обеспечения для ЭВМ, результаты исследований характерных особенностей работы реакционных труб печей конверсии углеводородов.

Автор защищает:

математическую модель ползучести материалов трубчатых элементов печей конверсии углеводородов;

метод и алгоритм автоматизированного расчёта ресурса трубчатых элементов печей конверсии углеводородов;

результаты исследования ресурса реакционных труб печей конверсии углеводородов в широком диапазоне параметров нагружения.

Апробация работы и научные публикации. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на XXI Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях» в Саратовском государственном техническом университете в 2008 г.; VI международной научно-практической конференции «Экологические проблемы индустриальных мегаполисов» в г. Москве в 2009 г; XXII Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях» в Псковском государственном политехническом институте в 2009 г. Содержание работы представлено в 10 публикациях.

Объем работы. Диссертация содержит введение и четыре главы, 112 страниц машинописного текста, 48 рисунков, 14 таблиц, список литературы - 114 источников и 5 приложений на 35 страницах. Общий объем работы без приложений - 122 страницы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, изложены цель, научная новизна, практическая ценность диссертации, основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе дано обоснование выбора объекта и направления исследований, проанализировано современное состояние теории надёжности машин и конструкций, представлен литературный обзор печатных работ по тематике диссертации.

Технические условия эксплуатации реакционных труб печей конверсии углеводородов определяют вероятностный характер температурного воздействия. Даже при соблюдении технологической дисциплины выходы значений температуры изделий за границы номинальных значений возможны. Такие перегревы чрезвычайно опасны, существенно снижая остаточный

ресурс труб, они приводят к аварийным разрушениям. Использование нормативно-технической документации при проектировании трубчатых элементов печей приводит к завышенным оценкам ресурса и не позволяет оценить опасность возможных перегревов.

Основным фактором, вызывающим повреждения реакционных труб печей, является ползучесть материала изделий. Работа в условиях ползучести приводит к изменению геометрических параметров трубчатых элементов, образованию пор ползучести с последующим хрупким разрушением. В материале трубчатых элементов печей конверсии углеводородов реализуется случай диффузионной ползучести, характерной для высоких температур и относительно небольших напряжений.

Типичные разрушения трубчатых элементов высокотемпературных печей вследствие ползучести материала имеет вид локальных трещин на участках трубы, которые подвергались наибольшему перегреву.

Расчёт элементов конструкций, работающих в условиях высоких температур, ведут с применением теорий ползучести, учёт деформаций ползучести оказывается совершенно необходимым для оценки долговечности изделий. Современное состояние механики материалов и конструкций и прикладных методов расчёта машин и конструкций позволяет с большой степенью достоверности прогнозировать поведение механических систем при заданных свойствах конструкционных материалов и внешних воздействиях. Стохастический характер нагрузок обуславливает применение вероятностных методов при исследовании ресурса трубчатых элементов печей конверсии углеводородов.

При изучении научно-технической литературы установлено, что научные труды, касающиеся расчётной оценки ресурса реакционных труб печей конверсии углеводородов, практически отсутствуют. Проблема создания новых методов и алгоритмов расчёта ресурса трубчатых элементов высокотемпературных печей, позволяющих получить с достаточной степенью точности математическое описание процесса накопления повреждений ползучести изделий, исследования на основе этих методов и алгоритмов характерных особенностей работы оборудования является актуальной.

Во второй главе приведён анализ закономерностей вязкоупругого деформирования материалов трубчатых элементов печей конверсии углеводородов. Для изготовления трубчатых элементов печей конверсии в нашей

стране и за рубежом наиболее широкое применение получили сталь 45Х25Н20С и сплав 45Х25Н35БС. Выработка ресурса рассматриваемых элементов оборудования связана с накоплением необратимых повреждений вследствие развития процессов ползучести применяемых материалов. Расчётная оценка долговечности трубчатых элементов печей конверсии зависит в первую очередь от прогнозирования характеристик установившейся ползучести на полный срок службы по результатам испытаний ограниченной длительности.

Для рассматриваемых материалов зависимость скорости установившейся ползучести от напряжения и температуры нелинейная. В интервалах рабочих напряжений и температур скорость установившейся ползучести у стали 45Х25Н20С выше, чем у сплава 45Х25Н35БС. На основании результатов технического диагностирования реакционных труб печей конверсии углеводородов и наблюдений за их многолетней эксплуатацией установлено, что допускаемые деформации ползучести трубчатых элементов печей находятся в пределах 1,5-2 %.

Анализ существующих моделей скорости ползучести жаропрочных материалов позволил выбрать модель, наиболее полно отражающую закономерности вязкоупругого деформирования применяемых материалов в условиях эксплуатации:

у^Г^Л.^/^-ех 0)

где А, В, С, п - параметры модели (1); а, - интенсивность напряжений, МПа; а" - предел текучести материла при Т - 20 °С, МПа; Т-температура изделия, °С.

Уравнение (1) совпадает с экспериментальной зависимостью уо = /{ао>т), которую получают при испытаниях образцов конструкционного материала при простом растяжении.

Для определения параметров А, В, С, п в уравнении (1) использовали данные испытаний на ползучесть опытных образцов из стали 45Х25Н20С и сплава 45Х25Н35БС.

Параметры математической модели (1) определяли двумя методами, в соответствии с которыми поставленную задачу сводили к минимизации функций

Ф= -1п/(а0,Т,А,В,С,п)^ , (2)

(3)

на множестве управляемых параметров А, В, С, п. В выражениях (2)-(3): к~ число испытаний; ^ - экспериментальные значения скорости деформаций ползучести; /(и0,Т) - скорости деформаций ползучести, вычисленные соответственно по уравнению (1).

Задачу минимизации функции Ф сводили к решению системы линейных алгебраических уравнений. Задачу минимизации функции 5 решали методом сканирования пространства параметров Л, В, С, п.

Степень отклонения расчетных значений скорости деформаций ползучести от экспериментальных значений оценивали по величине

* = , I(ус-Ка0,Т,А,В,С,п))21Ъ(ус)2 . (4)

V1=1 /=/

Результаты расчётов показали, что минимизация функции 5 повышает качество аппроксимации исходных данных по сравнению с минимизацией функции Ф. Степень отклонения расчетных значений скорости деформаций ползучести стали 45Х25Н20С от экспериментальных значений при минимизации функции Ф составила 8 = 0,040, при минимизации функции 5- 8 = 0,020.

Третья глава посвящена разработке метода и алгоритма инженерного анализа ресурса трубчатых элементов печей конверсии углеводородов.

Трубчатый элемент печи рассматривали как цилиндрическую оболочку, нагруженную внутренним давлением д и осевым усилием N при температурном воздействии Т. Математическую модель вязкоупругого деформирования изделий строили на основе теории течения нестационарной ползучести. Уравнения вязкоупругого течения, связывающие приращения напряжений и деформаций в процессе нагружения конструкции:

{&} = [ве\с1сг} + {/у + {¿ес\, (5)

где вектор полных деформаций; {¿а} - вектор напряжений;

\(1Т - вектор температурных деформаций; [с/й"' } - вектор деформаций

ползучести; \ве\ - матрица коэффициентов упругости.

Температуру изделия Т рассматривали как случайную величину, распределённую по нормальному закону в интервале Т0 -АТ < Т < Ти + АТ .

Интенсивность скорости деформаций ползучести и- также является случайной величиной и связана с температурой изделия функциональной зависимостью = <р(Т).

Учитывая, что функция <р(Т) является непрерывной строго возрастающей функцией случайного аргумента Т, функцию плотности распределения интенсивности скорости деформаций ползучести определяли из соотношения

= (б) ск>{

где \у(уЧ) - функция, обратная функции <р(Т).

г <

Функции распределения Т(Т") = | /(Т)с1Т и ) = \g^yci)dv(¡ рас-

-<Х1 —СО

сматриваемых случайных величин Г и \\ одинаковы.

При построении математической модели кинетики процесса вязкоуп-ругого деформирования изделия вводили временной параметр г, определяющий развитие процесса ползучести. Полагали, что время смены режима нагружения конструкции невелико по сравнению со временем работы изделия при установившемся режиме.

Для решения задачи о расчёте ресурса изделия применяли шаговый метод. Программу нагружения цилиндрической оболочки разбивали на ряд шагов, расчёт которых вели последовательно. На каждом шаге механические характеристики конструкционного материала считали постоянными и

равными их значениям в конце предыдущего шага. Решение выполняли в геометрически нелинейной постановке с учетом изменения конструктивных параметров изделия в процессе развития деформаций ползучести.

Параметры напряжённо-деформированного состояния трубчатого элемента печи определяли по уравнениям теории оболочек.

Приращения компонентов деформации ползучести на шаге нагруже-ния вычисляли по формуле

(7)

с с

где v¡y =—— V, - компоненты скорости ползучести; ¡у - компоненты де-2-а1

виатора напряжений; Ат - время работы изделия на шаге нагружения; 1,3=1,2,3.

Алгоритм численного анализа процесса ползучести трубчатых элементов печи на шаге нагружения для заданного значения вероятности безотказной работы Р включает следующие операции:

1. Определяем параметры напряжённо-деформированного состояния трубчатого элемента печи.

2. Методом последовательных приближений решаем уравнение

т

\ ехр

Т0~АТ

СТ-М)

2сг2

(¡Т = 4Ъга-Р, (8)

где М ист- математическое ожидание и среднее квадратическое отклонение величины Т. В результате находим значение Т , удовлетворяющее условию Р(Т < Т) - у, где Р{Т < Т) - вероятность события Т < Т .

3. По формуле (1) находим величину интенсивности скорости деформаций ползучести V, , соответствующую значению Т .

4. По формуле (7) определяем приращения компонентов деформации ползучести Ае^ на шаге нагружения Ат .

5. Находим приращения геометрических параметров трубчатого элемента печи на шаге нагружения и значения этих параметров в конце шага.

В результате численного анализа процесса ползучести находим значения параметров состояния изделий на заданном интервале изменения временного параметра т , получая, таким образом, полное описание кинетики нестационарного вязкоупругого деформирования конструкции с заданной вероятностью безотказной работы.

Реализация разработанного метода расчёта осуществлена в виде программного обеспечения. Программный комплекс TubeLife имеет модульную структуру, функционирует в операционных системах Windows 2000/ХР, удовлетворяет всем основным критериям качества (наличие необходимых и достаточных вычислительных процедур, дружественный интерфейс, удобство ввода информации, наличие графического инструментария для визуализации результатов расчёта, поддержка создания отчётов, расширяемость) и позволяет выполнять:

- численный анализ ресурса трубчатых элементов печей конверсии при различных режимах нагружения в условиях вероятностного характера температурного воздействия;

- прогнозирование ресурса трубчатых элементов печей конверсии с заданной вероятностью безотказной работы;

- компьютерный мониторинг остаточного ресурса рассматриваемого оборудования в режиме реального времени.

Программный комплекс TubeLife зарегистрирован в Федеральном государственном учреждении «Федеральный институт промышленной собственности Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам».

В четвёртой главе приведены результаты численного исследования ресурса реакционных труб печей конверсии углеводородов. Вычисления выполняли с использованием программного комплекса TubeLife. Цель численного исследования заключалась в изучении характерных особенностей вязкоупругого деформирования трубчатых элементов печей, расчёте показателей безотказности и долговечности изделий для номинальных и форсированных режимов нагружения оборудования с учётом вероятностного характера температурного воздействия. Численные исследования проводили

для различных режимов работы печей конверсии углеводородов установок производств аммиака и метанола.

Исходные данные для расчёта реакционных труб печей конверсии в производстве аммиака:

- внутреннее рабочее давление парогазовой смеси ц = 3-^4 МПа;

- рабочая температура стенки трубчатого элемента Т0= 900^-1000 °С;

- типоразмер труб 115x10 мм;

- материал труб сталь 45Х25Н20С, сплав 45Х25Н35БС.

Исходные данные для расчёта реакционных труб печей конверсии в производстве метанола:

- внутреннее рабочее давление парогазовой смеси </ = 2-^2,5 МПа;

- рабочая температура стенки трубчатого элемента Т0= 950^-1050 °С;

-типоразмер труб 115><10 мм;

- материал труб сталь 45Х25Н20С, сплав 45Х25Н35БС.

В таблице 1 приведены значения ресурса реакционных труб из сплава 45Х25Н35БС для номинального (д=2,25 МПа; Т0- 1000°С) и форсированных режимов нагружения печи конверсии установки производства метанола.

Расчёт проводили для значений вероятности безотказной работы = 0,9 , Рг = 0,99, Ръ - 0,997 с учётом изменения конструктивных пара-

Таблица 1

Режим нагружения Ресурс, ч., для вероятности безотказной работы

0,9 0,99 0,997

<7=2,25 МПа; Т„= 1000°С 317 500 208 800 167 900

<7=2,25 МПа; Т0= 1025°С 122 600 81 900 66 400

<7=2,25 МПа; Т0= 1050°С 49 100 33 300 27 200

<7= 2,5 МПа; Т0= 1000 °С 158 400 104 200 83 800

д= 2,5 МПа; Т0= 1025 °С 61 200 40 900 33 100

метров реакционных труб и прекращали при достижении предельных деформаций ползучести 1,5 %. При максимально допустимом отклонении температуры стенки от рабочего значения АТ =30 °С перегрев труб составлял 13 °С, 24 °С и 30 °С для вероятностей Р], Р2 и Р3 соответственно. Результаты расчёта (табл. 1) показали, что с увеличением вероятности безотказной работы расчётная оценка ресурса реакционных труб резко снижается.

Реакционные трубы из жаропрочного сплава 45Х25Н35БС сохраняют высокие значения показателей безотказности и долговечности даже для форсированных режимов нагружения. На основании расчётов построены диаграммы, позволяющие определять ресурс реакционных труб при различных режимах работы печи конверсии углеводородов. На рис. 1 представлены значения ресурса т с вероятностью безотказной работы Р = 0,997 для рассматриваемых режимов нагружения печи конверсии установки производства аммиака, перегрев труб составлял АТ =30 СС при рабочем значении температуры изделий Т0. Расчётная оценка ресурса реакционных труб из стали 45Х25Н20С принимает более низкие значения по сравнению с ресурсом труб из сплава 45Х25Н35БС (см. рис. 2).

Коэффициент вариации ресурса У(т) трубчатых элементов значительно превышает коэффициент вариации температуры стенки изделий У(Т). Расчёт проводили для значений коэффициента вариации температуры изделий У,(Т) = 0,010, У2(Т) = 0,015, У3(Т) = 0,020. При рабочей температуре изделий Т0 - 1000 °С максимально возможные перегревы АТ составляли 30 °С, 45 °С и 60 °С для У,(Т), У2(Т) и У3(Т) соответственно. Как видно из рис. 3, для коэффициента вариации температуры стенки трубчатых элементов У](Т) = 0,010 при рабочем значении температуры изделий Т0 = 1000 °С коэффициент вариации ресурса рассматриваемых элементов составил ГДг)*0,4.

Рис. 1. Ресурс, ч., для вероятности безотказной работы Р = 0,997 реакционных труб из сплава 45Х25Н35БС печи конверсии установки производства

аммиака

Рис. 2. Зависимость ресурса реакционных труб из стали 45Х25Н20С от параметров нагружения печи конверсии установки производства аммиака

Рис. 3. Зависимость коэффициента вариации ресурса V(r) трубчатых элементов печи от коэффициента вариации температуры стенки изделий

V(T) при Т0 = 1000 "С

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В результате выполненных в настоящей работе исследований решена важная научно-техническая задача обоснования работоспособности и ресурса реакционных труб печей конверсии углеводородов.

На основе теории течения нестационарной ползучести разработаны метод и алгоритм расчёта ресурса трубчатых элементов печей конверсии углеводородов с учётом изменения конструктивных параметров изделий и вероятностного характера температурного воздействия. Предложена математическая модель скорости установившейся ползучести материалов трубчатых элементов печей конверсии углеводородов. Численная реализация разработанного метода расчёта ресурса трубчатых элементов печей осуществлена в виде математического и программного обеспечения для ЭВМ. Методами численного эксперимента исследованы характерные особенности работы реакционных труб печей конверсии установок производств аммиака и метанола, получены значения показателей безотказности и долговечности реакционных труб для различных режимов нагружения печи конверсии с

учётом возможных перегревов, установлено влияние колебаний температурного воздействия на ресурс рассматриваемых изделий.

Анализ полученных результатов показал, что деформации ползучести реакционных труб печей конверсии углеводородов для наиболее жёстких режимов нагружения достигают предельных значений за весьма малые промежутки времени, существенное влияние на развитие процессов ползучести оказывают изменения конструктивных параметров изделий. Жаропрочный сплав 45Х25Н35БС оказывает большее сопротивление жёстким условиям эксплуатации по сравнению со сталыо 45Х25Н20С.

Показано, что значения показателей безотказности и долговечности реакционных труб печей конверсии углеводородов при увеличении дисперсии температуры стенки труб резко снижаются, что указывает на необходимость жёсткого контроля за температурой изделий и предотвращения их длительных перегревов. Установлено, что относительно небольшая дисперсия температуры стенки трубчатых элементов печи влечёт за собой значительную дисперсию ресурса рассматриваемых изделий.

Результаты выполненных исследований позволили разработать практические рекомендации по повышению надёжности реакционных труб печей конверсии углеводородов. Разработанные метод и алгоритм инженерного анализа ресурса трубчатых элементов печей конверсии углеводородов обладают достаточной общностью для оценки и прогнозирования ресурса аналогичных объектов в химической и смежных отраслях промышленности.

Программный комплекс ТиЬеЫГе применяли для проведения компьютерного мониторинга ресурса реакционных труб печи конверсии агрегата аммиака АМ-76 в ОАО «Тольяттиазот».

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Коростылёв A.B., Луганцев Л.Д. Инженерный анализ надёжности и ресурса реакционных труб печей конверсии метана // Химическое и нефтегазовое машиностроение, 2009. № 6, с. 24-25.

2. Коростылёв A.B., Луганцев Л.Д. Моделирование процесса ползучести реакционных труб печей конверсии углеводородных газов // Заводская лаборатория. Диагностика материалов, 2009. Т. 75. № 11, с. 51-53.

3. Коростылёв A.B., Луганцев Л.Д. Расчёт надёжности реакционных труб печи конверсии метана в производстве метанола // Экологические проблемы индустриальных мегаполисов. Сборник трудов VI международной научно-практической конференции. - М.: МГУИЭ, 2009, с. 141-144.

4. Коростылёв A.B., Сергеев А.Д., Луганцев Л.Д. Расчёт надёжности и ресурса трубчатых элементов высокотемпературных печей // Экологические проблемы индустриальных мегаполисов. Сборник трудов VI международной научно-практической конференции. -М.: МГУИЭ, 2009, с. 168-169.

5. Луганцев Л.Д., Коростылёв A.B. Компьютерный мониторинг несущей способности и долговечности реакционных труб высокотемпературных печей конверсии метана// Экологические проблемы индустриальных мегаполисов: Материалы V международной научно-практической конференции-выставки. - Донецк, ДонНТУ Министерство образования и науки Украины, 2008, с. 144-147.

6. Луганцев Л.Д., Коростылёв A.B. Моделирование кинетики упруго-вязкого деформирования трубчатых элементов высокотемпературных печей // Труды НИ РХТУ им. Д.И. Менделеева. Серия: Инженерная механика, материаловедение и надёжность оборудования / РХТУ им. Д.И. Менделеева, Новомосковский институт. Новомосковск, 2008. Вып. № 7, с. 81-87.

7. Луганцев Л.Д., Коростылёв A.B., Мясников С.О. Компьютерный анализ несущей способности и ресурса трубчатых элементов печей конверсии метана // Математические методы в технике и технологиях - ММТТ-21. Сб. научных трудов XXI Международ, науч. конф.: секция 5. - Саратов: изд-во СГТУ, 2008, с. 34-36.

8. Луганцев Л.Д., Коростылёв A.B. Проблема расчётной оценки долговечности реакционных труб печей конверсии метана // XXVI научная конференция профессорско-преподавательского состава и сотрудников НИ РХТУ им. Д.И. Менделеева. Тезисы докладов. Часть II / ГОУ ВПО РХТУ им. Д.И. Менделеева, Новомосковск, 2007, с. 65.

9. Луганцев Л.Д., Коростылёв A.B., Сергеев А.Д. Компьютерный анализ надёжности и ресурса трубчатых элементов высокотемпературного оборудования // Математические методы в технике и технологиях - ММТТ-22. Сб. научных трудов XXII Международ, науч. конф.: секция 5. - Псков: изд-во ПГПИ, 2009, с. 135-138.

10. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ. № 2009614514. Компьютерный анализ надёжности и ресурса трубчатых элементов высокотемпературных печей TubeLife / Коростылёв A.B., Луганцев Л.Д.; МГУИЭ - заявка № 2009613360; заявл. 29.06.2009, зарег. 24.08.2009.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ВЫБОР ОБЪЕКТА И НАПРАВЛЕНИЯ

ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Объект исследований.

1.1.1. Обоснование выбора объекта исследований.

1.1.2. Физико-химические основы процесса конверсии углеводородных газов в трубчатых печах.

1.1.3. Промышленный метод производства технологических газов и водорода.

1.1.4. Конструкции трубчатых печей конверсии, реакционных труб и режимы работы.

1.1.5. Применяемые материалы, их строение и химический состав.

1.1.6. Особенности условий эксплуатации трубчатых элементов печей конверсии.

1.1.7. Обзор характера и причин аварийного разрушения трубчатых элементов печей конверсии

1.2. Выбор направления исследований.

1.2.1. Современное состояние теории надёжности машин и конструкций.

1.2.2. Прогнозирование ресурса элементов конструкций при ползучести.

1.2.3. Анализ работ по исследованию работоспособности и ресурса трубчатых элементов печей конверсии.

Выводы по главе и формулировка задач научного исследования.

ГЛАВА 2. ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ПОЛЗУЧЕСТЬ

МАТЕРИАЛОВ ТРУБЧАТЫХ ПЕЧЕЙ КОНВЕРСИИ.

2.1. Постановка задачи.

2.2. Математическая модель скорости установившейся ползучести материалов трубчатых элементов печей конверсии.

2.2.1. Зависимость скорости ползучести от напряжения

2.2.2. Температурная зависимость скорости ползучести

2.2.3. Обобщённые модели ползучести материалов трубчатых печей конверсии.

2.3. Характеристики установившейся ползучести применяемых жаропрочных материалов.

2.3.1. Механические свойства и скорости установившейся ползучести применяемых материалов.

2.3.2. Методика определения параметров моделей ползучести.

2.3.3. Определение параметров моделей ползучести применяемых материалов.

2.4. Закономерности разрушения применяемых материалов в условиях высокотемпературной ползучести.

Выводы по главе.

ГЛАВА 3. МЕТОД И АЛГОРИТМ РАСЧЁТА РЕСУРСА ТРУБЧАТЫХ

ЭЛЕМЕНТОВ ПЕЧЕЙ КОНВЕРСИИ.

3.1. Постановка задачи.

3.2. Математическая модель надёжности и ресурса трубчатых элементов печей конверсии.

3.2.1. Основные уравнения модели кинетики вязкоупругого деформирования элементов конструкций.

3.2.2.Уравнения для расчёта трубчатых элементов печей конверсии

3.2.3. Доопределение математической модели надёжности и ресурса трубчатых элементов печей конверсии

3.3. Метод решения задачи расчёта ресурса трубчатых элементов печей конверсии.

3.4. Алгоритм расчёта.

3.5. Программное обеспечение метода и алгоритма расчёта ресурса трубчатых элементов печей конверсии.

Выводы по главе.

ГЛАВА 4. КОМПЬЮТЕРНЫЙ АНАЛИЗ НАДЁЖНОСТИ И РЕСУРСА

ТРУБЧАТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПЕЧЕЙ КОНВЕРСИИ.

4.1. Постановка задачи.

4.2. Исследование работы трубчатых элементов печей конверсии при различных режимах нагружения.

4.3. Расчёт надёжности и ресурса трубчатых элементов печей конверсии при различных режимах нагружения.

4.4. Оценка распределений ресурса трубчатых элементов печей конверсии.

4.5. Изучение влияния на надёжность и ресурс трубчатых элементов печей конверсии колебаний температурного воздействия.

Выводы по главе.

Трубчатые печи конверсии углеводородных газов являются одним из наиболее сложных и дорогих видов оборудования, ключевым составным элементом в технологических схемах производств аммиака, метанола и водорода. Производство минеральных удобрений, широко используемых в нашей стране и поставляемых за рубеж, также невозможно без проведения каталитических процессов конверсии углеводородных газов, которые реализуются в настоящее время в трубчатых печах. При этом надёжность работы печи определяется долговечностью трубчатых элементов, испытывающих в процессе эксплуатации значительные нагрузки. Обоснование работоспособности и ресурса рассматриваемых элементов оборудования является актуальной научно-технической задачей.

Трубчатые элементы печей конверсии углеводородных газов предназначены для длительной работы (до 100 тыс. часов.) в условиях высоких температур (до 1000°С) и давлений (до 4 МПа). Повышенные рабочие температуры вызывают деформации ползучести конструкционного материала. Условия работы трубчатых элементов печей конверсии требуют применения специальных жаропрочных и жаростойких материалов.

Трубчатые элементы печей конверсии эксплуатируются в большинстве случаев вплоть до достижения ими предельных состояний. Постепенно развивающиеся процессы ползучести приводят к отказам, а повреждённость материала трубчатых элементов не всегда может быть выявлена методами неразру-шающего контроля. Сложность применения неразрушающих средств контроля для мониторинга остаточного ресурса изделий определяет актуальность развития методов компьютерного анализа, основанных на положениях механики вяз-коупругой сплошной среды.

Оперативное решение трудоёмких задач обоснования работоспособности трубчатых элементов печей конверсии с учетом конкретных условий эксплуатации, достоверная оценка их долговечности возможны лишь при помощи современной вычислительной техники, современных средств и методов программирования. Возникает настоятельная необходимость в разработке математических моделей, методов и алгоритмов решения задач, направленных на обоснование работоспособности и ресурса рассматриваемых элементов оборудования. Актуальной становится проблема численной реализации новых методов расчёта, создания на этой основе математического и программного обеспечения для ЭВМ.

Следует признать актуальным и отвечающим потребностям отрасли исследование, посвящённое анализу долговечности трубчатых элементов печей конверсии углеводородных газов с учётом реальных условий эксплуатации.

На решение задач, связанных с обоснованием работоспособности и ресурса трубчатых элементов печей конверсии углеводородных газов, направлена настоящая работа.

Цель работы.

Разработка метода и алгоритма инженерного анализа ресурса трубчатых элементов печей конверсии углеводородов на основе математических моделей с учётом вероятностного характера температурного воздействия;

Численная реализация метода расчета ресурса трубчатых элементов печей, связанная с разработкой математического и программного обеспечения для ЭВМ;

Проведение численных исследований ресурса реакционных труб печей при различных режимах работы оборудования.

Диссертация состоит из введения, четырёх глав, общих выводов, списка литературы и приложений.

Выводы по главе

1. Деформации ползучести трубчатых элементов печей конверсии углеводородных газов для наиболее жёстких режимов нагружения достигают предельных значений за весьма малые промежутки времени, существенное влияние на развитие процессов ползучести оказывают изменения геометрических параметров изделий. Жаропрочный сплав типа 45Х25Н35БС оказывает большее сопротивление жёстким условиям эксплуатации по сравнению со сталью типа 45Х25Н20С.

2. Вероятность безотказной работы Р(105) и гамма-процентный ресурс т997 трубчатых элементов из стали типа 45Х25Н20С для большинства исследуемых режимов нагружения печи конверсии углеводородных газов принимают недопустимо низкие значения. Трубчатые элементы из жаропрочного сплава типа 45Х25Н35БС сохраняют высокие значения показателей безотказности и долговечности даже для ужесточенных режимов нагружения. В исследуемых интервалах режимов нагружения печей конверсии для трубчатых элементов из сплава типа 45Х25Н35БС существуют области с 2-^-5 кратными запасами надёжности при назначенном ресурсе изделий г*=100 ООО ч.

3. Назначение ресурса трубчатых элементов печей конверсии должно быть обосновано расчётом, так как небольшое его увеличение может существенно снизить вероятность безотказной работы рассматриваемого оборудования.

4. Значения вероятности безотказной работы Р(105) и гамма-процентного ресурса т99 7 трубчатых элементов печей конверсии при увеличении дисперсии температуры стенки рассматриваемых элементов достаточно резко снижаются, что указывает на необходимость жёсткого контроля за температурой изделий и предотвращения их длительных перегревов.

5. Относительно небольшая дисперсия температуры стенки трубчатых элементов печи конверсии влечёт за собой значительную дисперсию ресурса рассматриваемых изделий. Коэффициент вариации ресурса V(z) трубчатых элементов на порядок превышает коэффициент вариации температуры стенки изделий V(T). Таким образом, даже если температуры стенки трубчатых элементов печи конверсии имеет малую дисперсию, этой дисперсией нельзя пренебрегать при прогнозировании ресурса рассматриваемых элементов оборудования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполненных в настоящей работе исследований решена важная научно-техническая задача обоснования работоспособности и ресурса реакционных труб печей конверсии углеводородов.

На основе теории течения нестационарной ползучести разработаны метод и алгоритм расчёта ресурса трубчатых элементов печей конверсии углеводородов с учётом изменения конструктивных параметров изделий и вероятностного характера температурного воздействия. Предложена математическая модель скорости установившейся ползучести материалов трубчатых элементов печей конверсии углеводородов.

Численная реализация разработанного метода расчёта ресурса трубчатых элементов печей осуществлена в виде математического и программного обеспечения для ЭВМ.

Методами численного эксперимента исследованы характерные особенности работы реакционных труб печей конверсии установок производств аммиака и метанола, получены значения показателей безотказности и долговечности реакционных труб для различных режимов нагружения печи конверсии с учётом возможных перегревов, установлено влияние колебаний температурного воздействия на ресурс рассматриваемых изделий.

Анализ полученных результатов показал, что деформации ползучести реакционных труб печей конверсии углеводородов для наиболее жёстких режимов нагружения достигают предельных значений за весьма малые промежутки времени, существенное влияние на развитие процессов ползучести оказывают изменения конструктивных параметров изделий. Жаропрочный сплав 45Х25Н35БС оказывает большее сопротивление жёстким условиям эксплуатации по сравнению со сталью 45Х25Н20С.

Показано, что значения показателей безотказности и долговечности реакционных труб печей конверсии углеводородов при увеличении дисперсии температуры стенки труб резко снижаются, что указывает на необходимость жёсткого контроля за температурой изделий и предотвращения их длительных перегревов. Установлено, что относительно небольшая дисперсия температуры стенки трубчатых элементов печи влечёт за собой значительную дисперсию ресурса рассматриваемых изделий.

Результаты выполненных исследований позволили разработать практические рекомендации по повышению надёжности реакционных труб печей конверсии углеводородов. Разработанные метод и алгоритм инженерного анализа ресурса трубчатых элементов печей конверсии углеводородов обладают достаточной общностью для оценки и прогнозирования ресурса аналогичных объектов в химической и смежных отраслях промышленности.

1. Акшенцева А.П. Металлография коррозионно стойких сталей и сплавов: Справочник-М.: Металлургия, 1991. 288 с.

2. Арчаков Ю.И. Водородная коррозия стали. М.: Металлургия, 1985. - 192 с.

3. Базовский И. Надежность, теория и практика / Пер. с англ., под ред. Б.Р. Левина М.: Мир, 1965. - 373 с.

4. Барлоу Р., Прошан Ф. Математическая теория надежности. Пер. с англ. / Под ред. Б.В. Гнеденко М.: Советское радио, 1969. — 488 с.

5. Барышов С.Н. Вероятностная оценка работоспособности и ресурса газохимического оборудования, длительно эксплуатируемого в сероводород-сод ержащих средах // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2008. № 5. с.38-42.

6. Бахвалов С.Н., Жидков Н.П., Кобельков Г.М. Численные методы. — М.: Бином. Лаборатория знаний, 2008. — 636 с.

7. Биргер И.А. Термопрочность деталей машин. М.: Машиностроение, 1975.-455 с.

8. Богданофф Д., Козин Ф. Вероятностные модели накопления повреждений: Пер. с англ. М.: Мир, 1989. - 344 с.

9. Болотин В.В. Методы теории вероятностей и теории надёжности в расчётах сооружений. 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Стройиздат, 1982. 351 с.

10. Болотин В.В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций. М.: Машиностроение, 1984. - 312 с.

11. Болотин В.В. Ресурс машин и конструкций. М.: Машиностроение, 1990.-448 с.

12. Болотин В.В. Стохастические модели разрушения: проверка гипотез и оценка параметров // Разрушение композитных материалов — Рига: Зинатне, 1979.-с. 49-56.

13. Бородин Н.А., Степнов М.Н. О законе распределения предела длительной прочности // Заводская лаборатория. 1970. № 3. с. 338-340.

14. Бородин Н.А., Степнов М.Н. О функции распределения долговечности при длительных статических испытаниях // Заводская лаборатория. 1969. № 1. — с. 98-100.

15. Бугай Н.В., Березина Т.Г., Трунин И.И. Работоспособность и долговечность металла энергетического оборудования. М.: Энергоатомиздат, 1994.-271 с.

16. Вакк Э.Г., Семёнов В.П. Каталитическая конверсия углеводородов в трубчатых печах. — М.: Химия, 1973. 192 с.

17. Ван-Эко, Роач, Холл. Свойства стали НК-40 и нержавеющей стали 310 при кратковременном растяжении и ползучести в интервале температур до 1090° С // Теоретические основы инженерных расчётов. Сер. Д. 1967. №3. -с. 16-31.

18. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: Высшая школа, 2006. —575 с.

19. Вереземский В.Г. Вопросы взаимосвязи предельных состояний по циклической долговечности, надёжности и риску разрушения оборудования объектов повышенной опасности // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2008. № 6. с. 39-43.

20. Войнов К.Н. Прогнозирование надёжности механических систем. JL: Машиностроение, Ленингр. отд., 1978. -208 с.

21. Вопросы математической теории надежности / Е.Ю. Барзилович, Ю.К. Беляев, В.А. Каштанов и др. Под ред. Б.В. Гнеденко / — М.: Радио и связь, 1983. — 376 с.

22. Гарофало Ф. Законы ползучести и длительной прочности металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1968. — 304 с.

23. Гнеденко Б.В., Беляев Ю.К., Соловьев А.Д. Математические методы в теории надежности. М.: Наука, 1965. - 524 с.

24. ГОСТ 27.002 89. Надежность в технике. Термины и определения. - М.: Стандарты, 1989. - 30 с.

25. Дьяков В.Г., Ческис Х.И., Левтонова Н.М. Жаропрочные материалы для высокотемпературного оборудования нефтехимических и химических процессов. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1978. - 60 с.

26. Ентус Н.Р., Шарихин В.В. Трубчатые печи в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. М.: Химия, 1987. - 304 с.

27. Ерёмин Ю.А., Радченко В.П., Самарин Ю.П. Расчёт индивидуальных деформационных свойств элементов конструкций в условиях ползучести // Машиноведение. 1984. №1. — с. 67-72.

28. Жилинский И.Б. Надежность оборудования химических производств. М.: МИХМ, 1979. - 43 с.

29. Журков С.Н., Нарзулаев Б.Н. Временная зависимость длительной прочности твёрдых тел // Журнал технической физики. 1954. № 24. — с. 164171.

30. Журков С.Н., Санфирова Т.П. Изучение временной и температурной зависимости прочности // Физика твёрдого тела. 1960. № 2, вып. 6. — с. 10441049.

31. Журков С.Н., Санфирова Т.П. Температурно-временная зависимость прочности чистых металлов // Докл. АН СССР. 1955. 101. №2. с. 237-240.

32. Закономерности ползучести и длительной прочности: Справочник / Под общ. ред. С.А. Шестерикова. — М.: Машиностроение, 1983. 101 с.

33. Зубова А.Ф. Надежность машин и аппаратов химических производств. Л.: Машиностроение, 1978. -214 с.

34. Исследование высокотемпературной повреждаемости, методов контроля и разработка рекомендаций по ревизии и отбраковке печных центробежнолитых труб установок производства водорода и аммиака на предприятиях отрасти. Отчёт о НИР. Волгоград, 1993. — 161 с.

35. Кафаров В.В., Мешалкин В.П., Грун Г., Нойманн В. Обеспечение и методы оптимизации надежности химических и нефтеперерабатывающих производств. М.: Химия, 1987. - 272 с.

36. Ковпак В.И. Прогнозирование жаропрочности металлических материалов. Киев: Наукова думка, 1981. - 237 с.

37. Когаев В.П., Махутов Н. А., Гусенков А.П. Расчёты деталей машин и конструкций на прочность и долговечность: Справочник. — М.: Машиностроение, 1985. 224 с.

38. Коростылёв А.В., Луганцев Л.Д. Инженерный анализ надёжности и ресурса реакционных труб печей конверсии метана // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2009. № 6. с. 24-25.

39. Криштал М.А. Миркин И.Л. Ползучесть и разрушение сплавов. — М.: Металлургия, 1966.— 191 с.

40. Кугель Р.В. Надёжность машин массового производства. — М.: Машиностроение, 1981. 244 с.

41. Кулагин Д.А., Локощенко A.M. Анализ влияния окружающей среды на длительную прочность с помощью вероятностного подхода // Механика твёрдого тела. 2001. №1. с. 124-133.

42. Куманин В.И., Ковалева Н.А., Алексеев С.В. Долговечность металла в условиях ползучести. М.: Металлургия, 1988. - 244 с.

43. Лейбуш А.Г., Семёнов В.П., Казарновский Я.С. и др. Производство технологического газа для синтеза аммиака и метанола из углеводородных газов. М.: Химия, 1971. - 288 с.

44. Ллойд Д., Липов М. Надежность. Организация, исследования, методы, математический аппарат: Пер. с англ. И.Н. Коваленко и Г.А. Русакова / Под ред. Н.П. Бусленко. М.: Сов. радио, 1964. - 686 с.

45. Локощенко A.M. Влияние масштабного фактора на длительную прочность // Проблемы прочности. 1995. № 3. с. 13-17.

46. Локощенко A.M. Моделирование процесса ползучести и длительной прочности металлов. М.: Изд-во МГИУ. 2007. - 263 с.

47. Локощенко A.M. Ползучесть и длительная прочность металлов в агрессивных средах. М.: Изд-во МГУ, 2000. - 178 с.

48. Малинин Н.Н. Расчёты на ползучесть элементов машиностроительных конструкций. — М.: Машиностроение, 1981. 221 с.

49. Маннапов Р.Г. Оценка надёжности оборудования, подвергающегося сплошной коррозии // Надёжность и контроль качества. 1989. № 9. с.55-59.

50. Материалы и коррозия. Труды ВНИИнефтемаша. — М.: ВНИИнеф-темаш, 1980.- 156 с.

51. Материалы и коррозия. Сб. науч. тр. М.: ВНИИнефтемаш, 1988.140 с.

52. Махутов Н.А. Конструкционная прочность, ресурс и техногенная безопасность. В 2-х частях. Новосибирск: Наука, 2005. 4.1: Критерии прочности и ресурса. - 494 е.; 4.2: Обоснование ресурса и безопасности, - 610 с.

53. Махутов Н.А. Митрофанов А.В., Барышов С.Н. Научное обоснование методов повышения безопасности и ресурса оборудования для добычи и переработки сероводородсодержащих сред // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2008. № 9. с. 36-42.

54. Мороз В.Г., Старцева И.Е. Анализ причин аварийного выхода из строя трубопроводов высокого давления // Тез. конф. Надёжность аппаратов и деталей трубопроводов высокого давления химической и нефтехимической промышленности. Иркутск. 1970. - с. 44-45.

55. Муштаев В.И, Несвижский Ф.А., Шубин B.C. Повторная оценка остаточного ресурса оборудования // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2004. №6.-с. 37-38.

56. Надежность технических систем: Справочник. Ю. К. Беляев, В. А. Богатырев, В. В. Болотин и др.; Под ред. И. А. Ушакова. — М.: Радио и связь, 1985. 608 с.

57. Несвижский Ф.А. Исследование условий надёжности и безопасного функционирования и разработка методов количественной оценки безопасности машин и агрегатов химического производства. Дис. . к-та техн. наук. -М.:МИХМ, 1980.-312 с.

58. Овчинников И.Г., Пшеничников М.С., Раткин В.В. Моделирование ползучести железобетонных элементов конструкций транспортных сооружений в агрессивных средах. — Саратов: Изд-во СГТУ, 2001. — 154 с.

59. Письмен М.К. Производство водорода в нефтеперерабатывающей промышленности. — М. Химия, 1976. 208 с.

60. Полонский Я.А. Разработка методов повышения надёжности цен-тробежнолитых труб из стали 45Х25Н20С на основе исследования их высокотемпературной повреждаемости. Дис. . к-та техн. наук. Волгоград, 2000. -234 с.

61. Проников А.С. Надёжность машин. — М.: Машиностроение, 1978. —592 с.

62. Проников А.С. Научные проблемы и разработка методов повышения надёжности машин // Проблемы надёжности и ресурса в машиностроении/ К.В. Фролов, А.П. Гусенков. М.: Наука, 1986. - с. 87-101.

63. Проников А.С. Общий методологический подход к оценке надёжности машин // Научные основы прогрессивной техники и технологии/ Г.И. Марчук, И.Ф. Образцов. -М.: Машиностроение, 1986. с.87 -96.

64. Прочность, ресурс, живучесть и безопасность машин / Отв. ред. Н.А. Махутов. М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2008. - 576 с.

65. Работнов Ю.Н. Механика деформируемого твёрдого тела. М.: Наука, 1979. - 744 с.

66. Работнов Ю.Н. Ползучесть элементов конструкций. — М.: Наука, 1966.-752 с.

67. Реакционные трубчатые печи. Исследование и конструирование // Сб. науч. тр. -М.: ВНИИнефтемаш, 1990. 140 с.

68. Ржаницын А.Р. Применение статистических методов в расчётах сооружений на прочность и безопасность // Строительная промышленность. 1952. №6.

69. Рубцов А.В. Разработка метода оценки технического состояния труб змеевиков реакционных печей. Дис. . к-та техн. наук. — Уфа, 2007. 160 с.

70. Самарин Ю.П. Основные феноменологические уравнения ползучести реальных материалов. Дис. . д-ра техн. наук. Куйбышев, 1973. - 290 с.

71. Самарин Ю.ГТ. Прогнозирование индивидуального остаточного ресурса элементов конструкций при ползучести // Надёжность и долговечность машин и сооружений. 1986. № 9. — с.27-31.

72. Северцев Н.А. Надежность сложных систем в эксплуатации и отработке. М.: Высшая школа, 1989. - 431 с.

73. Семёнов В.П. Производство аммиака. М.: Химия, 1985. — 368 с.

74. Серенсен С.В., Бородин Н.А. О статистической обработке результатов длительных статических испытаний // Заводская лаборатория. 1959. № 6. — с. 722-726.

75. Серенсен С.В., Степнов М.Н., Бородин Н.А. Планирование и статистическая обработка результатов усталостных и длительных испытаний материалов и элементов конструкций. — М.: Машиностроение, 1970. — 182 с.

76. Симарчук А.С. Совершенствование метода расчёта змеевика печи пиролиза с учётом локальных концентраторов напряжений. Дис. . к-та техн. наук.-Уфа, 2004.- 116 с.

77. Современные жаростойкие материалы: Справ, изд. Мровец С., Вер-бер Т. / Пер. с польск. Под ред. Масленкова С.Б. — М.: Металлургия, 1986. -360 с.

78. Степнов М.Н. Статистические методы обработки результатов механических испытаний: Справочник. — М.: Машиностроение, 1985. 232 с.

79. Стрелецкий Н.С. Основы статистического учёта коэффициента запаса прочности. М.: Стройиздат, 1947.

80. Стрельников В.П. Вероятностно-физические методы исследования надёжности // Надёжность и контроль качества. 1989. № 9. с.3-7.

81. Стрельцов В.В. Надёжность и долговечность химического оборудования. Иваново: ИХТИ, 1977. - 120 с.

82. Таршис Ю.Д., Таршис М.Ю. Основы оптимального и вероятностного проектирования элементов конструкций. — Ярославль: Изд-во ЯГТУ, 2001. -387 с.

83. Тимашёв С.А. Надёжность больших механических систем. — М.: Наука, 1982.- 184 с.

84. Трунин И.И., Логинов Э.А. Метод прогнозирования длительной прочности металлов и сплавов // Машиноведение. 1971. №2. с. 66-74.

85. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов». № 116-ФЗ от 21.07.1997.

86. Федеральный закон «О техническом регулировании». № 184-ФЗ от 27.12.2002.

87. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов. М.: Наука, 1974.559 с.

88. Фролов К.В. Методы совершенствования машин и современные проблемы машиностроения. М.: Машиностроение, 1984. - 224 с.

89. Хажинский Г.М. Расчётная модель высокотемпературной усталости металлов // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2008. № 10. с. 4144.

90. Харламов В.В., Семёнов В.П., Киселёв Г.Ф. Безопасность крупных агрегатов аммиака // Журнал Всесоюзного хим. общ. им. Д.И. Менделеева. 1979. №4.-с. 353-359.

91. Ческис Х.И., Маслова Г.И., Шашкова А.В. Центробежнолитые трубы из стали Х20Н35 с различным содержанием углерода // Металловедение и термическая обработка металлов. 1975. №10. с. 23-25.

92. Ческис Х.И., Маслова Г.И. Эксплуатация жаропрочных материалов в печах расщепления углеводородных газов. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1980. -47 с.

93. ЮО.Шарихин В.В., Коновалов А.А., Скороход А.А. Трубчатые печи: Учебное пособие. Изд. 3-е. - Самара: Офорт, СамГТУ, 2005. - 444 с.

94. Шубин B.C., Рюмин Ю.А. Надёжность оборудования химических и нефтеперерабатывающих производств. М.: Химия, КолосС, 2006. - 359 с.

95. Эберле Ф. Некоторые результаты длительных испытаний трубных сталей // Исследование жаропрочных сталей и сплавов. М.: Металлургиздат. 1960.-с. 307-316.

96. ASTM А 608, Standart specification for centrifiigally cast iron-chromium-nickel high-alloy tubing for pressure application at high temperatures.

97. Bailey R.W. Creep of steel under simple and compound stress and the use of high initial temperature in steam power plant // Transactions Tokyo Sectional Meeting of the World Power Conference. Tokyo, 1929.

98. Calculation of Heater-Tube Thickness in Petroleum Refineries, API 530 STD, American Petroleum Institute, Washington D.C., 2003.

99. Cinfreda R., Grecna B. // Hydrocarbon Processing. 1972. v. 51, p. 113.

100. Colombier L., Hochmann J. Stale odporne na korozje i stale zarood-porne. — Katowice, 1964. 345 p.

101. Heat-resistant alloys for hydrocarbon processing. Manoir Industries: Production catalogue — 2001.

102. Salot W.J. // Ammonia plant safety. 1972. v. 14, p. 119

103. Weibull W., A statistical theory of the strength of materials // Pros. Roy. Swedish Inst. Eng. Res. 1939. № 151.

104. Zeis L.A., Heiz E. // Ammonia plant safety. 1970. v. 12, p. 55.