Оценка и повышение живучести несущих конструкций технологического оборудования металлургического производства

• Автор: Шигин, Андрей Олегович
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 183 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Проектирование и надежность несущих конструкций технологического оборудования
1.1 .Проектные расчеты технологического оборудования
1.2.Характеристика надежности технологического оборудования
1.3 .Постановка задачи исследования живучести несущих конструкций технологического оборудования
2. Систематизация потенциально опасных конструкций технологического оборудования металлургического производства
2.1.Структурная схематизация производственных систем
2.2.Построение и анализ циклограммы риска
2.3.Систематизация элементов конструкций технологического оборудования и формулировка требований к его живучести
3. Разработка методического подхода к исследованию живучести технологического оборудования
3.1.Физико-технические предпосылки и формулировка количественных показателей живучести
3.2.Обоснование применяемых моделей и методов анализа НДС
3.3.Методика расчетной оценки показателей живучести
3.4.Задачи и методы экспериментального анализа живучести поврежденных элементов конструкций
4. Оценка живучести типовых конструкций оборудования
4.1. Экспериментальная оценка живучести конструкции технологического крана
4.2.Численное исследование живучести оболочечных элементов трубчатой вращающейся печи
4.3. Расчетно-экспериментальный анализ живучести барабанов ленточных конвейеров
5. Исследование конструктивных решений по повышению живучести оборудования
5.1. Структурный анализ конструкций технологического оборудования
5.2. Расчеты технических средств повышения живучести
5.3.Расчетное обоснование параметров конструктивных усилений поврежденных зон
Основные результаты и выводы
Литература
Приложение А. Структурные схемы технологических процессов в производственных системах переделов глиноземного производства 162 Приложение Б. Циклограммы риска производственных систем переделов глиноземного производства
Приложение В. Акты внедрения

ВВЕДЕНИЕ
Оборудование металлургического производства характеризуется значительными габаритами, нагрузками, единичными мощностями, уровнями накопленной потенциальной энергии во время выполнения большинства технологических операций. Аварии, происходящие на металлургических объектах из-за разрушения элементов оборудования, сопровождаются большим числом пострадавших и значительными материальными потерями. Длительные сроки эксплуатации основных металлургических агрегатов, оборудования и технологических коммуникаций (в среднем 40-50 лет) позволяют прогнозировать значительное ухудшение состояния безопасности эксплуатации, возникновение предпосылок к аварийным ситуациям.
Значительная часть аварий металлургического оборудования обусловлена отставанием развития методов проектирования и расчета несущих конструкций, их несоответствием современным жестким требованиям к обеспечению прочности, надежности, безотказности. Таким образом, несущие конструкции металлургического оборудования необходимо рассматривать как объекты повышенной ответственности, методы проектирования и эксплуатации которых следует совершенствовать для повышения эффективности оборудования в целом, исключения тяжелых разрушений и аварий.
В связи с этим актуальными являются разработка методических подходов к оценке прочности и ресурса несущих конструкций металлургического оборудования на стадии возникновения (усталостная долговечность) и развития (живучесть) трещиноподобных дефектов с целью обеспечения эффективной безаварийной эксплуатации машин.
Цель работы заключается в разработке и реализации методики оценки и обеспечения количественных показателей живучести несущих конструкций технологического оборудования металлургического производства.
Идея работы состоит в прогнозировании и обеспечении показателей живучести конструкций с развивающимися трещиноподобными дефектами для предотвращения аварий и разрушений технологического оборудования с учетом факторов риска металлургического производства.
Задачи исследований:
1. Обоснование требований к живучести несущих конструкций оборудования с учетом факторов риска металлургического производства.
2. Обоснование количественных показателей живучести несущих конст-
метрами технологических процессов и живучести оборудования с целью прогнозирования живучести в условиях заданных технологических режимов и обоснования допустимых значений отклонения технологических параметров от номинальных с позиций обеспечения живучести оборудования.
В качестве первоочередных следует рассматривать следующие задачи для снижения аварийности и повышения живучести оборудования при наличии дефектов и повреждений.
1. Разработка методического подхода к исследованию живучести несущих конструкций технологического оборудования, в рамках которого выполняются: обоснование и формулировка количественных показателей живучести; анализ взаимосвязи показателей прочности, надежности, дефектности, живучести; разработка методик расчетной и экспериментальной оценки показателей живучести.
2. Систематизация потенциально опасных конструкций технологического оборудования в металлургии, обоснование перечня элементов конструкций, для которых анализ и повышение живучести являются первоочередными задачами.
3. Расчетно-экспериментальное исследование поведения типовых элементов несущих конструкций с дефектами и повреждениями.
4. Расчетно-экспериментальный анализ и обоснование конструктивных решений по повышению живучести оборудования.
Решению этих задач посвящены следующие главы диссертационной работы.