Економічне використовування якісних матеріалів, високий рівень технології виготовлення і повне використовування всіх досягнень теплопередачі дають можливість вибору і створення раціональних теплообмінних апаратів, що задовольняють всім перерахованим вимогам.
Хімічні продукти в тій чи іншій мірі завжди викликають корозію матеріалу апарату, тому для виготовлення їх застосовуються різні метали (залізо, чавун, алюміній) і їх сплави. Найбільше застосування знаходять сталі. Завдяки здатності змінювати свої властивості залежно від складу, можливості термічної і механічної обробки сталі з низьким змістом вуглецю добре штампуються, але погано обробляються різанням. Добавки інших металів — легуючих елементів — покращують якість сталей і додають їм особливі властивості (наприклад, хром покращує механічні властивості, зносостійкість і корозійну стійкість; нікель підвищує міцність, пластичність; кремній збільшує жаростійкість).
Легуючі елементи позначаються буквами: X — хром, Н — нікель, М — молібден, Г — марганець, С— кремній, Т — титан, Д — мідь, Ю — алюміній і т.і. Наприклад, сталь марки Х18Н12М2Т містить (в %): вуглецю — менше 0,1; хрому — 18; нікелю — 12; молібдену — 2; титана — менше 1.
Сталі звичайної якості (наприклад, Ст3) застосовують для виготовлення апаратів, що працюють під надмірним тиском до 6 МПа при температурах від мінус 30 °С до плюс 425 °С. Для більш жорстких умов застосовують вуглецеві сталі поліпшеної якості — марок 15К і 20К.
Для підвищення термостійкості і міцності застосовують низколегированные сталі 10Г2С1, 16ГС, ЗОХ, 40Х, що дозволяє використовувати апарати при температурах від мінус 70°С до плюс 550 °С.
Для підвищення кислотостійкості і жароміцності апаратів їх виготовляють з хромоникелевых сталей марок Х18Н10Т, Х18Н9Т.
Для дуже агресивних середовищ застосовуються високолеговані сталі, наприклад 0Х23Н28МЗДЗТ.
При виробництві теплообмінних апаратів корпусу їх виконуються із сталевих листів (переважно товщиною більше 4 мм), що виготовляються гарячим плющенням.
Кожухотрубні теплообмінники застосовуються як рідинні і газові підігрівачі, конденсатори і випарники. Вони працюють при умовному тиску до 6,4 МПа і температурах від мінус 30 °С до плюс 450 °С.
Кожухотрубні теплообмінні апарати загального призначення виготовляють з вуглецевої або неіржавіючої сталі з площею поверхні теплообміну від 1 до 2000 м2.
Кожухотрубні теплообмінники із зовнішнім діаметром кожуха 159—426 мм виготовляють із стандартних труб. Кожухи теплообмінників діаметром понад 400 мм виготовляють зварними з листового прокату вуглецевої або неіржавіючої сталі.
Кожухотрубні теплообмінники з U- образними трубами застосовують для теплообміну при температурах від мінус 30 °С до плюс 450 °С і тиску в межах 1,6—6,4 МПа. Стандартні теплообмінники виготовляють з діаметром кожуха від 325 до 400 мм. Кожух і розподільна камера можуть бути виготовлені із сталі ВМСтЗСн або 16ГС, теплообмінні труби — із сталі 20, в конденсаторах — із сплаву АМг2М.
При температурах теплоносія вище 400°С застосовують леговані марки сталі. Труби для теплообмінників вибирають, виходячи з агресивності теплоносіїв. Для стандартних теплообмінників застосовують труби з вуглецевої сталі 10 і 20, коррозійностійкої сталі 0Х18Н10Т і латуні ЛОМ 70-1-0,06. Для конденсаторів застосовують труби з латуні ЛАМш 77-2-0,06. При використовуванні агресивних теплоносіїв приймають труби із сталі Х5М, а трубні грати виготовляють із сталі 16ГС плі двошарової сталі 16ГС+ Х18Н10Т.
Кожухотрубні теплообмінники зі всіх видів теплообмінників найпростіші по конструкції, прості в експлуатації і володіють невисокою ціною, тому даний вид теплообмінників має найбільше застосування по відношенню до інших видів.
1.4 Техніка безпеки при обслуговуванні обладнання
В основі всіх заходів по забезпеченню безпеки і поліпшенню умов праці лежить прагнення попереджати аварії, травми, професійні захворювання, отруєння. Ці заходи проводяться починаючи із стадією проектування хімічних підприємств.
Заводські комплекси розташовують по відношенню до житлових кварталів з урахуванням так званої троянди вітрів так, щоб переважаючі вітри відносили газоподібні викиди убік від житлових селищ. Цехи розміщують на заводській території так, щоб будівлі могли добре провітрюватися, одержували достатню кількість природного світла і до кожного з них був забезпечений під'їзд пожежних машин на випадок пожежі. В деяких випадках організовуються спеціальний забір чистого повітря і його підвід до окремих цехів. Нормальну температуру в приміщенні підтримують опалювальні пристрої, обладнані в цехах з урахуванням тепловиділень від апаратів. В деяких виробництвах особливо чистих продуктів застосовують кондиціонування повітря: його заздалегідь очищають, нагрівають взимку і охолоджують влітку, завдяки чому створюються найсприятливіші умови для обслуговуючого персоналу.
При виділенні шкідливої і небезпечної пари, газів і пилу в цехах влаштовують системи витяжної вентиляції, що забезпечують видалення шкідливих речовин від робочих місць.
Залежно від складності виконуваних робіт робочі місця одержують відповідне освітлення: вдень — природне, в темний час доби — штучне за допомогою люмінесцентних ламп або ламп розжарювання, розташованих в світильниках. У вибухонебезпечних цехах влаштовують спеціальне освітлення, а всі електродвигуни застосовують у вибухобезпечному виконанні. Ці приміщення обладновуються протипожежною сигналізацією.
Залежно від ступеня вибухо - і пожежонебезпечності речовин, визначуваних відповідними категоріями, що переробляються, всі виробничі цехи забезпечуються засобами пожежогасіння: пінними вогнегасниками, які разом з вуглекислим газом викидають піну, сприяючу збиттю вогню з полум'я; сухими вогнегасниками, що використовуються при загорянні хімічних продуктів і електропроводки, кошмами і ін. Всі виробничі приміщення обладнується протипожежним водопроводом, що забезпечує за допомогою рукавів подачу води для ліквідації загоряння в будь-якій точці виробничого приміщення. В особливо небезпечних в пожежному відношенні цехах влаштовують так звану спринклерну систему пожежогасінні, при якій у разі загоряння і нагріву спеціальних пристроїв з системи водоподачі автоматично поступає вода для локалізації вогнища.
Особливу небезпеку уявляють судини із стислими газами: у разі порушення міцності оболонки вся накопичена в них значна енергія практично миттєво виділяється, викликаючи великі руйнування. Тому для безпечної роботи апаратури встановлені строгі норми контролю і перевірки всіх судин, що працюють під тиском, згідно правилам Держміськтехнагляду України. В регламентовані терміни їх піддають ретельному огляду, випробуванням і огляду. Балони із стислими газами також проходять періодичні огляди і випробування по місцю їх заповнення.
Щоб уникнути помилок при використовуванні і заповненні балонів різними газами їх офарблюють в певний колір: балони з киснем — в синій, з ацетиленом — в білий, з азотом — в чорний і т.д. Приєднувальні пристрої також робляться в спеціальному виконанні, що виключає можливість їх неправильного застосування.
При виготовленні і експлуатації електротехнічних пристроїв вживаються всіх можливих заходів проти поразки людини електричним струмом. Систематично перевіряється якість електричної ізоляції електродвигунів, трансформаторів і інших електричних пристроїв. Всі електричні пристрої, живлені промисловим змінним струмом 220 або 380 В, обов'язково заземляються, з тим щоб при порушенні ізоляції і можливому дотику до них обслуговуючого персоналу витік струму відбувався в сіть заземлення, не вражаючи людини. При експлуатації електротехнічних пристроїв особливо жорсткі вимоги пред'являються до високовольтних установок, зокрема до електрофільтрів, що працюють під напругою в десятки кіловольтів і представляючи смертельну небезпеку у разі дотику до їх струмових частин. Застосовуються блокуючі пристрої, що виключають можливість дотику до струмопровідних частин, що знаходяться під високою напругою. Застосовуючи переносні лампи при ремонтних і аварійних роботах, користуються тільки спеціальними знижувальними трансформаторами, що знижують напругу до безпечних 36 В.
При проведенні ремонтних і відновних робіт у вужі діючій апаратурі особливу увагу надають ретельному її очищенню і попередньому провітрюванню. Внутрішній доступ в апарати, огляд, ремонтні роботи дозволені після повного очищення апаратури від хімічних продуктів, її ретельного провітрювання і лише за узгодженням з майстром або начальником цеху. Недотримання цих вимог може стати причиною нещасного випадку, навіть із смертельним результатом.
Всю виробничу апаратуру і установки піддають періодичному огляду і ремонтам. Ремонтні роботи підрозділяють на два вигляд. Одні з них проводяться при експлуатації апаратури з короткими зупинками для набивання сальників, зміни прокладок у фланцях трубопроводів, заливки змащувальних масел в механізми. Другий вигляд: ремонтні роботи, що проводяться по планах, розробленим заводом; середні, звичайно щорічні, ремонти, пов'язані із зміною підшипників на деталях, що обертаються, заміною робочих плит щічних млинів, куль в кульових млинах і т.д. Після закінчення певних термінів експлуатації, встановлюваних для кожного виду устаткування, проводять капітальні ремонти: замінюють кислототривкі футеровки апаратів, перекладають пічні агрегати, замінюють зношені приводи, редуктори і ін. Подібного роду середні і капітальні ремонти: пов'язані з тривалою зупинкою діючого устаткування, а отже, з припиненням випуску продукції, тому їх проводять по планах і в терміни, затверджені керівництвом підприємства.
До метеорологічних умов виробничого приміщення відносяться температура і чистота повітря, його вогкість і швидкість руху. Вони роблять великий вплив на здоров'я, самопочуття і працездатність трудящих. Для усунення або зменшення несприятливих дій метеорологічних чинників здійснюється ряд технічних і гігієнічних заходів.