奧氏體銹鋼設(shè)備設(shè)計(jì)選材在PTA裝置應(yīng)用中的效益分析

張錦

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)與科技的深入發(fā)展，奧氏體銹鋼設(shè)備設(shè)計(jì)的選材在PTA裝置中得到了有效的應(yīng)用。文章中主要是對(duì)PTA裝置進(jìn)行系統(tǒng)性的闡述，能夠在滿足工藝條件的前提下，在設(shè)計(jì)的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性等方面得到一定程度的提升，從而可以更好地適應(yīng)社會(huì)多元化與現(xiàn)代化的發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：奧氏體銹鋼設(shè)備；設(shè)計(jì)選材；PTA裝置；應(yīng)用；效益分析

由于PTA裝置得到了廣泛的應(yīng)用，并且在設(shè)備的選材上也受到了現(xiàn)代化與科技化的影響，需要將針對(duì)性和適用性相結(jié)合，可以順應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)提倡節(jié)能減排的號(hào)召，并且能夠在某種程度上作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推動(dòng)力量之一。文章中提到的奧氏體銹鋼設(shè)備設(shè)計(jì)選材在PTA裝置的應(yīng)用中，很大程度上是為裝置的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益做出貢獻(xiàn)，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)性發(fā)展。

1.PTA裝置過程設(shè)備設(shè)計(jì)用材的現(xiàn)狀

1.1PTA裝置的氧化單元與結(jié)晶單元

通常情況下在PTA裝置的氧化單元中，由于受到工藝介質(zhì)的影響，在氧化反應(yīng)與CTA結(jié)晶、溶劑回收等工段中介質(zhì)接觸的耐腐蝕材質(zhì)大多數(shù)是SAF2205雙相不銹鋼材質(zhì)和鈦。近年來，部分重要過程的設(shè)備在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上已經(jīng)在PTA裝置中得以改良與優(yōu)化，比如：在容積脫水塔與CTA結(jié)晶器的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是整體化使用SAF2205雙相不銹鋼，為了能夠同現(xiàn)代化科技相適應(yīng)，將其改為低合金鋼復(fù)合鈦的結(jié)構(gòu)；而在氧化單元的母液與排放氣系統(tǒng)中，采用奧氏體不銹鋼材質(zhì)作為設(shè)計(jì)的剛性與強(qiáng)度結(jié)構(gòu)的選材。在PTA裝置結(jié)晶單元過程中，設(shè)備的進(jìn)料與再次打漿和母液的處理等部分，采用的是奧氏體不銹鋼材質(zhì)來替代設(shè)計(jì)的剛性結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度。

1.2料倉

在PTA裝置中，料倉具有體積大的特性，通常情況下料倉的倉體與結(jié)構(gòu)用鋼量都比較大，就實(shí)際情況而言，成品料倉的倉體壁厚度能夠達(dá)到12毫米以上，平均兩臺(tái)料倉的筒體總質(zhì)量約為387噸。但是，如果選用奧氏體不銹鋼設(shè)備作為設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，復(fù)合板冷卷時(shí)壁厚不會(huì)發(fā)生明顯地減薄，不銹鋼復(fù)層的整體投料厚度可以控制在3毫米左右，這樣就能夠降低成本的投入。

2.采用奧氏體不銹鋼作為設(shè)備主材的原因

采用奧氏體不銹鋼作為設(shè)備主材的原因有很多，主要是因?yàn)镻TA裝置對(duì)設(shè)備的耐腐蝕性要求比較高，而在一般的操作中其介質(zhì)中含有很強(qiáng)的腐蝕性溴離子醋酸成分，這就要求設(shè)備的防腐蝕性能要增強(qiáng)。受到傳統(tǒng)工藝在選材上的限制，PTA裝置中重要部件都是工藝商所指定的某些材料，但是通常都附有昂貴的價(jià)格，其中還涉及到了制造商、工藝商的經(jīng)濟(jì)利益。而對(duì)于用戶方的技術(shù)管理人員來說，管理人員對(duì)耐腐蝕材料和工藝的知識(shí)比較匱乏，不能很好地考量經(jīng)濟(jì)性因素與工藝的耐腐蝕問題。這些都是PTA裝置采用奧是不銹鋼作為設(shè)備主材的原因。

3.有關(guān)選材的設(shè)計(jì)規(guī)定和選用不銹鋼復(fù)合板的合理性分析

我國(guó)在選材上的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中有明確地規(guī)定，通常情況下所選用的不銹鋼板厚度要超過12毫米，這時(shí)可以采用復(fù)合、堆焊等結(jié)構(gòu)形式，并且需要考慮到復(fù)合板結(jié)構(gòu)的可行性與經(jīng)濟(jì)性。通過選用奧氏體銹鋼設(shè)備設(shè)計(jì)選材，能夠減少成本的投入，還可以減輕質(zhì)量，方便與制造、運(yùn)輸與安裝的執(zhí)行。PTA裝置的過程設(shè)備，大多具有負(fù)壓與保溫的條件，可以對(duì)基層外壁設(shè)置相應(yīng)地加強(qiáng)圈和保溫圈，在進(jìn)行實(shí)際操作的過程中，無需進(jìn)行鋼墊的添加，這樣一來就可以在很大程度上減少鋼材的耗費(fèi)量。改用奧氏體不銹鋼的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，雖然會(huì)因?yàn)閺?fù)合板的寬度比較小而引起焊縫長(zhǎng)度的增加，造成焊接成本的不斷增加，但是這種奧氏體不銹鋼設(shè)備設(shè)計(jì)選材的應(yīng)用，可以降低價(jià)格，能夠?qū)⑺璩杀究刂圃诒容^穩(wěn)定的情況下。

4.有關(guān)復(fù)合板結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性的分析

4.1采用奧式體不銹鋼設(shè)備設(shè)計(jì)選材降低鋼材成本投入

在PTA裝置的氧化單元中，由于采用奧氏體不銹鋼設(shè)備作為設(shè)計(jì)選材，可以在溫度條件一定的情況下，對(duì)壁厚的應(yīng)力計(jì)算結(jié)果顯示，可以減少大約三分之一，能夠降低鋼材成本的耗用。

比如：母液罐的罐體直徑是4500毫米，設(shè)計(jì)的壓力在0.03MPa左右，設(shè)計(jì)的溫度是170攝氏度左右，經(jīng)過內(nèi)壓圓筒的科學(xué)計(jì)算之后，可以確定其管壁的厚度為14毫米，當(dāng)改為奧氏體不銹鋼設(shè)備設(shè)計(jì)選材的應(yīng)用時(shí)，再次計(jì)算，可以發(fā)現(xiàn)其管壁的厚度定位在10毫米，并且也可以滿足罐體強(qiáng)度的要求。通過科學(xué)地計(jì)算比較，能夠發(fā)現(xiàn)選用奧氏體銹鋼設(shè)備設(shè)計(jì)選材可以減少投資的大量投入，具有經(jīng)濟(jì)性意義。

4.2選用奧氏體銹鋼設(shè)備設(shè)計(jì)選材能夠強(qiáng)化剛性與強(qiáng)度

通常情況下選用奧氏體銹鋼設(shè)備設(shè)計(jì)的選材，在PTA裝置中的應(yīng)用能夠不受壁厚的影響，雖然壁厚比傳統(tǒng)的選材要薄，但是其在強(qiáng)度與剛性結(jié)構(gòu)方面卻可以達(dá)到規(guī)范性高標(biāo)準(zhǔn)要求。如果在實(shí)際的應(yīng)用中將設(shè)備的復(fù)層厚度進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑黾樱材軌蜻_(dá)到強(qiáng)度與剛性的保證。

4.3選用奧氏體不銹鋼設(shè)備設(shè)計(jì)選材能夠符合節(jié)能減排的要求

選用奧氏體不銹鋼設(shè)備設(shè)計(jì)選材作為PTA裝置的重要部件材料，能夠在一定程度上節(jié)約對(duì)材料的耗用程度，并且可以在資金的投入上得到合理控制。由于設(shè)備質(zhì)地比較輕，可以在排氣等方面配合高壓吸收塔的作用，從而減少排氣量，可以將節(jié)能減排工作做到最優(yōu)，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的有機(jī)結(jié)合。

5.結(jié)語

低碳環(huán)保成為時(shí)代發(fā)展的主題，這就要求社會(huì)科技能夠得到深入的發(fā)展，可以同社會(huì)現(xiàn)代化與環(huán)境的改善相適應(yīng)，促使環(huán)境與經(jīng)濟(jì)效益能夠得到有機(jī)融合。奧氏體不銹鋼設(shè)備設(shè)計(jì)選材在PTA中的應(yīng)用，能夠?qū)W式體不銹鋼設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)充分融入其中，并結(jié)合應(yīng)力的科學(xué)計(jì)算設(shè)定科學(xué)壁厚數(shù)值，可以節(jié)省對(duì)材料的耗用情況，從而能夠達(dá)到一定的經(jīng)濟(jì)性收益，并能夠?qū)⒐?jié)能減排融入到整個(gè)應(yīng)用當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理優(yōu)化。

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