鄭 丹

1 石化行業(yè)發(fā)展與現(xiàn)狀

最近的中美貿(mào)易大戰(zhàn)，讓中國(guó)的制造業(yè)站到了風(fēng)口浪尖。美國(guó)對(duì)中興的制裁更是讓中國(guó)看到了科技實(shí)力對(duì)于一個(gè)制造大國(guó)的重要性。

中國(guó)人民幡然醒悟——最核心的技術(shù)還是要掌握在自己手中，有些東西是花錢(qián)也買不來(lái)的[1]。此時(shí)此刻中國(guó)制造業(yè)面臨著嚴(yán)峻現(xiàn)狀，這種“罪”不止存在于制造業(yè)，內(nèi)憂外患下，作為石化行業(yè)的壓力容器設(shè)計(jì)人員，也是時(shí)候該看清楚自己的處境和面臨的各種挑戰(zhàn)。

全球化的經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及國(guó)際化的中國(guó)制造是現(xiàn)在這個(gè)時(shí)代的標(biāo)志，石化行業(yè)設(shè)備的國(guó)際化趨勢(shì)在這個(gè)行業(yè)也慢慢顯現(xiàn)。據(jù)了解，我國(guó)的大型工程公司承攬境外石化的項(xiàng)目，其中制造這一重要環(huán)節(jié)由境內(nèi)設(shè)備制造商完成；境外跨國(guó)公司在全球范圍內(nèi)的工程項(xiàng)目，均將我國(guó)作為重要的設(shè)備采購(gòu)地，也就是說(shuō)，有相當(dāng)部分的設(shè)備由我國(guó)企業(yè)建造[2]。這意味著我國(guó)制造企業(yè)需要按照國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)承壓設(shè)備產(chǎn)品，因而必須采用國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)可的材料，通常也就是國(guó)外牌號(hào)材料，從事此類石化設(shè)備建造[3]。由于石化行業(yè)在壓力容器設(shè)計(jì)這方面存在許多不足，安全法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展不平衡，各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)體系仍在逐步完善，使得在設(shè)計(jì)中經(jīng)常會(huì)按ASME規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，因此此類設(shè)計(jì)種制造用材也必須是ASME規(guī)范所認(rèn)可的材料。眾所周知，境外采購(gòu)成本高，供貨周期長(zhǎng)，采用國(guó)外材料經(jīng)常是不得已而為之。因此，作為一名壓力容器設(shè)計(jì)人員，有義務(wù)盡自己的職責(zé)來(lái)用最優(yōu)化的設(shè)計(jì)并選用最優(yōu)化的材料，來(lái)解決設(shè)計(jì)中所面臨的種種問(wèn)題。

2 壓力容器設(shè)計(jì)中選材的重要性

設(shè)計(jì)壓力容器，除了考慮載荷、時(shí)間和環(huán)境等條件，更重要的是其所用的結(jié)構(gòu)和選材。選材是壓力容器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，往往一種材料的性能就會(huì)決定整個(gè)設(shè)備及整個(gè)裝置的安全性，是出色完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。近幾年新聞上頻頻出現(xiàn)各起化工事故，其中不乏是由于設(shè)計(jì)選材所引起的，這不僅對(duì)與設(shè)計(jì)人員相關(guān)的人員、公司等等造成嚴(yán)重?fù)p失，對(duì)整個(gè)化工行業(yè)的發(fā)展更是帶來(lái)不可估量的影響[4]。因此壓力容器設(shè)計(jì)人員肩負(fù)的責(zé)任重大，不僅要了解各種材料的性能，還要熟悉能夠影響材料的一些重要因素，比如設(shè)備使用時(shí)間、使用環(huán)境和制造廠的一些重要工藝流程等等，并需要與各個(gè)上下游專業(yè)密切溝通才能保證所設(shè)計(jì)的設(shè)備在安全期限達(dá)到最大合理化的運(yùn)用[5]。現(xiàn)階段所接觸的項(xiàng)目中的選材大多數(shù)依賴于經(jīng)驗(yàn)，但在這個(gè)越來(lái)越多元化的時(shí)代，客戶所需要的設(shè)備功能也越來(lái)越復(fù)雜，這不僅僅給選材帶來(lái)了更多難度，也給整個(gè)設(shè)計(jì)增加了更多成本。而且實(shí)際中往往設(shè)計(jì)人員所選的材料也并非業(yè)主所了解或易于購(gòu)買，很多時(shí)候當(dāng)所有設(shè)計(jì)圖紙已經(jīng)完成但最后不得已又要重新設(shè)計(jì)的例子也時(shí)有發(fā)生，此時(shí)更會(huì)影響整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的進(jìn)展。一臺(tái)壓力容器從設(shè)計(jì)、選材再到制造、檢驗(yàn)，每一環(huán)節(jié)缺一不可，但選材這一最重要的環(huán)節(jié)卻缺乏深入研討，這一重點(diǎn)給設(shè)計(jì)任務(wù)帶了重重考驗(yàn)。

3 壓力容器設(shè)計(jì)中選材原則

作為在小型設(shè)計(jì)院工作及大型設(shè)計(jì)院學(xué)習(xí)過(guò)的入門(mén)級(jí)壓力容器設(shè)計(jì)人，筆者經(jīng)過(guò)實(shí)踐與經(jīng)驗(yàn)的磨煉，總結(jié)了如下幾項(xiàng)選材原則。

（1）熟悉項(xiàng)目統(tǒng)一規(guī)定

拿到設(shè)計(jì)任務(wù)之后不要急于設(shè)計(jì)，了解整個(gè)項(xiàng)目的統(tǒng)一規(guī)定是關(guān)鍵，往往業(yè)主對(duì)設(shè)備的材料會(huì)有統(tǒng)一的要求，包括特殊工藝條件下設(shè)備的工作特點(diǎn)都會(huì)詳細(xì)敘述。2016年筆者參與設(shè)計(jì)的硫磺裝置就出現(xiàn)過(guò)類似問(wèn)題，因?yàn)橄掠卧O(shè)計(jì)缺乏與總負(fù)責(zé)人溝通，導(dǎo)致設(shè)計(jì)人員在完成了所有設(shè)備的設(shè)計(jì)后才發(fā)現(xiàn)跟統(tǒng)一規(guī)定的材料有所出入。雖然設(shè)計(jì)人員的材料也符合設(shè)計(jì)任務(wù)，但是最終卻因?yàn)椴环辖y(tǒng)一規(guī)定要求而需要重新選材與計(jì)算，重新設(shè)計(jì)圖紙，不僅浪費(fèi)人力、物力，造成各種損失，也對(duì)后面的合作關(guān)系產(chǎn)生了一定影響。

（2）了解設(shè)備結(jié)構(gòu)

理解設(shè)備結(jié)構(gòu)，才能合理選材，設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中往往出現(xiàn)腐蝕，此時(shí)除了考慮壁厚的影響，還必須考慮選材是否合理。2015年筆者參與設(shè)計(jì)改造了煉油廠減壓塔，由于先前設(shè)計(jì)選材不當(dāng)，導(dǎo)致部分塔壁嚴(yán)重腐蝕，改造設(shè)計(jì)將部分塔壁的碳鋼換成不銹鋼復(fù)合板。這種情況就是由于設(shè)計(jì)人員未充分了解設(shè)備的結(jié)構(gòu)所引起的選材不當(dāng)問(wèn)題。不僅如此，強(qiáng)度和剛度也會(huì)影響選材，設(shè)備不同結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度都會(huì)不同，制造加工、安裝等也都不同，因此合理選材，可以有效避免損失。

（3）扎實(shí)基本知識(shí)

有句俗語(yǔ)說(shuō)的很好，在小設(shè)計(jì)企業(yè)工作三年比不上在大型設(shè)計(jì)院工作半年。除了反思環(huán)境對(duì)設(shè)計(jì)人的影響，更重要的是大型設(shè)計(jì)院對(duì)設(shè)計(jì)人員基礎(chǔ)知識(shí)的培訓(xùn)。站的高看得遠(yuǎn)，設(shè)計(jì)也是如此，實(shí)踐出真知，設(shè)計(jì)的多了，知識(shí)面豐富了，設(shè)計(jì)選材的問(wèn)題自然也不在話下。雖然標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)材料的性能都做出了詳細(xì)的描述，但設(shè)計(jì)人員還是會(huì)出很多簡(jiǎn)單的錯(cuò)誤。因此不斷地學(xué)習(xí)、總結(jié)，扎實(shí)自己的基本知識(shí)才能做出一份滿意的圖紙。

4 結(jié)語(yǔ)

縱觀石化行業(yè)，雖然在很多方面已經(jīng)邁出了一大步，但是“中國(guó)制造”要走向世界、做大做強(qiáng)仍任重而道遠(yuǎn)。壓力容器材料是壓力容器設(shè)計(jì)的靈魂，而作為一名設(shè)計(jì)人員，也要時(shí)刻牢記自己的初心，不忘使命，砥礪前行，不斷地充實(shí)自己，保證壓力容器設(shè)計(jì)質(zhì)量，貫徹落實(shí)《中國(guó)制造2025》，推動(dòng)石化化工行業(yè)由大變強(qiáng)，讓石化行業(yè)真正走向世界，得到國(guó)際的認(rèn)可。