奧氏體銹鋼設備設計選材在PTA裝置應用中的效益分析

張錦

摘要：隨著我國經濟與科技的深入發展，奧氏體銹鋼設備設計的選材在PTA裝置中得到了有效的應用。文章中主要是對PTA裝置進行系統性的闡述，能夠在滿足工藝條件的前提下，在設計的強度、剛度、穩定性等方面得到一定程度的提升，從而可以更好地適應社會多元化與現代化的發展趨勢。

關鍵詞：奧氏體銹鋼設備；設計選材；PTA裝置；應用；效益分析

由于PTA裝置得到了廣泛的應用，并且在設備的選材上也受到了現代化與科技化的影響，需要將針對性和適用性相結合，可以順應現代社會提倡節能減排的號召，并且能夠在某種程度上作為經濟發展的推動力量之一。文章中提到的奧氏體銹鋼設備設計選材在PTA裝置的應用中，很大程度上是為裝置的經濟與社會效益做出貢獻，推動經濟的可持續性發展。

1.PTA裝置過程設備設計用材的現狀

1.1PTA裝置的氧化單元與結晶單元

通常情況下在PTA裝置的氧化單元中，由于受到工藝介質的影響，在氧化反應與CTA結晶、溶劑回收等工段中介質接觸的耐腐蝕材質大多數是SAF2205雙相不銹鋼材質和鈦。近年來，部分重要過程的設備在結構設計上已經在PTA裝置中得以改良與優化，比如：在容積脫水塔與CTA結晶器的傳統結構設計是整體化使用SAF2205雙相不銹鋼，為了能夠同現代化科技相適應，將其改為低合金鋼復合鈦的結構；而在氧化單元的母液與排放氣系統中，采用奧氏體不銹鋼材質作為設計的剛性與強度結構的選材。在PTA裝置結晶單元過程中，設備的進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來替代設計的剛性結構與強度。

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構用鋼量都比較大，就實際情況而言，成品料倉的倉體壁厚度能夠達到12毫米以上，平均兩臺料倉的筒體總質量約為387噸。但是，如果選用奧氏體不銹鋼設備作為設計結構，復合板冷卷時壁厚不會發生明顯地減薄，不銹鋼復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備主材的原因

采用奧氏體不銹鋼作為設備主材的原因有很多，主要是因為PTA裝置對設備的耐腐蝕性要求比較高，而在一般的操作中其介質中含有很強的腐蝕性溴離子醋酸成分，這就要求設備的防腐蝕性能要增強。受到傳統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格，其中還涉及到了制造商、工藝商的經濟利益。而對于用戶方的技術管理人員來說，管理人員對耐腐蝕材料和工藝的知識比較匱乏，不能很好地考量經濟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備主材的原因。

3.有關選材的設計規定和選用不銹鋼復合板的合理性分析

我國在選材上的相關標準中有明確地規定，通常情況下所選用的不銹鋼板厚度要超過12毫米，這時可以采用復合、堆焊等結構形式，并且需要考慮到復合板結構的可行性與經濟性。通過選用奧氏體銹鋼設備設計選材，能夠減少成本的投入，還可以減輕質量，方便與制造、運輸與安裝的執行。PTA裝置的過程設備，大多具有負壓與保溫的條件，可以對基層外壁設置相應地加強圈和保溫圈，在進行實際操作的過程中，無需進行鋼墊的添加，這樣一來就可以在很大程度上減少鋼材的耗費量。改用奧氏體不銹鋼的設計結構，雖然會因為復合板的寬度比較小而引起焊縫長度的增加，造成焊接成本的不斷增加，但是這種奧氏體不銹鋼設備設計選材的應用，可以降低價格，能夠將所需成本控制在比較穩定的情況下。

4.有關復合板結構經濟性的分析

4.1采用奧式體不銹鋼設備設計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備作為設計選材，可以在溫度條件一定的情況下，對壁厚的應力計算結果顯示，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，設計的壓力在0.03MPa左右，設計的溫度是170攝氏度左右，經過內壓圓筒的科學計算之后，可以確定其管壁的厚度為14毫米，當改為奧氏體不銹鋼設備設計選材的應用時，再次計算，可以發現其管壁的厚度定位在10毫米，并且也可以滿足罐體強度的要求。通過科學地計算比較，能夠發現選用奧氏體銹鋼設備設計選材可以減少投資的大量投入，具有經濟性意義。

4.2選用奧氏體銹鋼設備設計選材能夠強化剛性與強度

通常情況下選用奧氏體銹鋼設備設計的選材，在PTA裝置中的應用能夠不受壁厚的影響，雖然壁厚比傳統的選材要薄，但是其在強度與剛性結構方面卻可以達到規范性高標準要求。如果在實際的應用中將設備的復層厚度進行適當的增加，也能夠達到強度與剛性的保證。

4.3選用奧氏體不銹鋼設備設計選材能夠符合節能減排的要求

選用奧氏體不銹鋼設備設計選材作為PTA裝置的重要部件材料，能夠在一定程度上節約對材料的耗用程度，并且可以在資金的投入上得到合理控制。由于設備質地比較輕，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，可以將節能減排工作做到最優，實現了經濟效益和環境效益的有機結合。

5.結語

低碳環保成為時代發展的主題，這就要求社會科技能夠得到深入的發展，可以同社會現代化與環境的改善相適應，促使環境與經濟效益能夠得到有機融合。奧氏體不銹鋼設備設計選材在PTA中的應用，能夠將奧式體不銹鋼設備的優點充分融入其中，并結合應力的科學計算設定科學壁厚數值，可以節省對材料的耗用情況，從而能夠達到一定的經濟性收益，并能夠將節能減排融入到整個應用當中，實現結構設計的合理優化。

參考文獻：

[1]王耀明，陳強，萬網勝.PTA裝置部分不銹鋼設備設計選材經濟性分析[A].北京機械工程學會2012年優秀論文評選論文集[C]，2013（09）.

[2]阮黎祥.PTA裝置部分不銹鋼設備設計選材經濟性分析[J].化工設備與管道，2010（07）.

[3]韓豫.應變強化奧氏體不銹鋼制壓力容器工藝研究及其在典型介質環境中的性能評價[D].合肥工業大學，2012（09）.

[4]馬秋林.PTA裝置中不銹鋼材料的選用及分析[J].合成纖維工業，2012（04）.

[5]王富海.PTA裝置的選材[J].石油化工腐蝕與防護，2011（01）.