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2.7 化工塔设备下封头开裂的修复及后评估
某石化企业一新建装置于2009年5月建成，2009年6月投用前进行水冲洗时发现1台塔设备下封头与裙座处漏水。经检查在下封头与裙座角焊缝处出现开裂，有水漏出，具体部位在下封头与裙座处环焊缝的上部，有一条1800 mm长度穿透裂纹，裂纹主要沿周向分布。经进一步检查共发现6台塔出现类似裂纹。经现场调查、检测并对断口材质取样分析，认定封头开裂原因主要是由于空塔就位后四个多月内，没有安装接管和塔平台等附件，超预期的风载荷引起塔体的摆动，从而导致塔裙座与封头南北方向材料低周疲劳损伤产生疲劳裂纹，进而最终造成板材开裂。通过疲劳计算、强度复核及开裂处的材料分析，并经多方讨论，制订了最终的修理方案。2009年8月实施修理，经检测合格后投用。经投用后日常观测及2010~2011年停车检修期间进行的两次无损检测，证明此次修理方案合理，修复后的塔设备是可靠的[9]。
2.8 精馏塔设备的故障诊断分析
精馏过程作为上一个世纪化学加工工业中应用数量最多、涉及面最广的化学工程单元设备。早期精馏塔的故障诊断主要依据工程技术人员的操作经验和知识积累来进行及时排除。但大多数情况下其故障是多方面原因综合作用的结果，从设备外部很难直接判断。伴随着上一世纪迅猛增长的石油和化学加工工业的发展、精馏技术的应用数量和规模的大幅度增长和扩大，大大激励了精馏和其他相关支撑科学的研究，精馏塔的故障诊断已发展成为一个新的研究方向，其故障诊断和故障排除的成功率得到提高。比如γ-射线扫描、流程模拟等技术在精馏塔故障诊断中的应用就受到了广泛的重视，本文进行相关论述[10]。
3 课题内容
3.1 塔设备的类型选择
最常见的塔设备为板式塔和填料塔两大类。作为主要用于传质过程的塔设备，首先必须使气（汽）液两相能充分接触，以获得高的传质效率。此外，为满足工业生产的需要，塔设备还必须满足以下要求：1、生产能力大；2、操作稳定，弹性大；3、流体流动阻力小；4、结构简单、材料耗用量少，制造和安装容易；5、耐腐蚀和不易阻塞，操作方便，调节和检修容易。因为板式塔处理量大、效率高、清洗检修方便且造价低，故工业上多采用板式塔。
以下是几种工业中常见的板式塔及其优缺点：
（1）浮阀塔：在塔板开孔上方，安装可浮动的阀片，浮阀可随气体流量的变化自动调节开度，可避免漏液，操作弹性大，造价低，且安装检修方便，但对材料的抗腐蚀性能要求高。
（2）筛孔塔：结构简单、造价低廉、筛板塔压降小、液面落差也较小、生产能力及塔板效率都较泡罩塔高，故应用广泛。
（3）泡罩塔：其气体通道是升气管和泡罩，由于升气管高出塔板，即使在气体负荷很低时也不会发生严重漏液，操作弹性大，升气管为气液两相提供了大量的传质界面。但泡罩塔板结构复杂，成本高，安装检修不便，生产能力小。
综合考虑最终选择筛孔塔[11]。
3.2 塔设备的材料选择
化工生产是很复杂的生产过程，不仅有着各种不同性质的工作介质严重的腐蚀性，而且温度、压力变化的范围很大;不同的工作介质和不同的生产条件要求使用的材料也各不相同，如果对材料的性质掌握不全面，选择不合理，不仅会造成很大浪费，还有可能造成生产事故，影响正常生产，因此化工设备耐蚀材料的选择，始终是广大用户和设计工作者需要首先慎重考虑的问题。
塔设备绝大多数采用钢材制造，这是由于钢材具有足够强度和塑性，制造性能较好，同时钢的使用经验也比较丰富。这些性能在大型塔设备中的优越性更加明显。目前，国内化工设备尤其是大量的塔器、换热器、冷凝器、分离器、槽、罐等常用设备多数都常用碳素钢、低合金钢和不锈钢材料制造的，因此在选择化工设备用材时，必须考虑设备的操作条件、材料的加工性能、焊接性能、热处理及设备结构等因素[12]。
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