温度预控制（精选6篇）
温度预控制 篇1
摘要：本文针对陕西延长石油 (集团) 有限责任公司延安炼油厂, 100kt/a聚丙烯装置催化剂预接触罐D201在夏季时温度控制困难 (偏高) 问题展开分析, 通过系统深入细致的分析和技术改造, 达到了控制D201温度的预期目的, 提高了装置运行平稳率。
关键词：聚丙烯,催化剂预接触罐,冷冻水,改造
一、概述
1. 装置概述
陕西延长石油 (集团) 有限责任公司延炼聚丙烯装置是由中石化工程建设公司 (SEI) 设计建设, 于2005年5月31日一次试车成功。聚丙烯项目是延安炼油厂从单一燃料型炼油企业向高附加值的燃料化工型过渡的标志性工程。装置采用国产化第二代双环管液相本体聚合工艺技术, 使用Z-N型催化剂, 设计生产时间8000h/a, 可生产10万吨聚丙烯粒料, 共计26种均聚物牌号。
2. D201系统简介
CAT (主催化剂) 在D201 (三剂预接触罐) 里被助催化剂TEAL (三乙基铝) 和DONOR (给电子体) 活化, D201容积为3L。
CAT、DONOR和TEAL分别由各自的计量泵 (P108A/B、P104A/B和P101A/B) 送入D201。其中DONOR和TEAL供料在进入D201前短暂混合, TEAL杀死DONOR中的毒物, 防止其使CAT中毒, 以确保CAT活性;CAT则通过另一条管线进入D201。三剂在D201中通过A201 (磁耦合搅拌器) 充分混合后溢流进入Z203A/B (在线混合器) , 三剂混合物与10℃的冷丙烯在Z203A/B中混合后通过Z211A/B线进入R200 (预聚合反应器) 中进行预聚合反应。
D201操作压力为3.4MPa左右, 操作温度为10±2℃, 其温度控制是通过控制夹套冷冻水流量来实现, 由P203 (D201夹套水循环泵) 提供循环动力。
二、D201温度高对生产的影响
聚丙烯装置的主催化剂是由催化剂粉末、白油及凡士林脂混合配制而成的, 在D106 (催化剂分散罐) 中搅拌均匀并最终控制在10℃。控制在10℃的原因为确保配制好的催化剂以膏状均匀向反应系统供料;如催化剂温度过高, 油、脂混合物就会由均匀膏状变为不均匀的液态, 从而造成催化剂沉降。
D201作为三种催化剂的预接触罐, 其作用是使三种催化剂在其中混合均匀的同时主催化剂被助催化剂活化。如果温度过高, 主催化剂会在D201中沉降, 导致Z203A/B堵塞中断反应以及催化剂供给不均聚合反应波动等不良影响, 直接影响装置的连续、平稳、高效运行。
三、D201系统夏季时温度高的原因分析
1. 原始设计
根据原始设计, D201的温度是由回路TIC211控制P203入口冷冻水补给量 (即调节阀TV211的开度) 来控制在10℃的。
2. D201系统夏季温度高原因分析
(1) 调节阀TV211安装位置欠妥
原始设计中, 调节阀TV211安装在P203的进口位置。但根据离心泵的特性可知, 如果使用进口阀来调节泵的流量, 在转速一定的条件下, 可能导致水量不足, 管道不能满水, 则可能出现一定的真空度, 如此一来, 泵出口压力、流量均无法保证。
(2) 冷冻水逆流短路
D201系统的冷冻水上水来自P601A/B (冷冻水泵) , P601A/B出口压力为0.6MPa左右, 而P203出口压力约为0.3MPa。在TV211关小的情况下, 由于P601A/B出口压力高于P203出口压力, 有可能导致冷冻水不经过P203逆流进入P203回水流程, 逆流冷冻水与P203出口冷冻水在管线中互相影响, 造成D201系统温度控制困难。
四、工艺管线改造
根据对D201夏季温度难以控制的原因分析, 我们在2014年3月的装置抢修中对该系统管线进行了两处改造, 即将调节阀TV211移位至P203出口以及给P203回水管线增加一台单向阀。改造前后流程见图1。
五、改造效果
1. 数据对比
由于改造是在2014年装置抢修中完成, 故选取改造前后两年 (2013、2014年) 7月相同时段的温度数据作直观对比, 见表1。
注:时间选择为该两年生产情况较为相似的7月1至24日16:00作对比, 数据均采自延安炼油厂《10万吨/年聚丙烯装置内操台账记录》
2. 结论
将表1中数据转换为图标作对比, 更加直观, 见图2。
图中上部曲线为2013年7月1~24日16:00时D201温度, 下部曲线为2014年同时段D201温度, 由表1数据明显得出:经过工艺管线改造后, 催化剂预接触罐 (D201) 温度控制得到了明显改善, 已达到预期要求, 有效解决了在夏季因D201温度控制不稳引起的聚合反应波动问题, 确保了装置的安全平稳运行。
参考文献
[1]《延安炼油厂10万吨/年聚丙烯装置操作规程》
[2]洪定一, 聚丙烯—原理、工艺与技术.中国石化出版社, 2005.
[3]黄希贤, 曹占友, 泵操作与维修技术问答 (第二版) .中国石化出版社, 2001.
温度预控制 篇2
关键词：预氧化时间,温度
为了使聚丙烯腈(PAN)线形分子链转化为耐热的梯形结构,以使其在高温炭化时不熔不燃,保持纤维状态,在原丝丝束碳化前要对其进行预氧化处理。在生产碳纤维的全过程中预氧化工序所占时间最长,是控制产量的主要因素。因此,预氧化过程向来是国内外学者关注的热点,因此,许多研究者[1,2,3,4,5,6,7,8]在这方面做了大量的研究,取得了巨大进步。但由于其本身复杂性,在许多问题上仍然存在争议(如环境、外加张力在预氧化中的作用,在预氧化中形貌的变化,尤其是纤维在预氧化过程中取向变化)[9]。而且在实际工业化生产中,如何降低预氧化时间仍然是个未解决的大问题,因此,继续深入细致地研究各个因素对预氧化的影响,发掘深层次的内在联系,对工业化生产具有重要的指导作用。
牵伸是预氧化过程的一个重要工艺参数,对预氧化过程有着重要的影响。牵伸主要是限制纤维的收缩,因此,研究纤维在不同温度下的收缩可以为牵伸的确定提供一定的理论基础。环化反应是预氧化过程中最重要的反应,而环化反应会引起纤维的收缩,因此,可以通过研究纤维收缩来研究预氧化过程中环化反应。另外,一些研究者认为[8],收缩可以作为优化预氧化的一个参数。所以,本方法主要是通过在线监测PAN纤维在预氧化过程中的热收缩行为,结合纤维预氧化前 后性能变化,研究时间、温度对纤维预氧化的影响, 对实际的工业化生产具有重要的指导作用。
1 实验部分
1.1 原料及主要性能
采用纤维为扬州生产的PAN原丝,规格为3K/束,其主要性能指标列于表1。
1.2 实验方法
在测试纤维的热收缩时,取固定长度的PAN原丝,两端分别与芳纶相连,置于炉子恒温区内,其中一端固定,另一端通过滑轮与砝码相连。砝码的位移通过位移传感器实时监控,通过无纸记录仪记录位移传感器的输出信号(每秒钟记录1次)。根据记录结果计算出纤维的收缩率。在试验过程中,以2℃/min升温速率从室温升到指定温度,随后在此温度下恒温。
1.3 分析测试与表征
1.3.1 体密度
采用浮沉法进行测试。平衡溶液为正庚烷和四氯化碳混合液。将待测纤维烘干后剪碎成0.5mm以下短切纤维置于配置的平衡溶液中,调节重液与轻液比例使纤维悬浮,直至纤维在混合液内均匀分布。并维持悬浮4h以上。用比重计测定溶液密度,即为待测纤维的体密度。
1.3.2 元素分析
纤维样品的化学组成分析利用Vario EL III CHNOS型元素分析仪(德国)进行测定。其中纤维中C、H和N的含量由仪器直接测定,而氧的含量则采用差减法进行计算。
1.3.3 傅立叶变换红外光谱分析
常温IR 分析在Nicolet Magna 550 Ⅱ型红外光谱仪上进行。采用溴化钾压片法,测试条件为纤维粉末与溴化钾比例为1∶200,分辨率2cm-1,扫描次数64次。
有研究者[10,11]提出利用FT-IR红外光谱来表征预氧化发生的程度,即相对环化率(RCI),可用下式表示:
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式中IC=N表示红外光谱中1600cm-1 处形成的共轭的C=N 基团的伸缩振动的吸收峰强度;而IC≡N表示红外光谱中2240cm-1 处氰基的伸缩振动的吸收峰强度。
2 结果与讨论
2.1 预氧化时间的影响
纤维在预氧化过程中由于环化反应会引起纤维收缩[8,10],根据Fitzer[7]分析方法,通过对收缩曲线求导,从求导曲线最小值处,可以将收缩分为两部分:物理收缩和化学收缩。图1给出了PAN纤维以2℃/min升温至220℃后,恒温1.5～17.5h的收缩曲线图。由图可以看出,收缩率随着预氧化时间的增加而逐渐增加,当氧化时间超过5h以后,收缩率逐渐趋向稳定。
图2给出了不同预氧化丝的红外谱图,根据红外谱图得到RCI列于表2中,由表可看出,随着恒温时间的增加,相对环化率逐渐增加;当预氧化时间超过5h,增加不明显。这和收缩曲线的变化是一致的。收缩是纤维发生环化反应的宏观表现,预氧化5h以后,收缩率和RCI均变化不大,这说明PAN纤维在220℃恒温3.5h(升温1.5h)环化反应基本结束。但最终的收缩率和RCI值都不是很高,这说明纤维环化程度不高。
体密度、氧含量与预氧化时间的关系如图3、图4所示,由图可看出,随着预氧化时间的增加,预氧化丝的体密度、氧含量一直增加,结合上面的结论,可以得出:在220℃恒温3.5h以后,环化反应基本结束,而氧化反应仍然继续进行。
2.2 预氧化温度的影响
PAN原丝以2℃/min升温至不同温度,再恒温24h的收缩曲线见图5所示。由图可以看出,在给定温度下,随着预氧化时间的增加,收缩率最终都达到一个稳定的值。而且随着预氧化温度的提高,最终收缩率逐渐增加,当温度高于240℃,最终收缩量变化不明显。
图6给出了不同预氧化温度下预氧化丝的红外谱图,根据红外谱图求得RCI列于表3中,由表3可看出,随着温度提高,RCI值逐渐提高,当温度超过240℃,RCI值变化不明显,这和收缩率变化规律是一致的。
(a-原丝;b-100℃;c-160℃;d-180℃;e-200℃; f-220℃; g-240℃; h-260℃; i-280℃)
表4给出了不同温度下预氧丝体密度变化,由表可以看出,随着温度升高,体密度逐渐增大。当温度超过240℃时,体密度已经接近完全芳构化的理论体密度值1.6g/cc[12],这说明了当温度超过240℃时,纤维的芳构化程度已经很高。
综合考虑收缩曲线、RCI和体密度的变化可以发现:在给定温度下,恒温24h后,收缩率都达到了稳定值,这说明了环化反应基本结束,即能环化的腈基都参加了反应。当温度低于240℃时,最终收缩率、RCI值、体密度都随着温度升高而逐渐增大,这说明温度在预氧化中起着决定性的作用,即温度决定了环化反应可以进行的程度(随着温度的升高,可环化的腈基逐渐增多)。当预氧化温度高于240℃时,最终收缩率、RCI变化不大,且体密度接近完全芳构化的理论体密度值。
3 结 论
(1)温度和时间作用不同,即温度作用不能通过延长时间来代替。
(2)在220℃恒温3.5h以后,环化反应基本结束,而氧化反应仍然继续进行。
(3)温度在预氧化中起着决定性的作用,即温度决定了环化反应可以进行的程度。
(4)240℃是预氧化过程中的一个关键温度,即当温度高于240℃时,大部分腈基均可发生环化反应。
参考文献
[1]许志献,徐樑华,代永强,金日光.高等规度聚丙烯腈预氧化环化FT-IR的研究[J].化工新型材料,2008,36(8):47-50.
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[3]Kakida H,Tashiro K.Mechanismand kinetics of stabilizationreactions of Polyacrylonitrile and related copolymers III Com-parison amongthe various types of copolymers at viewedfromi-sothermal DSCthermograms and FT-IR spectral changes[J].Polymer Journal,1997,29(7):557-562.
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温度预控制 篇3
1 实验部分
1.1 原材料
实验中所用催化剂均为中国石油大庆化工研究中心研制,载体为γ-Al2O3,催化剂性质见表1。
1.2 催化剂预硫化实验
固定床预硫化 采用流通式固定床反应器,内径为16mm,长度为300mm。
膨胀床预硫化 采用膨胀床反应器,内径为40mm,高为170mm;单层多孔分布板,开孔率为1.6%;硫化介质为H2S,H2,N2的混合物。
1.3 评价方法
采用燃烧-中和滴定法,测定硫化后催化剂的含硫质量分数。用硫化度评价硫化效果。理论含硫质量分数为裂解汽油二段加氢催化剂中活性组分完全硫化(转化为MoS2,Co9S8,Ni3S2)的含硫质量分数(8.55%)。
以单烯烃饱和加氢(HYD)为模型反应,考察了催化剂活性。HYD反应在高压微型反应器中进行。催化剂装填量为1g,以1-己烯与正庚烷混合物(二者质量分数分别为16%,84%)为原料,液体空速为7.2h-1,氢气/原料油(体积比)为300,反应温度120℃,反应压力4MPa。反应3h后取样,反应产物用气相色谱仪分析,以烯烃饱和转化率(X)作为催化剂的HYD活性指标。
1.4 试样表征
1.4.1 吡啶-程序升温脱附(TPD)
取30～60目的催化剂试样0.1g,密相装填于石英管(ϕ6×1mm)反应器中部。在He气流(40mL/min)中,以15℃/min升温速率加热至300℃,恒温1h,然后降至200℃。待温度稳定,将吡啶脉冲注入,当吸附与脱附吡啶达到平衡后(前后2次进样峰面积基本相同),再吹扫30min,然后降至100℃。用He气吹扫至记录仪信号回到基线,然后以18℃/min的升温速率加热,记录吡啶的TPD谱图。
1.4.2 程序升温硫化(TPS)
在自制的TPS仪器中,催化剂在惰性气氛下干燥处理。分别在400,460,500℃下恒温后切换成9mL/min的混合气(H2S/H2/He体积比为3.23/28.10/68.67)。热导池检测器跟踪反应尾气组成的变化,在反应器和热导池之间设冷阱,以消除反应中生成水的影响。
1.4.3 X射线衍射(XRD)
在日本理光公司制造的D/max-Ⅲ A 型X射线衍射仪上,测定试样的XRD谱图,Cu射线源,管电压40kV,管电流45mA,扫描速率4°/min,扫描范围为5～90°,XRD谱图由计算机系统进行记录和处理。
2 结果与讨论
2.1 硫化温度对H2S穿透时间的影响
利用TPS装置,考察了温度对H2S穿透石蜡加氢精制催化剂床层时间的影响。由图1可知,当混合气体流量为9mL/min时,在硫化反应初期,尾气中H2S质量分数很低,说明没有穿透床层。随着反应时间的延长,硫化反应逐步完成,H2S开始穿透床层,不同的硫化温度,H2S穿透床层的时间各不相同。随着温度的提高,H2S穿透床层的曲线斜率逐渐增大,说明在低温硫化条件下,H2S穿透床层的速度慢,反之则快。500℃硫化时,H2S开始穿透床层的时间要少于400℃硫化时,其原因是高温条件下,催化剂在H2S开始穿透床层前就可以达到深度硫化,因此在H2S流量一定的条件下,低温下就需要较长时间提供足够的H2S。正因为催化剂在H2S开始穿透床层前就达到深度硫化,故导致高温下H2S穿透床层的速度较快。
(图中数字为硫化温度)
2.2 硫化温度对H2S转化率的影响
在固定床反应器中,对石蜡加氢精制催化剂进行硫化,当硫化温度分别为320,420,500℃时,2.5倍理论硫化时间(t0)的H2S转化率分别为30.7%,18.1%,11.9%,即随着硫化温度的升高,转化率逐渐减小。这是因为当催化剂用量一定时,硫容一定,而较高温度下反应速度快,未反应的氧化物迅速减少,产物层迅速增厚,致使反应速率降低得很快,并逐渐低于低温下的反应速率,导致反应一段时间后,高温H2S的转化率低于低温。
2.3 硫化温度对硫化度的影响
图2是硫化时间为1.2 t0,在固定床反应器中,石蜡加氢精制催化剂的硫化度随温度的变化曲线。
H2S质量分数为:1—3.77%;2—9.00%; 3—10.90%;4—16.80%
由图2可知,在不同质量分数H2S的条件下,硫化度均随温度的升高而增大。当硫化温度低于400℃时,各试样硫化度变化均较大;硫化温度超过400℃后,随温度的变化硫化度趋于平缓。硫化过程是放热反应,低温有利于化学平衡右移,硫化度增大;但低温下,硫化速度慢(高温可提高硫化速度)。由于粒子扩散活化能约为化学反应活化能的2倍[6],温度对粒子扩散的影响远大于对化学反应的影响,所以在相同时间内,温度升高硫化加深,硫化度增大。
2.4 硫化温度对催化活性的影响
由图3可知,在膨胀床反应器中,对裂解汽油二段加氢精制催化剂进行硫化,当硫化时间为10 t0时,随温度的升高,硫化度逐渐增大,转化率存在一最大值。
由图3还可以看出,在低温硫化区,HYD活性随硫化温度的升高逐渐升高,在370℃附近时,HYD活性最高(达到98.38%);在高于370℃的硫化温度区,HYD活性随硫化温度的升高而下降,当硫化温度达到500℃时,1-己烯的加氢转化率降低到93.30%。虽然加氢催化剂硫化采用低温(320℃)是可行的,但在低温硫化区,硫化反应速度较慢,在相同的硫化时间内,催化剂的硫化度比高温区低,要想达到与高温相同的硫化度,需延长硫化时间,而实验采用的是同样的硫化时间,所以低温催化剂的硫化度低,相应的HYD活性也就差。在高温(370℃以上)硫化区,催化剂的硫化反应速度过快,加上催化剂的硫化反应是强放热反应,因此会在催化剂颗粒表面出现局部温度过高现象,从而导致硫化催化剂发生聚集。370℃和500℃硫化后催化剂的XRD谱图(见图4)证明了这一点。
(图中数字为硫化温度)
文献[7,8,9,10,11,12]认为:硫化催化剂的加氢活性相为MoS2,Co-Mo-S,Ni-Mo-S,这3种活性相的主峰位置(2θ)基本一致(均为14°和33°)。由图4可知,500℃硫化的催化剂在33°处的衍射峰明显高于370℃,表明前者活性相的分散度不及后者。以上情况说明催化剂活性相分散度的变化导致了催化剂HYD活性的变化。
由图5可知,高温下硫化催化剂的酸度明显增加,这可能是导致其活性下降的重要原因。为了获得良好的催化活性,催化剂固体表面对反应物分子的吸附要适当,而多相催化需要的是较弱并且快速的化学吸附[13]。由于高温硫化催化剂的酸度过大,导致烯烃在该催化剂上的化学吸附过强,这不利于H2的吸附及其解离生成H+,势必影响进一步的烯烃饱和反应,因此催化剂的活性下降。
(图中数字为硫化温度)
3 结论
a.在TPS反应器中,对石蜡加氢精制催化剂进行硫化,在混合气体流量为9mL/min的条件下,随着硫化温度的提高,硫化速度及H2S穿透床层的速度较快。500℃硫化时H2S开始穿透床层的时间要少于400℃。
b.采用固定床反应器,对石蜡加氢精制催化剂进行预硫化,当硫化温度分别为320,420,500℃时,2.5 t0的H2S转化率分别为30.7%,18.1%,11.9%,即随着硫化温度的升高,转化率逐渐下降。
c. 在固定床反应器中,当硫化时间为1.2t0,在不同质量分数H2S的条件下,石蜡加氢精制催化剂的硫化度均随硫化温度的提高而增大。
d. 采用膨胀床反应器,对裂解汽油二段加氢精制催化剂进行硫化,当硫化时间为10 t0,硫化温度约为370℃时,催化剂活性最高(达到98.38%)。
温度预控制 篇4
1 实验
1.1 样品制备
实验材料为西南铝生产的80mm厚7050铝合金热轧板,其化学成分(质量分数/%)为:Zn 6.06,Mg2.20,Cu 2.12,Zr 0.11,Fe 0.08,Si 0.04,余量为Al。在热轧板1/4厚度处线切割切取2.0mm厚度的片材,然后在SX-4-10箱式电阻炉中进行升温二级固溶,固溶制度为450℃/90min+480℃/30min,升温速率为60℃/h,采用室温水淬。RRA的预时效时间为20h,温度依次为40,60,80,100,120℃,回归制度为170℃保温3h,再时效为120℃保温24h,各时效阶段完成后立即采用室温水淬。
1.2 性能测试及组织观察
采用小负荷维氏硬度计(HV-10B,载荷为29.4N)测试不同预时效温度下样品的硬度,每个样品至少测定5个点,除去最大和最小值,求平均值;用7501型涡流电导仪测试样品电导率,每个样品测试5次取平均值。
慢应变速率拉伸(Slow Strain Rate Tensile,SS-RT)应力腐蚀实验在WDML-3型微机控制慢拉伸试验机上进行,样品为哑铃状,标距段长度20mm。实验时,试样分别处于空气和3.5%NaCl溶液中,在缓慢应变速率(10-6s-1)下沿轧面上平行于轧向的方向进行拉伸,直至断裂,测定样品抗拉强度和伸长率。将慢应变速率应力腐蚀实验获得的各项力学性能指标加以处理,得到应力腐蚀指数(ISSRT),该指数与单项力学性能指数相比,能更好地反映应力腐蚀断裂敏感性,常作为判据。ISSRT表达式如下所示:
式中:σfw和σfA分别为合金在腐蚀介质和空气介质中的断裂强度,MPa;δfw和δfA分别为合金在腐蚀介质和空气介质中的断裂伸长率,%。ISSRT从0→1,表示应力腐蚀断裂敏感性逐渐增强。利用FEI Quanta-200型环境扫描电镜观察拉伸试样断口,加速电压20kV。
采用TecnaiG220型透射电镜,加速电压200kV。样品先磨成厚度约50μm的薄片,冲成直径为3mm的圆片后进行双喷减薄,电解液成分(体积分数)为:30%HNO3+70%CH3OH,工作温度控制在-28℃ 以下。透射电镜主要观察样品中的晶内、晶界析出相及无沉淀析出带,并获得合金组织的衍射斑点。
2 实验结果
2.1 合金的硬度及电导率
图1所示为预时效温度对7050铝合金硬度及电导率的影响。由图1可知:随着预时效温度升高,合金硬度先增大,在60℃时达到最大,之后随着预时效温度的继续升高,合金硬度先略有减小,后缓慢增大并趋于稳定;合金电导率随着预时效温度升高先降低,在60℃时达到最小,之后随着预时效温度的继续升高,合金电导率先升高后略有降低并趋于稳定。
2.2 慢应变速率应力腐蚀实验
表1所示为RRA热处理后7050 铝合金慢应变速率应力腐蚀实验结果。由表1可知:随着预时效温度的升高,合金的ISSRT指数逐渐减小,在80℃时达到最小值,预时效温度进一步升高,ISSRT指数又逐步增大。ISSRT指数的变化规律表明合金的应力腐蚀断裂敏感性随着预时效温度升高先降低后升高,预时效温度为80℃时,合金抗应力腐蚀性能最好。7050铝合金在不同预时效温度和腐蚀介质下的应力-应变曲线如图2所示。可以看出:应力腐蚀实验中,相比空气介质,7050铝合金在3.5%NaCl溶液的腐蚀介质中屈服强度有所下降。这可能是因为:合金在应力和腐蚀介质的作用下,应力腐蚀过程中位错密度升高[13],同时阳极溶解促进局部塑性变形,使材料的屈服强度下降[14,15]。此外,活性原子氢扩散进入晶格中,沿晶界优先偏聚,使晶界强度下降,在一定程度上也导致合金屈服强度的下降[16]。
2.3 组织观察
图3是不同预时效温度下RRA处理后7050 铝合金的TEM组织及衍射斑点。由图3(a-1),(a-2)可知预时效温度为40℃ 时,RRA后合金基体强化相主要为GP区,并伴有η′相,晶界较窄,晶界析出相连续分布。预时效温度升高至80℃,由图3(b-1),(b-2)可知合金基体强化相主要为η′相,伴有部分η相,晶界粗化现象严重,析出相间距变大,晶界不连续,但周围溶质贫化现象尚不显现,无沉淀析出带(Precipitation Free Zone,PFZ)几乎不可见。预时效温度继续升高,由图3(c-1),(c-2)可知预时效温度为120℃时,RRA后合金基体强化相主要为η′相,η相较预时效温度80℃时更多,GP区已几乎不可见,晶界粗化现象严重,析出相粗大且不连续,晶界周围溶质贫化现象出现,由图3(c-2)中标注可知PFZ宽度约为140nm。
图4是不同预时效温度下RRA处理后7050 铝合金应力腐蚀断口形貌,由图4 可知,预时效温度为40℃时,断裂类型为沿晶断裂(图4(a)中矩形框内区域所示);预时效温度升高,达到80℃时,合金以韧窝型穿晶断裂为主(图4(b),(c)中圆框内区域所示),并伴有部分沿晶断裂(图4(b)中矩形框内区域所示);预时效温度继续升高至120℃时,合金以沿晶断裂为主(图4(d)中矩形框内区域所示),并伴有部分穿晶韧窝型断裂(图4(d)中圆框内区域所示)。
3 分析讨论
3.1 微观组织
对于Al-Zn-Mg-Cu系高强铝合金,其固溶后时效脱溶序列为[17,18,19]:αSSSS(过饱和固溶体)→GP区(GPI和GPII区)→η′相(MgZn2)→η相(MgZn2)。在RRA处理的预时效阶段,合金组织中析出GP区和半共格η′相,回归阶段晶内组织GP区发生回溶[20],并伴有一定程度的η′相长大,晶界上η′相则较快长大粗化,间距变大,甚至形成非共格的η相,晶界不再连续。再时效阶段,晶内组织新析出和原有的GP区产生形核作用,形成新的弥散的η′相,由于η′相的强化效果大于可剪切的GP区,从而使合金达到较好的强化效果[21,22,23],同时粗大η相在晶界不连续分布的结构,提高了合金的抗腐蚀性能[24]。预时效温度较低(40℃)时,预时效阶段合金晶内析出相主要为GP区,回归阶段大部分发生回溶,再时效阶段重新析出,并有部分长大转化为η′相,此时合金强化相主要为细小、弥散的GP区和部分η′相,预时效温度较低还导致晶界在经过回归和再时效后,晶界析出相粗化现象不十分严重,晶界连续。随着预时效温度升高(80℃或120℃),预时效阶段合金晶内析出相除GP区外,还有较多的η′相,η′相在回归阶段往往不能发生回溶,其在整个RRA过程中一直处于粗化长大的过程,RRA后合金强化相以η′相为主,同时,较高的预时效温度还会导致预时效阶段的晶界析出物η′相在回归和再时效过程中不断粗化,部分η′相还会转化为粗大η相,晶界变得不连续。由于η′相的强化效果大于可剪切的GP区,故随着预时效温度升高,合金的硬度总体趋势上逐渐增加,同时由于合金基体中析出相尺寸增大,电子遭受的散射程度变小,平均自由程增大,合金电导率总体趋势上亦有所升高[25]。根据贫溶质理论,晶界处脱溶较快,因而较快较早地析出脱溶相,脱溶相析出吸收了周围的溶质原子,使得周围基体缺乏溶质原子而无法析出沉淀相,形成无沉淀析出带,并且时效温度较高、时间较长时,PFZ较宽。预时效温度较高时(120℃),晶界在预时效阶段就已析出一定量η′相,并在RRA后续过程中一直长大粗化,较多地吸收了周围的溶质原子,晶界处出现较宽的PFZ。
(a)40℃;(b)80℃;(c)120℃;(1)晶内;(2)晶界(a)40℃;(b)80℃;(c)120℃;(1)intragranular;(2)grain boundary
(a)40℃,3.5%NaCl溶液中;(b)80℃,3.5%NaCl溶液中;(c)80℃,空气中;(d)120℃,3.5%NaCl溶液中(a)40℃,in 3.5%NaCl;(b)80℃,in 3.5%NaCl;(c)80℃,in the air;(d)120℃,in 3.5%NaCl
3.2 应力腐蚀性能
预时效温度为40℃ 时,合金强化相为GP区和部分尚未长大的η′相,根据位错运动理论,变形过程中位错与细小的GP区和η′相发生作用,位错可以切过这些析出相,位错初始运动所要克服的阻力较大,一旦这些析出相被切过,对后续位错的阻碍作用将明显降低,位错可以连续通过这些析出相,基体中能容纳的位错数量明显减少;同时基体内会形成平面滑移,进而形成大量的滑移带,大量的位错将受阻于晶界导致位错在晶界处产生塞积,出现应力集中,不利于合金抗应力腐蚀性能的提高,合金的断裂类型主要为沿晶断裂。
预时效温度为80℃或120℃时,合金强化相为较粗大的η′相和η相,位错切过它们的难度很大,位错线是以Orowan机制绕过沉淀相质点,甚至产生交滑移,使得变形更加均匀,此时变形时集体中所能承受的位错量明显增加,合金不易产生过多的强度薄弱区。如果晶界晶内强度差较小,则空穴将在这些析出相周围长大,易导致韧窝型穿晶断裂。此外,均匀分布的η′相能更有利地阻碍变形过程中位错的运动,不易引起应力集中,合金抗应力腐蚀性能得到提高[26]。
对于铝合金而言,根据应力腐蚀的阳极溶解理论,晶界沉淀相作为阳极性沉淀相使得晶界具有较高活性,在晶粒保持钝性而晶界具有较高活性时,应力腐蚀裂纹可以沿晶界这条预存活性途径扩展[24],连续分布的晶界对合金的应力腐蚀不利。故当预时效温度升高时,合金抗应力腐蚀性能提高。 但当预时效温度为120℃时,合金晶界处分布着较宽的无沉淀析出带,根据德国学者Hornbogen等[27]的观点,PFZ的屈服强度较低,在应力作用下塑性变形容易集中在无沉淀析出带内,易导致应力集中和沿晶断裂。此外,塑性变形的PFZ与其他部分比较呈阳极,在应力作用下会加速腐蚀过程,增加了晶间断裂倾向[24,26]。此时合金的断裂类型以沿晶断裂为主。
综合晶内析出相及晶界特点,并考虑无沉淀析出带的作用,预时效温度为80℃时,合金经过RRA处理后综合力学性能良好,抗应力腐蚀性能较强。
4 结论
(1)随着预时效温度升高,RRA后7050铝合金晶内析出相从以GP区为主转变为以η′相为主,不易造成应力集中,对合金抗应力腐蚀性能有利。
(2)随着预时效温度升高,7050铝合金晶界析出相逐渐粗化,晶界不连续,合金晶界上不会产生连续的阳极溶解过程,合金应力腐蚀敏感性降低;但当预时效温度达到120℃时,晶界出现宽度为140nm的无沉淀析出带,PFZ易导致应力集中和阳极溶解过程,对合金抗应力腐蚀性能不利。
如何控制工程预结算质量 篇5
伴随着建筑业改革的不断深入, 建筑业市场不断规范完善, 以工程项目管理为核心的企业经营管理体制已基本形成, 建筑施工企业普遍实行了项目经理负责制和项目成本核算制。工程项目效益好坏直接影响企业的经济效益, 搞好工程项目的预结算管理是提高企业效益的关键。
2 影响施工图预算准确性的主要因素
2.1 阶段性对预算的影响
一项工程要经历决策、设计、实施三个阶段, 预算是施工图设计中的产物, 它产生在项目实施阶段之前, 其超前性注定了从一开始就不可避免的缺陷和问题。
材料价差对预算的影响。在市场经济条件下, 建筑材料价格由市场决定。预算材料价差按照工程造价管理部门定期公布的信息进行调整, 随着时间的推移, 材料价格将会有进一步的变化。
国家政策性调价。工程的阶段性是由工程的时间性决定的, 每一个阶段依循着一定步骤, 不能将下一道工序的时间提前, 而国家每一阶段都可能进行政策性调价。例如:人工费, 机械费调整。
预算没有特殊施工技术措施。工程造价主要由工程实体性消耗部分和措施性消耗部分决定的。实体性消耗部分一般是按施工图及说明所描述的工程实体部分计算, 不应有较大出人。而措施性消耗部分则因施工的环境、方法、工艺、手段不同产生差异。
预算没考虑现场签证。现场签证是施工期产物, 产生的原因多种多样, 包括基坑排水、土方坍塌、地下障碍、文物、自然灾害等。
2.2 设计修改与变更
工程设计同样受到诸如地质勘察资料, 没计技术规范、设计标准、设计手段、建筑材料等客观条件影响和制约, 当客观条件发生变化时, 设计也要相应变化以适应建设需要;而预算不具备这种预见性, 其结果直接导致结算超预算。
2.3 预算工程量计算误差
工程量计算是一个重要环节, 施工图纸表达是否正确, 全面, 清楚明白, 是工程量计算准确性的基础。在市政道路, 桥梁及安装工程中, 材料用量表及工程量表往往在图纸中已有明确标示;材料用量表及工程量表计算方法和数量是否符合工程量计算规则, 需要预算人员校核后方可使用。
2.4 设备材料价格误差
在我国, 同一种型号的设备存在多家厂商生产竞争, 价格混乱, 报价不一, 没有统一的规范市场, 使得设备材料预算价格同结算相差较大。
3 工程结算编制
3.1 工程结算编制依据
除预算编制的依据外, 还应有:检查批准的施工图预算或中标价 (附中标通知书) ;工程承包施工合同;工程实施中的工程变更;有效的现场签证。工程结算编制的依据要齐全、真实和可靠, 尤其是工程变更和签证。结算编制的依据、内容与预算相比有较大的差异。按我国《招标投标法》, 多数工程都是通过招投的方式进行承发包, 并以施工合同的条款明确双方的权利和义务, 予以法律约束。所以甲乙双方的施工合同就成为最主要结算编制依据, 合同中的工程建设内容, 合同价款及合同价款的调整原则、办法.工程质量、工期、付款、供料等双方的职责以及违约方索赔等条款的约定, 就成为结算的具体依据。
3.2 工程结算的内容
3.2.1 对工程实施中的工程变更、现场签
证f地质变化、流砂、材料代用以及人力不可抗拒的自然灾害造成的工程损失等投标文件以外的费用进行计量、计价;
3.2.2 对合同条款中约定的工程质量、工期、付款、设备、材料的供应等违约方赔偿的确认、计算。
4 控制建筑施工图结算的方法
4.1 通过招投标竞选
根据国家规定, 建筑行业实行投招标制。施工企业的任务以竞标的方式获取。当前施工企业僧多粥少, 一个招标项目.动辄上百家参与竞争。手续繁杂且中标概率低。投标花销费用大, 企业重不堪负。建筑市场的不规范是施工企业投标揽活的最大风险。首先表现在建设单位压级压价.大大超出了施工企业的承受能力.有的工程项目压级压价达到国家定额预设造价的30%多。许多施工企业为了眼前的生存也不得不承接。投资行为的不规范, 导致了“最低价中标”而非“最合理价中标”的现状。其结果一方面使得施工单位以巨额亏损睹贴建设单位的投资额, 另一方面某些施工单位“不得不”以偷工减料降低成本求生存, 必然导致“豆腐渣工程”。还有一些工程开工不拨动员予付款垫资司空见惯, 一批无资金或资金不到位的项目, 有的项目施工单位中标后垫资5%-10%的现金保证至工程结束后迟迟不予返还。多数垫资项目属“空手套自狼”工程, 把风险接嫁给施工单位。建设单位挖空心思争着上、抢着上、骗着上、赖着上。到头来很多只能是“半拉子工程”。造成施工企业亏损严重, 资金紧张, 信誉受损, 陷入进退两难, 骑虎难下的尴尬局面。
4.2 加强设计阶段的管理力度
按照德国专家墨尔的研究结果, 工程项目各个阶段对投资的影响程度是不同的。总的影响趋势是随着项目的开展, 各项工作对投资影响程度逐步下降, 方案设计阶段对投资的影响程度可高达95%, 到施工阶段至多也不达10%左右。因此一定要加强设计阶段管理, 做好设计工作, 必然可以有效地控制工程的投资。而我国目前的实际情况是, 很多工程设计人员缺乏经济观念, 设计思想保守, 在设计过程中存在着技术与经济脱节的问题, 往往造成投资上的浪费。现在的工程项目建设中, 大家经常会感觉到设计的安全系数越来越大, 而其产生的直接影响是投资的大幅增加。根据相关文献表明, 一项合理的设计有可能使造价降低5-10%, 甚至更高。
4.3 现场签证编制时要减少盲目性
编制时应注意以下几个方面:现场签证是否甲乙双方均在现场;签证内容是否包括在施工图预算中;签证内容已包括在预算定额内的是否计现场签证费用。另外监理在签证过程中必须多方多次沟通, 及时了解工程情况, 对工程造价可做到事先预控。
4.4 材料价格和价差调整的计算
材料价格和价差调整的计算主要由以下几点来衡量:安装工程材料的规格、型号与数量是按设计施工图规定计取, 建筑工程材料的数量是按定额工料分析出来的数量计取;材料预算价格是按规定计取:材料市场价格的取定符合当时的市场行情。
4.5 重视工程索赔
索赔是工程承包合同履行中.当事人一方因对方不履行或不完全履行既定的义务.或者由于对方的行为使权利人受到损失时, 要求对方补偿损失的权利。索赔是工程承包中发生概率较高的常见现象。由于各种主、客观素的影响, 使得工程) 承包中不可避免地出现索赔, 进而导致项目的投资发生变化。因此预算人员必须将索赔额的编制提高到一定的重视程度, 在平时的施工阶段只要有索赔事件发生, 就按规定办理索赔程序及完善相关文件, 尽早达成共识, 减少结算时不必要的争议, 提高结算效率。
4.6 加强监理力度
项目实施阶段涉及工艺技术方案的确定。设备选型, 新技术的运用, 建筑工程结构的形式对投资总额的控制将起着举足轻重的作用。控制好这个阶段就抓住了问题的关键。建筑施工阶段节约投资的可能性很小, 但浪费投资的可能性却很大, 因而要对投资控制给予足够的重视。建筑施工期间投资控制, 要从经济、技术、合同等多方面采取措施.重点控制变更, 现场监理人员应根据工程情况及时督促施工单位新增单价的上报和现场签证.通过对原合同价格中主要费用正常计量, 结算程序, 监督其费用如期正常发生, 防止超前过量支付。只要通过实行建筑工程有效签证、监督、预结算审核, 就能提高建筑工程质量.实现良好的建筑工程经济效益。
4.7 加强预结算的审核, 力求建筑工程计量的准确
预结算工作完成后, 进行校审可有效避免多算、漏算、重算, 审核工作的重点应放在工程量计算是否准确。预算单价套用是否正确.各项取费标准是否符合现行规定, 费用审核人员应根据类似工程的经验与现场多沟通, 及时审定新增的综合单价, 决不可对这项工作掉以轻心。只有坚持严格的办法和程序, 才能保证决算的真实性、严肃性。
5 结束语
工程预结算工作是一项技术性和政策性很强的工作, 一个全面的、准确的、实事求是的工程预结算, 将直接体现企业的经济效益。工程预结算的准确性, 对合理确定工程造价、控制工程成本, 提高企业经济效益起着重要的作用。所以, 如何控制好工程预结算的质量, 仍然需要广大工作人员的实践与研究。
摘要：本文分析了影响施工图预算准确性的主要因素, 介绍了工程结算编制, 阐述了控制建筑施工图结算的方法, 供大家参考。
编制工程预结算控制的措施 篇6
甘肃人民出版社硷沟沿库房工程,建筑面积12099m2,五层框架结构,基础为井桩基础,楼地面工程采用彩色耐磨地面。工程土建预算成本1142万元,实际成本1060万元,节约额82万元,节约率7.178%,其中人工费预算成本124.4万元,实际成本174万元,超支额50万元,超支率40%;材料费预算成本737万元,实际成本681万元,节约额56万元,节约率7.6%;机械费预算成本91万元,实际成本25万元,节约额66万元,节约率73%;间接费预算成本117万元,实际成本138万元,超支额21万元,超支率18%。其中上交综合管理费101万元。
2 搞好工程预结算具体编制工作[2]
工程预结算工作详杂且不容有误,做好工程预结算需对其有非常熟悉的了解,预算人员素质须扎实过硬,要做好以下几方面工作:
2.1 做好施工图预算的编制工作
在工程开始施工之前,必须做好施工图的预算编制工作。根据会审的施工图纸、标准图集、施工组织方案以及工程承包合同等确定工程的预算定额、材料预算价格、取费的标准以及调价文件,确保施工图预算符合工程实际情况,并能够有效控制整个工程的施工成本。
2.2 做好设计变更、经济签证的预结算编制工作
施工图预算编完之后,还应经常深入施工现场了解实际情况和施工的具体措施及方法,随时与现场项目经理、施工员保持联系,收集有关现场签证资料,及时做好设计变更、现场经济签证的补充预算工作,该工程经审定设计变更单75万元;经济签证单48万元。谈到变更签证单的办理,这其中有很多学问和技巧,变更单一般情况是由施工技术人员来办理的,但对于变更中的措词还是应该由预算人员把握的,例入我们在办理铲车铲纸时为了防止对框架柱碰撞造成柱角破坏而实施保护措施的经济签证单,第一步建议建设方在柱角1.5高的位置焊接角铁,签证角铁10.7吨,直接费8.109万元,第二步考虑到框架柱与角铁之间产生1-2 cm的空隙,为了防止水泥砂浆抹面后柱面产生的裂缝而建议采用粉刷石膏,签证每平方米28元,直接费9.1868万元,这样分开进行签证,每次签证价不高,建设方容易接受,同时给我们也带来了很大的经济效益。变更单办理的好坏与否、是否及时都会给竣工结算带来很大影响。大多数人惯性认为,预算员其实就是在办公室里面看图纸并根据图纸以及洽商就能进行编制预算和结算,而事实并非如此,工地时常会出现预算员的身影,作为施工单位的预算人员,要知道人工投入、机械投入、材料投入等。比如,我在该工程施工中看到混凝土泵车在打混凝土,一罐下去,怎么看也不像是6方。于是我就仔细测量(根据调灰斗)罐车中混凝土的数量,发现平均每车都会少半方以上的混凝土。结算的时候,就不能按合同约定的小票结算,按图纸结算,另外扣除钢筋的体积,就这一项给项目部找回了近3万元的损失,所以有时候造价控制人员还得肩负起材料员的职责。
2.3 编制工程竣工结算
工程竣工验收交接后,必须尽快根据其工程竣工图纸、设计变更及现场各类经济签证、工程承包合同等,编制出工程竣工结算书。整理后,上报建设单位或监理单位进行审核。该工程竣工结算书土建部分报审数为1347万元、审定数位1194万元。在与业主、审核等部门进行核对预算时,要遵循“态度端正、不骄不躁、实事求是、耐心细致、诚实守信”的原则。若产生争执时,要以理服人,既要坚持原则,又要讲究方式方法。结算编制的好坏与否,直接关系到利润的多少。报建设方的,能做多大做多大,所有建设方签认和没有签认的洽商都要编制预算,而且要就高不就低。不要怕建设方生气,只要能解释出原因都编制进去,被建设方砍掉也没关系,其实建设方也是希望砍下去的越多越好。但我们自己心里一定要有底线。
3 做好工程预结算控制的措施[1][3]
工程预结算直接关乎企业的经济利益,因此,做好预结算控制就显得十分重要,要做好工程预结算控制,需从以下三个方面入手:
3.1 抓好合同管理,减少企业经济损失
经济合同是法人之间为维护各自合法权益,明晰双方责任和义务的法律文件。所以,在签订工程经济合同时,应在“平等互利,协商一致,等价有偿”原则的前提下,严格遵循法律法规,合同条款明确具体,责任分明,词语准确,字迹工整。在经济合同以及协议签订之前,必须对对方的法人资质,合同履行能力进行全方位的审查,同时在做编制施工图预算时,切记不可低估和冒算。在填写没有施工图纸的合同造价一栏时,要尽量留出余地,不能填死。
3.2 抓好内部管理,降低项目成本
在企业内部应建立预结算工作管理制度,以促使企业预结算工作有章可循,有据可依。并使之制度化和规范化。且预结算工作制度应和奖罚等挂钩,以惩劣奖优,从而提高员工的工作积极性。也可以依据工程的具体情况健全一系列的预结算台账,并利用现代信息化技术对台账内容进行登记存储,并安排专人负责登记,定期检查。
3.3 利用微机、电算技术,提高业务素质
在做预结算编制工作时,可以利用微机来编制工程预结算,可大大提高编制的速度,缩短编制周期,提高编制效率;同时可避免在数字计算、套用定额以及费用计取等工作方面因人工手算而出现的错误,减少校对次数,提高了预结算编制的准确性;不仅如此,利用微机、电算等技术可以节省人力,节约时间,让预算人员可以有更加充足的时间进行资料的搜集、整理和分析等工作,大大提高了工作质量。
综上所述,在做工程预结算控制方面,要熟悉预结算编制工作的内容和各项环节,不能死守办公室,要多到工地上走动,了解工程实际。同时,还要利用合同办法、内部管理手段以及利用微机,电算等各方面手段来不断加强预结算的控制,将工程预结算工作落实到每项工程当中去,真正发挥预结算的控制作用,为企业利益服务。
参考文献
[1]王安全.工程预结算中存在的问题与对策[J].科技致富向导,2013,08
[2]邓海燕.工程预结算审核问题及方法探析[J].企业科技与发展,2014,15