在陶氏化学,《阀门世界亚洲》编辑一行采访了管道应力主管John-Paul Schmidt,听他介绍了以项目设计和风险测算为主的日常工作,以及与设备有关的种种挑战,特别是工作中最具挑战性的内容。John-Paul对于泄压装置也有深度接触,例如泄压阀等,而且非常熟悉这些装置与管道总成之间的关联。
这是其在休斯敦的管道应力团队。从左至右:Scott Allen(PE), Si Vo,Ashok Patel, John Schmidt(PE)
图中所示的反应釜半球体隔热封头,通过软管来消解泵机管道的向下热膨胀。软管既能保护泵,也能提高反应釜称重传感器的性能。
John-Paul Schmidt出生于德克萨斯州一座名为Mont Belvieu的化工小镇。几乎所有镇上居民都在同一座化工厂工作,他在很年轻时就对化工行业有了直观的感受,并且很快就迸发出了对工程技术的热情,特别是对“变废为宝”充满了向往。在Lamar大学化学工程系获得理科学士学
位后,John-Paul又在休斯顿大学获得了项目管理、采购及项目融资MBA学位,尤其是不久前他还拿到了注册PE工程师证书,这已经是工程师职业资质中最高的一级了。如今,John-Paul在陶氏化学的一家化工厂从事机械工程方面的工作,当然此前他曾在多个涉及新建项目和维护计划的不同岗位工作过。当初John-Paul刚刚完成学业之际,恰逢市场萧条时期。但他利用自己的爱好之一——电脑动画——开始涉足制图领域。几年后他转而从事工艺技术工作,然后又调到了管道工程的岗位。他目前的工作岗位并不在休斯顿的办公楼中,而是在工厂领导设计师和工程师的日常工作,并负责安排他们的培训和绩效考核。此外他也为客户的各种新建项目和维护计划提供技术支持。
“设计师会拿出设计提案,”他告诉我们:“然后管道应力工程师会进行审查,确保其中没有力学方面的安全风险。等设计师拿出工艺路线图,我们就会检查其中是否存在涉及热膨胀、重量和特殊流体现象的问题,包括瞬变流、水锤、流体诱发振动、声致振动。总之就是对管道设计进行严密把关,确保绝对不发生计划外停车。”
“计划外停车是不可接受的,”John-Paul对泵工程师们说:“陶氏化学的目标是确保安全运营、保护健康和环境,并在此基础上创造利润。飓风、冰雪和其它自然灾害都不是我们的借口。”John-Paul和他团队的责任,正是预判与管道相关的风险,并为业主管理好这些设施。
可接受的风险
说起John-Paul的设计工作,虽说业界有不少成熟的经验,以及材料工程学理论,但用于实际中并不那么简单。比如地震风险就有许多测算方法,有些非常复杂——但他的团队通常会采用非常简单的一种——“不要迫使管道承受接近其承受极限的风险。”
“无论从事哪种商业活动或工程建设,风险都是不可避免的,”John-Paul说道:“我的宗旨是理智地承担风险。设计师根据特定应用场合设计方案,我的职责是评估方案的风险,然后设法将风险降到最低限度。”
“有些情况下,”他接着说道:“最好在计算准确的基础上,为安全多留点余地——比如二十到三十个百分点,而不是为了省一点小钱而拉高几个百分点的故障风险,到最后一切都将打水漂。”
这套管道的纵向部分有没有潜在风险会导致意外?管道工程师有许多种工具可以使用;包括无损检测,以及ASME指令中包含的那些经验。
有时候业主方面的顾问工程师会针对工艺方案中认为有风险的环节,推荐高成本的解决方案。假如业主不同意这样的方案或风险评估报告,就会请John-Paul的团队拿出第二套方案。大多数情况下,矛盾的核心是对风险的容忍程度,以及如何找出最佳的工程技术模型,并嵌入整套设计中。无论是从技术还是常理的角度来看,协商解决分歧都是颇有难度的。
“大项目一旦延误就意味着巨大的经济成本。三亿美元的大项目如果延误六个星期,代价将是三百万美元,而且是在融资成本比较合理的基础上。”John-Paul告诉我们。“投资成本可能很大,但产品上市周期,以及施工团队成本等非生产性成本可能还会更高。”
培训
陶氏化学有一套强大的培训方案,主要目的是提高技术水平和敬业度,强化最佳操作方法。技术培训属于长期投资,可以为企业注入活力。并非所有业内企业都特别垂青培训和技能传授,尽管这是让新员工学习和强化技能的有效方法。“在陶氏,我们可以借助培训讲师的力量激发人才的潜能,”John-Paul告诉我们:“学员们的特点是思路新颖,而培训机制可以帮他们更快走向成熟,同时还能将工作中产生的独特见解反馈给培训师。这真的是一种双赢机制。”他还特别指出,培训课程还有一项优点,就是在培训学员的同时,他能及时发现自己知识面中的断层。
这是有限元分析软件“Caesar”的截图,图中带有设计师的附注。高温炉下游管道通常存在较大位移,需要用膨胀节确保安全。此设计旨在配合既有设施的狭窄空间。