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关键词:压力容器;超声检验;射线检验:磁粉检验;渗透检验;
从广义上讲,凡盛装有压力介质的容器即为压力容器,也就是说,凡承受流体介质压力的密闭设备均可称为压力容器。压力容器是一种可能引起爆炸或中毒等危害性较大事故的特种设备,一旦发生爆炸或泄漏,往往并发火灾、中毒、污染环境等灾难性事故,所以压力容器比一般机械设备有更高的安全要求。
检验是压力容器安全管理的重要环节。压力容器检验的目的就是防止压力容器发生失效事故,特别是预防危害最严重的破裂事故发生。因此,压力容器检验的实质就是失效的预测和预防。现代无损检测的定义是:在不损坏试件的前提下,以物理或化学方法为手段,借助先进的技术和设备器材,对试件的内部及表面的结构,性质,状态进行检查和测试的方法。
一、各种无损检测方法的特点和选用原则
无损检测在承压设备上应用时,主要有以下四个特点:
(一)无损检测应与破坏性检测相结合。无损检测的最大特点是在不损伤材料、工件和结构的前提下进行检测,具有一般检测所无可比拟的优越性。但是无损检测技术自身还有局限性,不能代替破坏性检测。例如液化石油气钢瓶除了无损检测外还要进行爆破试验。
(二)正确选用实施无损检测的时间。在进行承压设备无损检测时,应根据检测目的,结合设备工况、材质和制造工艺的特点,正确选用无损检测实施时间。例如,锻件的超声波探伤,一般安排在锻造完成且进行过粗加工后,钻孔、铣槽、精磨等最终机加工前。
(三)正确选用最适当的无损检测方法。对于承压设备进行无损检测时,由于各种检测方法都具有一定的特点,不能适用于所有工件和所有缺陷,应根据实际情况,灵活地选择最合适的无损检测方法。例如,钢板的分层缺陷因其延展方向与板平行,就不适合射线检测而应选择超声波检测。
(四)综合应用各种无损检测方法。在无损检测中,任何一种无损检测方法都不是万能的。因此,在无损检测中,应尽可能多采用几种检测方法,互相取长补短,取得更多的缺陷信息,从而对实际情况有更清晰的了解。例如,超声波对裂纹缺陷探测灵敏度较高,但定性不准;而射线对缺陷的定性比较准确,两者配合使用,就能保证检测结果可靠准确。
各种无损检测方法都具有一定的特点和局限性,《承压设备无损检测》对无损检测方法的应用提出了一些原则性要求。
应在遵循承压设备安全技术法规和相关产品标准及有关技术文件和图样规定的基础上,根据承压设备结构、材质、制造方法、介质、使用条件和失效模式,选择最合适的无损检测方法。
射线和超声检测适用于检测承压设备的内部缺陷;磁粉检测适用于检测铁磁性材料制承压设备表面和近表面缺陷;渗透检侧适用于检测非多孔性金属材料和非金属材料制承压设备表面开口缺陷;涡流检测适用于检测导电金属材料制承压设备表面和近表面缺陷。
凡铁磁性材料制作的承压设备和零部件,应采用磁粉检测方法检测表面或近表面缺陷,确因结构形状等原因不能采用磁粉检测时,方可采用渗透检测。
当采用两种或两种以上的检测方法对承压设备的同一部位进行检测时,应符合各自的合格级别;如采用同种检测方法的不同检测工艺进行检测,当检测结果不一致时,应以危险度大的评定级别为准。
重要承压设备对接焊接接头应尽量采用x射线源进行透照检测。确因厚度、几何尺寸或工作场地所限无法采用x射线源时,也可采用r源进行射线透照。此时应尽可能采用高梯度噪声比(TI或T2)胶片:但对于抗拉强度大于540MPa的高强度材料对接焊接接头则必须采用高梯度噪声比的胶片。
二、压力容器制造过程中的无损检测
压力容器制造过程中的无损检测主要是控制容器焊接质量。
(一)射线检测
射线检测方法适用于压力容器壳体或接管对接焊缝内部缺陷的检测,一般x射线探伤机适于检测的钢厚度小于等于80mm,lr-192检测厚度范围为20~100mm,co—60检测厚度为40~200mm。
(二)表面检测
磁粉或渗透方法通常用于压力容器制造时钢板坡口、角焊缝和对接焊缝的表面检测,也用于大型锻件等机加工后的表面检测。
(三)超声波检测
超声检测法适用于厚度大于6mm的压力容器壳体或大口径接管与壳体的对接焊缝内部缺陷的检测。
三、在用压力容器的无损检测
在用压力容器检验的重点是压力容器在运行过程中受介质、压力和温度等因素影响而产生的腐蚀、冲蚀、应力腐蚀开裂、疲劳开裂及材料劣化等缺陷,因此除宏观检查外需采用多种无损检测方法。
(一)表面检测
表面检测的部位为压力容器的对接焊缝、角焊缝、焊疤部位和高强螺栓等。铁磁性材料一般采用磁粉法检测,非铁磁性材料采用渗透法检测。
(二)超声检测
超声检测法主要用于检测对接焊缝内部埋藏缺陷和压力容器焊缝内表面裂纹。超声法也用于压力容器锻件和高压螺栓可能出现裂纹的检测。由于超声波探伤仪体积小、重量轻,便于携带和操作,而且与射线相比对人无伤害,因此在在用压力容器检验中得到广泛使用。
(三)射线检测
x射线检测方法主要在现场用于板厚较小的压力容器对接焊缝内部埋藏缺陷的检测,对于人不能进入的压力容器以及不能采用超声检测的多层包扎压力容器和球形压力容器通常采用lr-192或Se-75等同位素进行Y射线照相。另外,射线检测也常用于在用压力容器检验中对超声检测发现缺陷的复验,以进一步确定这些缺陷的性质,为缺陷返修提供依据。
(四)涡流检测
对于在用压力容器,涡流检测主要用于换热器换热管的腐蚀状态检测和焊缝表面裂纹检测。
(五)磁记忆检测
磁记忆检测方法用于发现压力容器存在的高应力集中部位,这些部位容易产生应力腐蚀开裂和疲劳损伤,在高温设备上还容易产生蠕变损伤。通常采用磁记忆检测仪器对压力容器焊缝进行快速扫查,以发现焊缝上存在的应力峰值部位,然后对这些部位进行表面磁粉检测、内部超声检测、硬度测试或金相分析,以发现可能存在的表面裂纹、内部裂纹或材料微观损伤。
(六)红外检测
许多高温压力容器内部有一层珍珠岩等保温材料,以使压力容器壳体的温度低于材料的允许使用温度,如果内部保温层出现裂纹或部分脱落,则会使压力容器壳体超温运行而导致热损伤。采用常规红外熟成像技术可以很容易发现压力容器壳体的局部超温现象。压力容器上的高应力集中部位在经大量疲劳载荷后,如出现早期疲劳损伤,会出现热斑迹图象。压力容器壳体上疲劳热斑迹的红外热成像检测可以及早发现压力容器壳体上存在的薄弱部位,为以后的重点检测提供依据。
参考文献:
[1]强天鹏主编,压力容器检验,2005
[2]美国ASME锅炉压力容器规范第v卷中国石油设备工业协会译
[3]王晓雷,锅炉压力容器无损检测相关知识全国锅炉压力容器无损检测考委会,2001
关键词:压力容器 设计 技术问题
中图分类号:TH49 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(c)-0095-01
近些年来,伴随着社会经济的快速发展,我国的压力容器已逐渐被广泛使用于各个经济领域中,尤其是压力容器在化工、石油等经济领域中的使用最为广泛,约占整个系统的62%。在设计压力容器时,其质量的优劣与整套设备的先进性、可靠性以及安全性等存在密切关系,能直接影响着整个国民经济以及人民的生命财产安全[1]。设计作为一项较强的综合型的工作,对设计人员提出更高的要求,设计人员需要具备丰富的专业知识及技能。比如,熟练掌握压力容器的组织结构、材料性能、零件的受力情况以及容器的制造、检验等方面。目前,设计是一项画图电脑化以及计算电算化的结合体,设计人员通常借助电算工具进行数据统计,缺乏熟练掌握压力容器的设计指标,并未确认容器输入数据的正确与否,仅侧重于结果,忽视了其的计算过程,进而易于出现错误的结论以及存在一定的安全隐患,这严重影响着压力容器的安全使用,需要引以为视。
1 我国压力容器设计中常见的技术问题
1.1 毫无节制的加设标准容器的法兰厚度
按照GB150—1998《钢制压力容器》规定,在选取JB4700~4707标准容器法兰时,可免除计算其的法兰强度。但在设计管壳式的换热器以及由塔节共同构成的塔器过程中,对于其所选取的法兰,均应参照标准容器法兰,并给予校核。事实上,在设计管壳式的换热器中,进行容器法兰校核的目的在于:在计算固定管板的法兰时,为表现其和法兰垫片的压紧力存在密切的参量,才加以校核管箱法兰。而对塔器法兰进行附加校核,是为了验证塔节的法兰强度是否经过风载荷或者地震载荷的转换压力后校核,两者的核算本无密切关联,但其的校核结果常常会出现厚度不够的现象。因此,对于这一问题,设计人员在设计时,应加以注意。
1.2 预防应力腐蚀破裂的对策问题
应力腐蚀常出现于不同的腐蚀系统,但不论何种,均由于金属材质在固定腐蚀环境下合并承受持久高温的拉应力作用而形成的晶界或者穿晶裂纹,当裂纹的体积逐渐演变成一定数值时,即便应力尚未达到材质的承载极限,也会引发空前绝后的破裂。较为常见的应力腐蚀系统有:无水液氨、碳钢、奥氏体不锈钢、湿H2S和低合金钢等。由应力腐蚀而产生的持久高温拉应力,通常出现在容器操作时的热应力、容器内压导致的常规应力以及容器焊接时的残余应力等,其中由于容器焊接时而产生的残余应力占多数。腐蚀系统的不同,其形成的应力腐蚀指标、环境条件也有所差异,但只要达到各自相应的数值,便会出现相同的腐蚀形状、危险程度、破坏特点[2]。对于这一问题,在实际设计中,通常采用预防应力腐蚀破裂的基本对策,例如,改善应力的腐蚀环境、改进容器的结构设计、降低其的设计应力、提升制造的精确度等,这些方面对各种应力腐蚀系统均能适用。由于湿H2S系统的应力腐蚀常伴有酸性的腐蚀,因此,对其的设计,应更加仔细及严格,切忌误认为这种预防方法的效果和适用性有所差别。
1.3 压力容器的寿命设计问题
由于设计人员在操作压力容器时未能很好确定其的操作参数,进而难以精确估计整个容器的使用寿命。若压力容器的运行时间超出其所设计的使用寿命时,缺少相关的法规政策规定检修人员如何处理压力容器的故障,从而造成不必要的安全事故。对此,压力容器的寿命设计问题始终是国内设计单位及人员极其避及的问题之一。然而,在现实生活中,设计人员难免会遇到有关压力容器的寿命设计问题,具体原因主要包括以下几个方面:第一,材料的力学性能方面,比如高温断裂、蠕变等对时间的依存性较大。第二,载荷方面的因素,比如周期性的载荷。第三,受到腐蚀的因素制约,进一步影响了容器的使用寿命等。
依据GB150—1998《钢制压力容器》的规定要求,设计人员在设计压力容器的使用寿命中,应根据预计的容器介质及寿命加以计算金属材质的腐蚀速度,进而确定其的腐蚀裕量。容器的腐蚀速度主要包括两个方面,即介质本身的腐蚀与介质流动对压力容器材料的磨蚀。《压力容器安全技术监察规程》中的相关规则规定:“为预防及避免容器操作时超过其预计寿命而发生相应的安全事故,通常情况下,设计单位应在容器的设计图纸上标注其的使用寿命”。另外,在其他的法规政策中也有所规定[3]。
压力容器的预计使用寿命并非等于其的实际寿命,其仅是设计人员为使后续的操作依次进行而做出的估算。在设计图纸上标注预计寿命,目的是为了给容器的操作及使用者引以为戒,当容器的实际使用寿命超出预计的寿命时,能及时采取相应的解救对策,从而避免不必要的安全事故发生。
最后,压力容器的寿命设计作为一个较为复杂的难题,包含着材料选取、结构设置以及腐蚀数据等众多的设计要素,其预计的准确与否,主要取决于设计人员的水平及经验。不论是为了满足设计的要求,还是提升设计人员的水平,均应在设计图纸上标明容器的预计寿命。
2 结语
总而言之,压力容器的设计作为安全技术与操作过程有机结合的重要产物,有效合理的设计,将取得令人满意的成果[4]。对于上述举例的技术问题,是设计压力容器的过程中,极易被忽略且发生的关键,设计人员应给予高度重视,并引以为戒,避免相关技术问题的发生,从而造成不必要的技术损失。
参考文献
[1] 申长吉.压力容器设计过程中常见的问题分析[J].自动化应用,2011(6).
[2] 马炳贤.压力容器设计若干技术问题解析[J].硫磷设计与粉体工程,2011(6).
关键词:压力容器;有限元软件;仿真
引言
随着现代工业的发展,压力容器已广泛应用于化工、电力、纺织、医药、机械等行业[1]。在传统的设计中,为了提高设备的安全性,通常将压力容器的壁厚等参数设置的较为保守,使得设计出来的容器笨重,且还浪费材料。随着计算机技术水平的飞速发展,我们在设计过程中可以利用有限元软件对容器进行仿真[2][3],通过仿真优化设计参数,从而使得设计的容器能够满足安全性能要求,同时也可以节省制造成本[4]。
1.有限元软件ABAQUS的介绍
ABAQUS是一套功能强大的基于有限元方法的工程模拟软件,一般被用来解决相对简单的线性分析到复杂的非线性模拟等问题。ABAQUS不仅能够解决结构分析问题,而且还能够模拟和研究热传导、金属切削、声学、质量扩散等问题。ABAQUS主要有两个分析模块:ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit。一个完整的分析过程通常包括三个步骤:前处理、模拟计算和后处理。
前处理部分主要包括几何建模、网格划分、接触定义、分析步定义、载荷和边界条件设置等。前处理完成之后,对任务进行创建和提交,若发生错误,需要根据提示对建模中的问题进行修改。等待计算完成之后,查看并分析结果。
2.实例分析
使用有限元软件对内径1300mm,壁厚14mm,筒体长度1330mm,使用材料为Q235-B的搪玻璃反应罐进行有限元分析。内筒设计压力为0.4MPa,弹性模量为 200GPa,泊松比为0.3。
2.1 建立仿真模型
首先,我们根据容器的几何参数进行几何建模,并对材料的性质就行定义。根据实际应用的情况对模型进行约束和压力的施加。在此,我们对容器的四分之一进行建模和分析。模型如图1所示:
图1 仿真模型
2.2 仿真结果
(a) (b)
图2 仿真应力图
(c) (d)
图3 仿真应变图
通过仿真应力图2,可以发现,筒体和封头连接处的应力最大,此外,封头的顶端也受到较大的应力。通过仿真应变图3,我们发现,封头顶端所示的应变较大,连接处较筒体所受的应变也较大。
2.3 仿真与实验结果对比
仿真完成后,根据容器的参数我们进行压力实验,实验压力值如公式1所示: Pt=1.25Pc=0.88MPa…………………………………………….(1)
试验压力下圆筒的应力如公式2所示:
MPa……………… …………………….(2)
通过仿真和实验比较发现,仿真得到的最大应力约为50MPa,实验得到的应力为53MPa,数值相差6%。
3.结论
本文通过有限元仿真简单压力容器,可以得出:
3.1仿真得到的应力和实验得到的实际应力基本相符,说明有限元仿真软件可以在压力容器的制造设计及其检验过程中得到运用。
3.2筒体在受压的情况下,筒体和封头连接处受到的应力和应变较大。这就意味着通常情况下,这两个部位是压力容器较易失效的部位,也提醒我们检验及设计人员,要对这两个部位重视。
参考文献:
[1]梁基照.压力容器优化设计[M].北京:机械工业出版社,2010.
[2]刘伯玉,丁传安.薄壁压力容器的有限元建模研究[J].现代制造技术与装备,2009.
[3]吕景贵.有限元方法及其软件的几个应用[D].浙江:浙江大学硕士学位论文,2006.
论文摘要:根据材料力学理论,推导出多支座卧式压力容器支座弯矩、支座反力的计算公式,给出釜件应力的校核方法,编制了基于matlab的计算程序,并附有五鞍座蒸压釜的受力分析和强度计算实例。
蒸压釜是化工、建材行业中应用较为广泛的一种具有多支座的卧式压力容器。GB150—89《钢制压力容器》只给出了双支座对称布置卧式容器的剪力、弯矩和应力计算方法,而对多支座卧式容器的计算方法仅在文[2]中有一般性说明。HGJ16—89《钢制化工容器强度计算规定》只给出了三支座卧式容器的设计和计算。本文从三弯矩方程出发结合卧式容器的特点,基于材料力学理论基础,比照文[2,3]的推导过程,导出了相应的弯矩和剪力计算公式,按齐克法给出应力校核式,并基于matlab编制了相应的计算及校核程序。
图1 n支座连续外伸梁受力图
1 公式推导
多支座卧式蒸压釜可简化为受均布载荷的外伸梁,假设共有2n-1个支座,见图1。图中L为圆筒两封头切线之间长度;h为封头内壁曲面深度;A为边支座中心线到近端封头切线的距离;q为单位长度上的载荷。
1.1 支座截面弯矩的计算
为求出卧式容器的各项应力,首先求得各截面的剪力和弯矩,多支座卧式容器属静不定结构,需用三弯矩方程求解其剪力和弯矩。对于n支座,三弯矩方程一般性公式为[2]:
(1)
在对多支座卧式容器进行结构设计时,为使其受力状况较好,通常将支座设计成等距布置。即有l1= l2= l3 =⋯ = l2n-2=l,其值为:
(2)
故公式(1)简化为
(3)
在支座n左右,由于对称 ,故
(4)
首先需要计算封头及其内装物料重量和作用于封头上的静载荷对封头切线与轴线交点的等效力矩:
(5)
根据文[4]有
(6)
由公式(4) 、(5) 、(6)组成连立方程如下:
(7)
令 , ,则上述方程组可以写成:
(8)
其中:
由此方程组可解得各支座截面弯矩Mi(i=1,2,…,n),并由对称性得
(i=1,2,…,n-1)
(9)
1.2
支座反力的计算
图2 连续外伸梁分解图
当求得各支座截面弯矩之后,把该连续梁分解为2n-2个静定梁,如图2所示。左右端为均布载荷外伸梁、中间为均布载荷简支梁,从而求得支座反力。封头及其内装物料重量为:
并由对称性得
(i=1,2,…,n-1)
1.3
梁内剪力的计算
根据剪支梁的剪力计算公式可求出梁内的剪力,如下:
(13)
求出A段以及1~n-1段的剪力,其它各段由对称性可得。
1.4
弯矩的计算
首先根据剪支梁弯矩的计算公式即可求出梁内弯矩,然后采用数学方法求出弯矩的最大值。
1.4.1梁内弯矩的计算
(14)
求出A段以及1~n-1段的弯矩,其它各段由对称性可得。
1.4.2最大弯矩的计算
对方程组 (14) 求一阶导数,以求最大弯矩所在点,如方程组(15)。把求得的x值代入原方程组 (14) ,即可求得各段的最大弯矩。
在求得多支座卧式容器各支座处支反力和弯矩后 ,可作出其剪力图和弯矩图,本文不详细叙述。
(15)
1.5釜体应力计算和校核
多支座卧式容器的应力计算可以按照齐克方法,依次求解σ1、σ2、σ3……σ8及τ,并按文献[1]进行应力校合。
1.5.1 筒体轴向应力计算
(1) 两支座中间处的横截面上:
按各跨中点处的最大弯矩Mmax作用点处,计算横截面的最高点和最低点的轴向应力:
最高点:
(16)
最低点:
(17)
式中,p为设计压力,Mpa;Rm为釜体平均半径,mm; =max{ |i=1,2,……,n}。
(2) 支座处横截面上
筒体被加强的最高点或筒体不被加强的靠近中间水平平面处:
最高点:
(18)
最低点:
(19)
式中K1、K2为计算应力系数,根据 A/Rm>1/2和支座包角θ按文献[2]式8—5、式8—6计算,
。
(3) 筒体轴向应力的验算
(20)
式中K3为计算应力系数,根据 A/Rm>1/2和支座包角θ按文献[2]式8—21进行计算,
=max{ |i=1,2,……,n}。
如τ
1.5.3 圆筒周向应力计算
按支座处无加强圈,先按鞍座垫板不起加强作用进行计算。
(1) 支座处横截面最低点:
(21)
式中K5为计算应力系数,根据 A/Rm>1/2和支座包角θ按文献[2]式8-20计算,
=max{ |i=1,2,……,n}。
(2) 鞍座边角处
(22)
式中K6为计算应力系数,根据 A/Rm>1/2和支座包角θ按文献[2]式8-36计算,
, =max{ |i=1,2,……,n}。
(3) 周向应力验算
σ7
2、matlab程序的编制
根据上述推导公式,基于matlab语言编写计算程序。本文利用matlab强大的矩阵计算功能进行方程组的求解,大大的简化的计算的复杂性,且利用matlab的绘图功能可以很方便的绘制出剪力图与弯矩图。程序的PAD图如图3:
SHAPE \* MERGEFORMAT
图 3 matlab程序PAD图
3 五鞍座蒸压釜计算实例
一台五鞍座蒸压釜(结构示意图见图4)。已知:支座个数2n-1=5,设计压力P=1.40Mpa,边支座中心线到近端封头切线的距离A=740mm,封头内壁曲面深度h=500mm,鞍座包角θ=150°,圆筒平均半径Rm=1006mm,圆筒长度(两封头切线之间)L=26680mm,设计温度下容器材料的许用应力[σ]t=170Mpa,筒体有效厚度δ0=11mm,容器壳体及充满介质时的总重量(包括壳体、内件、物料及保温层)W=1.05×106N。
图 4 五鞍座蒸压釜结构示意图
将已知参数输入matlab程序,得计算结果如下:
支座弯矩
支座反力
跨间最大弯矩 应力校核
(N,mm)
(N)
(N,mm)
(MPa)
M1=-1.32×107
R1=144631
M12max=1.161×108 σ1=60.7
M2=-1.663×107
R2=284397
M23max=5.847×107
σ2=67.3
M3=-1.153×107
R3=235810
M34max=5.847×108
σ3=66.3
M4=-1.663×107
R4=284397
M45max=1.161×108 σ4=93.5
M5=-1.32×107
R5=144631
Mimax=1.161×108
σ5=-10.6
Mmax=-1.32×107 Rmax=284397
σ6=-151.2
σ1、σ2、σ3、σ4、σ5 、σ6
τ=10.86
各项盈利校核均合格
并且程序可以自动生成剪力图和弯矩图,如图5、图6所示。
4 结语
本文所给出的受力分析和强度计算方法,虽然是针对具体的蒸压斧设计而得,但是具有非常普遍的意义,广泛适用于其他多支座卧式容器。同时,在本文中,matlab强大的计算功能与绘图功能得到充分体现,值得在设计与计算中广泛推广。
参考文献
[1] 全国压力容器标准化委员会,GB150—89,钢制压力容器(一).北京:学院出版社,l989
[2] 全国压力容器标准化委员会,GB150—89,钢制压力容器(三).北京:学院出版杜,1989
[3] 中国武汉化工工程公司,HJG16—89,钢稍化工容强度计算规定.北京:化工部工程建设标准编辑中心,1990
关键词:就业为导向;高职;化工设备专业;毕业设计
中图分类号:G718 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2013)09-0037-02
毕业设计是高职院校众多教学环节中最重要的实践教学环节之一,不但对学生在校期间所学知识、技能有巩固检验作用,而且是培养学生综合技能、提升学生职业素质的有力渠道,同时也是拉近学生与就业环境之间的距离、实现学生身份转变的有效途径。
改革的背景与思路
毕业设计存在的问题 由于高校扩招、就业压力、学风浮躁、高职教育发展不够成熟等多方面的原因,高职毕业设计环节存在着或多或少的问题:(1)毕业设计选题与高职教育的人才培养目标存在差异,内容轻技能、重理论;(2)选题与工作岗位偏差大,有的甚至无关联;(3)具有实际工程经验及企业经历的指导教师偏少;(4)没有充分发挥毕业设计研究成果的可用价值。
毕业生就业难 学生就业是高校当前的热点、难点工作,工科类专业毕业生找工作难是很普遍的现象,尤其高职院校的毕业生,高不成、低不就的状况使他们更难以就业。另外,企业所需要的各类专业人才紧缺,招不到合适的员工,应聘大学生或专业水平过低,或所学专业与企业需求不一致,难以达成协议。因此,学生如何给自己一个正确的定位,找到合适的岗位,是目前急需解决的问题,也是高校发展必须解决的一道难题。
化工设备与机械行业的特点 化工机械制造行业是个特殊的机械制造业。化工机械制造厂所生产的产品均是一些非标产品,因此,对于任何一台产品,必须有配套的设计图纸、工艺、检验等技术文件。生产压力容器的厂家必须持有相应的压力容器制造许可证,设计单位必须有相对应类别的压力容器设计许可证。任何一个环节均需有一定数量的工程技术人员。这些岗位所要求的人员必须是有一定理论基础知识,又有一定工程实践经验的技术人员。约有三分之二的化工机械专业毕业生的去向为此类制造厂,因此,如何让毕业生尽快地适应这些岗位,是需要高职院校认真思索和解决的问题。
以就业为导向的毕业设计教学改革
以就业为导向的毕业设计教学改革是毕业设计环节人才培养的一种探索,我校实施化工设备与机械专业毕业设计教学改革后,提升了整体毕业设计水平,提升了学生的职业素质,增强了学生就业能力。学生的毕业设计成果还可以帮助企业解决实际问题,这不但有助于学生能更快更好地就业,同时,毕业设计成果又可运用到以后的实际工作中,帮助学生就业后更好地开展工作。
毕业设计选题题库系统设计 选题是毕业设计的重要环节。以往毕业设计选题陈旧,理论性题目偏多,综合训练题目偏少,选题缺乏多样性,题目深度不够,致使学生训练不足。据此,我校化工机械专业毕业设计教学改革首先从选题着手,开发建立了符合企业实际需求的毕业设计选题题库系统。系统中所有的课题均以学生所学课程知识和技能为出发点,使学生将所学理论知识和能力进行综合应用并进一步提升训练,以综合实践教学目的为基本要求,题目贴合工作岗位,具有实际应用意义。对学生而言,是有能力完成的;对企业而言,是有利用价值的。指导教师通过大量的实践和专业岗位调研,设计、收集、整理出具有明确工程背景和实际应用价值的课题,组建了题库系统。课题大致分为以下几类:各类非标设备的设计(包括选材、结构设计及强度设计)、基于Excel的化工设备零部件强度系统设计、基于Excel的标准零部件查询系统设计、化工设备及零部件制造工艺(包括焊接工艺)编制、钣金件放样系统设计、非标设备报价系统设计等,根据学生的实习岗位和兴趣,实现毕业设计课题的双向选择。
优化毕业设计过程 我校化工机械专业教师大都来自企业,有着数十年的企业工作经历,在企业中从事过压力容器设计工作,持有全国压力容器设计审核资质。在学校完成常规教学工作的同时,业余时间还可承担一些项目、设备的设计科研工作。因此,在辅导学生毕业设计过程中具有绝对的优势。对于已落实工作单位的学生,指导教师要求他们必须选择与工作岗位相关的课题,这样对学生而言,学习与就业融合在一起,完成毕业设计不再是负担,而是就业前的上岗培训和试工考核。毕业设计过程相当于某一阶段的工作总结,或是对以后工作内容的预习,指导教师可以通过电子邮件等方式与学生进行交流,帮助他们完成毕业设计,同时也可帮助他们更好地开展工作。对于尚未落实工作的学生,要求他们选择自己感兴趣的课题,指导教师向他们提供大量的参考资料,包括教师自己的科研成果、收集整理的一些案例,同时督促学生在较短的时间内完成毕业设计。通过毕业设计,学生的一些实践能力如AutoCAD绘图、零件强度计算、正确运用法规规范及技术标准、软件编程等能力会得到锻炼提高,从而为顺利就业打下基础。指导教师针对不同类型的课题,制定了不同的毕业设计指导过程记录,力争在较短的时间内使学生的能力得到全面的提高。压力容器设计类课题的指导记录表如表1所示。通过整个过程的指导,学生对于设计一台压力容器的整个过程有所了解,也经历了选材、强度计算、使用SW6软件、绘图、压力容器分类等过程,基本可以“零距离”就业,从事简单压力容器的设计工作。
推广毕业设计成果 指导教师应对学生在毕业设计过程中的阅读文献、专业译文、毕业设计报告(论文)、中期检查内容、教师指导纪录、毕业设计答辩等环节进行规范管理,这样可保证毕业设计质量。化工机械专业每届均有大量的优秀毕业设计,指导教师可将这些优秀毕业设计进行整理、修改、充实、归类,并向企业推广,帮助企业解决实际问题,毕业设计的作者会因此而受企业欢迎,这样的毕业设计可在企业与学生之间起到桥梁的作用,使学生顺利地就业。如我校2010届机电074班4位学生合作完成了管法兰查询系统设计。该设计以HG/T20592~20635-2009《钢制管法兰、垫片、紧固件》为基本数据库,充分利用了Excel中函数功能强大的特点,将管法兰标准中繁冗的表格、数据、图形转换成简单清晰的查询界面,实现了钢制管法兰的实时查询。整个系统包括法兰的公称压力等级对照查询,各种型式的法兰、垫片尺寸查询,密封面尺寸及紧固件查询等。有了这样的查询系统,压力容器、管道等专业技术人员能快捷、准确地查找到法兰系统各个零件的结构尺寸,可大大提高技术人员的工作效率。在毕业设计中,这4位学生的AutoCAD绘图能力、查询标准能力、Excel编程能力均得到了提高,以该毕业设计为桥梁,他们都找到了理想的工作,而且在工作岗位上干得也非常出色。
毕业设计教学改革成果
毕业设计环节的教学改革是我们对高职教育教学改革的初步尝试,取得了一些成绩,几年来我校化工机械专业毕业生的就业率均达100%,有时还出现了供不应求的局面。有的企业在学生尚在二年级第一学期学习的时候就提前跟他们签订就业意向,甚至有的企业要求个别学生从二年级第二学期开始,每周六、周日去企业上班,帮助企业绘制设备图或编制制造工艺。因此,学生的实践能力得到了提高,同时为一年后的就业打下了基础。在我校机械工程学院的6个专业中,化工机械专业学生的毕业设计得优率最高。
毕业设计环节教学改革的困难与展望
我校毕业设计教学改革实施两年以来,在改革研究与实践中遇到了许多困难,也有过一些疑惑。改革确实能够有效地锻炼和培养学生的专业素质,并得到了学生和用人单位的好评。但学校增加了办学难度,对教师而言,无论是教学难度、教学工作时间还是对教师本人的要求都提高了。如果将这样的改革推广到其他专业,则遇到的问题会更多,如顶岗实习单位落实困难,“双师型”教师不足,缺乏有效的激励机制,教学成本增加等等。虽然改革困难重重,但实践证明改革收到了良好的效果,提高了毕业设计质量,并明显地促进了毕业生就业,毕业设计既为学生就业创造了条件,又成为学生就业的桥梁。我们深深地感到,这样的改革是社会的需要,是职业教育的需要,因此有必要克服一切困难,将这样的改革坚持不懈地进行到底。
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