化工設(shè)計(jì)過程中管道材料的選用分析

楚海龍

摘 要：近些年來，化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展極為迅速，但同時(shí)各類化工材料的設(shè)計(jì)也成為當(dāng)前化工生產(chǎn)的主要問題，能夠有著安全可靠的設(shè)計(jì)環(huán)境，直接關(guān)乎到化工材料的生產(chǎn)效率。管道作為化工材料設(shè)計(jì)的必備器材，在化工設(shè)計(jì)過程中，管道材料的選用必須考慮各項(xiàng)因素，才能保證化工生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：化工設(shè)計(jì)；管道材料；選用

在新時(shí)期發(fā)展中，對化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也極為重視，特別是化工設(shè)計(jì)中管道材料的選用，需要相關(guān)設(shè)計(jì)人員從不同角度、多個(gè)方向考慮選材問題，以下主要針對化工設(shè)計(jì)過程中管道材料選用的原則、依據(jù)等相關(guān)內(nèi)容展開詳細(xì)分析。

1 化工設(shè)計(jì)過程中管道材料選用的原則

化工設(shè)計(jì)中管道材料的選用是否合理將直接影響到整個(gè)化工設(shè)計(jì)質(zhì)量，因此，必須保證管道材料選用的合理性，需嚴(yán)格遵循著如下幾方面選用原則。①設(shè)計(jì)過程中要充分考慮管道材料的性質(zhì)，如，在運(yùn)輸一些高度危險(xiǎn)的液化炔等危險(xiǎn)介質(zhì)過程中，則管道材料的選取應(yīng)以優(yōu)質(zhì)鋼為主，如果是在運(yùn)輸一些可燃性介質(zhì)時(shí)，則不能采用沸騰鋼材料，以免影響到介質(zhì)運(yùn)輸?shù)陌踩訹1]。②管道材料的選擇應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)定設(shè)計(jì)流程進(jìn)行，而且，在化工設(shè)計(jì)管道選材之后還需要進(jìn)行后續(xù)環(huán)節(jié)，如，制造、焊接、熱處理、檢驗(yàn)等，必須保證最后使用的管道材料與設(shè)計(jì)的相符。③很多化學(xué)介質(zhì)溫度偏高，這些介質(zhì)對管道材料的要求也很高，當(dāng)然也會(huì)有低溫的化學(xué)介質(zhì)運(yùn)輸，要求材料必須具有抗低溫的特性，為保證化學(xué)介質(zhì)能夠在管道中順利運(yùn)輸，需要結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)管道材料的溫度規(guī)定，并在運(yùn)輸使用中不能超過規(guī)定的最高溫度及最低溫度。④管道壁厚度的設(shè)計(jì)必須合理，尤其是在運(yùn)輸腐蝕性化學(xué)介質(zhì)中，設(shè)計(jì)的管道壁厚度需本著合理性原則。

2 化工設(shè)計(jì)過程中管道材料選用的依據(jù)分析

化工設(shè)計(jì)過程中管道材料的選用具有一定的依據(jù)，如，設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分考慮到運(yùn)輸介質(zhì)的工作參數(shù)，主要指壓力和溫度，以此為依據(jù)設(shè)置管道材料的參數(shù)值；應(yīng)考慮運(yùn)輸介質(zhì)的特性，如，易燃易爆、有毒、腐蝕等特性的物質(zhì)，需要保證管道選材具有抗腐蝕性、抗氧化性等特性；此外，還應(yīng)考慮到運(yùn)輸介質(zhì)的化學(xué)特性、物理特性、機(jī)械特性、焊接特性等相關(guān)要求，同時(shí)還要從經(jīng)濟(jì)性出發(fā)合理選擇管道材料[2]。

3 化工設(shè)計(jì)過程中管道材料的選用分析

通過以上的分析了解化工設(shè)計(jì)過程中管道材料選用的重要性，以下主要對化工管道材料的選用做出幾點(diǎn)分析。

3.1 抗性材料的選用

化工設(shè)計(jì)過程中對管道材料的選用要求很高，所選材料需符合實(shí)際使用要求，而其中抗性材料就是化工設(shè)計(jì)管道材料選用的重點(diǎn)考慮對象之一[3]。抗性材料主要指抗高溫、抗低溫、抗氧化等材料，化工管道在使用過程中經(jīng)常會(huì)處于高溫、低溫的環(huán)境中，同時(shí)，在使用過程中很多化工材料也具有較強(qiáng)的氧化性，這對化工管道材料的抗氧化性要求頗高。一些介質(zhì)只有在-20℃～-196℃低溫環(huán)境下才能保存，這對化工管道材料的抗低溫性要求很高，因此，在化工設(shè)計(jì)過程中必須合理選用抗低溫材料，而且每個(gè)低溫區(qū)對材料的要求也有所不同。例如，在-20℃～-40℃區(qū)間，不應(yīng)選取碳素鋼等材料，在-40℃～-70℃區(qū)間，管道材料不易選擇低合金鋼材料，而在-70℃～-196℃區(qū)間內(nèi)，管道材料禁止選用合金鋼材料，主要因這些材料的管道在低溫中性能會(huì)急劇下降。

另外，從抗氧化的角度上分析，化工設(shè)計(jì)過程中管道材料的選取應(yīng)考慮全面[4]。如，在選用抗高溫鋼管作為化工管道主材時(shí)，雖然該材料具有很好的耐熱性，但其抗氧化性能極低，該管道在出廠時(shí)會(huì)在其表面形成一層氧化膜，但這層氧化膜的抗氧化作用不大。因此，為保證化工材料管道同時(shí)兼具耐高溫性和抗氧化性，則需要在管道表面增加抗氧化層，或是直接應(yīng)用抗氧化性較強(qiáng)的管材。如，鉻元素具有較強(qiáng)的抗氧化性，將其應(yīng)用于管道中能夠有效提高管道的抗氧化性，鉻元素與鉬元素結(jié)合能夠產(chǎn)生一種合金，而利用這種材料生產(chǎn)的管道具有較強(qiáng)的抗氧化性。

3.2 非金屬材料的選用

化工生產(chǎn)中很多管道都是由非金屬材料制成，這類管道材料也是化工設(shè)計(jì)過程中重點(diǎn)考慮的對象。化工生產(chǎn)中經(jīng)常會(huì)運(yùn)輸一些具有腐蝕性的化工材料，而對這類材料的運(yùn)輸則需要采用非金屬耐腐蝕性的管道，因金屬性材料的抗腐蝕性偏低，很難更好地運(yùn)輸這些材料，固在此不選擇金屬材料的管道。腐蝕性化工材料運(yùn)輸具有一定的危險(xiǎn)性，因此，在選擇非金屬材料管道時(shí)，必須要慎重，主要遵循著非金屬管道材料的選取，其溫度特性和壓力特性必須滿足化工生產(chǎn)要求的原則，避免受到溫度變化的影響而造成非金屬材料管道出現(xiàn)脆化的現(xiàn)象。

硫酸是化工生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)闹饕牧现唬谶\(yùn)輸這種特殊化學(xué)物質(zhì)時(shí)必須要考慮管道的選用。在化工設(shè)計(jì)過程中，如果所運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)為含量為95%～98%的高濃度硫酸時(shí)，運(yùn)輸硫酸管道的溫度應(yīng)控制在20℃以下，不宜過低，而且在任何情況下保證管道的壓力不能超過0.2pa，避免管道受到破壞而造成硫酸材料的外漏為周圍設(shè)備、人員等構(gòu)成安全威脅。通常情況下，在選用運(yùn)輸硫酸管道材料過程中，應(yīng)在其管道內(nèi)部設(shè)計(jì)硫酸亞鐵的保護(hù)膜，當(dāng)然，硫酸亞鐵的保護(hù)膜的好壞也會(huì)直接影響到保護(hù)膜的使用壽命，同時(shí)，硫酸運(yùn)輸?shù)牧鲃?dòng)速度快慢也將與硫酸亞鐵保護(hù)膜被腐蝕的強(qiáng)弱成正比，硫酸運(yùn)輸速度越快也會(huì)加快硫酸亞鐵的腐蝕，因此，不僅要重視化工設(shè)計(jì)過程中管道材料的選用，同時(shí)還應(yīng)控制硫酸等化工材料的運(yùn)輸速度。

4 總結(jié)

總的來說，化工設(shè)計(jì)過程中管道材料的選用需嚴(yán)格按照相關(guān)依據(jù)進(jìn)行選取，同時(shí)還要考慮化工材料的性質(zhì)，如，腐蝕性、氧化性、高溫性、低溫性、易燃易爆、有毒等，需根據(jù)實(shí)際的使用需求選用相關(guān)的管道材料，才能保證化工材料運(yùn)輸?shù)陌踩煽啃浴?/p>

參考文獻(xiàn)

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