化工行業管道防腐保溫優化策略與研究

趙紅花

【摘?要】化工行業管道及相應設備在工作條件下，往往面臨復雜的內外環境，從生產過程控制和安全等方面考慮，均需要具備良好的防腐保溫性能。目前，隨著化工行業生產水平的不斷提高，其防腐、保溫性能的性能標準也在不斷加強，這就需要更科學合理的設計方案，有效保證施工環節的整體質量。本文在分析目前化工防腐保溫技術的基礎上，對其優化設計進行研究，并提出相應的施工注意事項，以期提供一定的參考和借鑒。

【關鍵詞】化工管道;防腐保溫;設計;施工

1.化工防腐保溫技術分析

1.1防腐技術

防腐涂層的應用是管道防腐技術的基本環節。通過添加涂層管道的內部和外部的表面，它可以凝固成一個防腐涂層隔離外部環境，可有效防止管道之間的化學反應和外部環境的物質，以提高管道的防腐性能。同時，陰極保護法也是管道材料防腐技術的一種常見形式。將該方法與上述防腐涂層相結合，可取得理想的防腐效果[1]。陰極保護分為外加電流法和犧牲陽極法。外電流法通過連接管道外電源來改變管道的電位，從而避免了管道的電化學腐蝕。在此過程中，管道與電源負極相連，輔助陽極與電源正極相連。管道的電位水平將防止外部腐蝕。犧牲陽極原理是將管道外的金屬材料連接起來，形成一個新的腐蝕槽，而外部連接的陽極金屬發生腐蝕，從而避免管道腐蝕。該方法主要適用于管道涂料外露部分的保護條件或外電流電平過低[2]。常用的犧牲陽極材料主要有鋅基合金、鎂基合金和鋁基合金等。

1.2管道保溫技術

管道保溫技術的常見形式是通過在管道外包裹保溫層，阻斷管道與外部環境之間的能量交換，從而獲得相應的保溫效果。其中，管道成型和保溫技術中的管道采用PE外保護管和管道形成保溫系統，將聚氨酯泡沫塑料灌入外層保護管與PE外管之間的環形空間，最終形成整個保溫管[3]。一次性成型保溫技術也是一種應用較為廣泛的保溫形式。該工藝將放置在保護層和硬質發泡保溫成型生產線上，通過防腐性能檢測管道實現一次性成型處理。管道的焊接位置是保溫的薄弱環節。管道焊接保溫技術是指管道焊接連接完成后的防腐保溫初始處理，管道防腐保溫端部的防腐和保溫，以及保溫材料在專用容器中的混合過程。材料發泡完成后形成聚氨酯泡沫，材料固化后用修補套構建保溫層。

2.化工防腐保溫優化設計研究

2.1防腐層和保溫層的選擇

在管道防腐涂料的選擇過程中，應首先選擇性能良好的防腐涂料。涂料的選擇應考慮其保溫性、穩定性、耐久性、機械強度、耐腐蝕性等，同時還要考慮涂料材料的實際應用，以便于施工和現場聯合涂裝作業。管道涂料選擇合理性的主要評價標準包括原料、涂料工藝、使用壽命、成本等。首先，為了保證管道的防腐性能是合理的，它可以保證涂層有合理的使用壽命。同時要考慮涂料選擇的經濟性，以降低工程造價。在管道保溫層的設計和施工中，保溫材料的選擇應以導熱系數低、保溫性能好為基本性能指標，盡量保證材料的力學性能和化學穩定性。目前常用的管道保溫材料有硬質聚氨酯泡沫、玻璃纖維被、疏水性硬質巖棉殼等。在使用此類保溫材料的過程中，應充分考慮保溫層與管道防腐涂層的適應性，從而形成一個協調的防腐保溫系統。保溫層的厚度應盡量根據經濟厚度的計算結果來確定。對于某些特殊的外部環境溫度條件，可適當增加保溫層厚度。

2.2陰極保護優化設計

在化工管道的陰極保護中，通常采用強制電流法來提高管道的整體防腐性能。具體的優化設計過程要實現以下兩個目標：1.外部電流水平應適應化工管道防腐要求，充分滿足陰極保護標準要求，并有一定的電流裕量，以適應管道運行條件變化對腐蝕的要求。2. 輔助陽極系統應與管道的使用壽命一致，以保證管道的有效性，避免外部腐蝕，輔助陽極應定期檢查和更換。

3.襯里管道布置的一般要求的注意事項

襯里管道設計時除了要滿足流程的要求，根據所輸送介質的壓力、溫度、流體特性和外部各種荷載等條件布置外，在考慮管道布置時還要統籌規劃，做到安全可靠、經濟合理，滿足施工、操作、維修等方面的要求。

（1）內襯管道應沿地面或架空敷設。必要時可敷設在坡度不小于2‰的溝槽中。管道敷設應有一定的坡度，避免介質在管道中積累。管道應采用“逐級高”或“逐級低”的無袋布置，否則應根據運行維護要求設置放空、放凈。

（2）內襯管上的法蘭不應布置在設備、泵及運行通道上方，以免對人及設備造成傷害。若不可避免，應在法蘭連接處增加安全防護措施。

（3）襯管應考慮支撐點的位置，應靠近法蘭接頭和閥門，盡量采用卡箍式支撐和吊架。如必須采用焊接型式，應在襯里操作前進行焊接。

（4）多層管廊上輸送腐蝕性介質的非金屬內襯管道應布置在下層。

（5）內襯管道不得布置在臨近高溫管道的位置，也不得布置在高溫管道上方有熱影響的位置。內襯管不得靠近沒有保溫的熱介質管，以免損傷內襯。

3.1襯里管段長度的設置

非金屬襯里直管及其部件的端部由金屬法蘭連接，現場施工中可自由切割和焊接。內襯管在廠家按圖紙加工，整體交付。為保證管道設計和三維建模的順利進行，便于后續采購、制造、安裝、維護和更換，在設計初期對內襯管段長度和規格進行統一規范。在催化劑生產裝置廢氣處理項目中，根據前期生產運行經驗和HG/T 20538等相關標準規范，最終設計的標準長度為100，200，300，500，1000，2000mm。內襯鋼管規格較少，便于施工單位對材料進行備份，避免因施工錯誤導致設計長度與現場不符，大量更換內襯鋼管，造成浪費。

3.2襯里管線調節段的設置

由于非金屬管道的安裝有特殊要求，所以在非金屬管道的安裝上應給予更多的重視。為便于現場安裝，可將襯里管道的直管及管道組成件一端連接型式設置為固定法蘭，另一端為松套法蘭。松套法蘭包括對焊和平焊兩種。由于它們之間密封面的厚度不同，在項目采購時應確定直管活套端法蘭的形式，以確定螺栓長度。一般情況下，如果管道方向是三個方向的，管件一端和直管段應設置疏松法蘭。特殊角度彎頭或襯管旋轉一定角度后安裝時，應考慮法蘭螺栓孔數和旋轉角度的可行性。為避免因設計失誤而導致安裝失敗，建議采用松套法蘭。

3.3襯里管的沖洗、吹掃

襯里管道應設置沖洗、吹掃管線。當管內流體為酸、堿等腐蝕性介質時，拆卸或檢修之前首先要進行沖洗、吹掃，沖洗水不能亂排，需通過專門的收集管道進行收集處理。當襯里管道內介質為漿液時，為防止裝置停車時漿液積聚在管道內堵塞管道和閥件，在漿液管道靠近設備管口處應設置沖洗、吹掃管線，以便漿液從管道中排出。管線上可能出現漿液聚集、堵塞的 閥 門、管 件 處 應 考 慮 設 置 沖 洗、吹 掃 措施，并滿足 PID 要求。漿液管道的沖洗或吹掃管道應從漿液管的頂部接入，且第一道切斷閥宜靠近主管，以避免出現死區。

3.4閥門設置、調節閥配管

襯管閥門應該水平安裝在最高位置。當管道有分支時，應將閥門設置在分支匯合處附近，以減少盲區。調節閥應設置在管路的最高點，這樣在關閉調節閥時，調節閥兩側的漿體可以排出，防止堵塞。沖洗管路應設置在控制閥前管路的最低點，定期沖洗掉控制閥前的沉降物，保證漿體的流動。

4.結束語

綜上所述，化工管道及設備的防腐保溫性能控制是一項科學、系統的工作。行業工作者要研究當前主要防腐和保溫技術，合理優化設計方案結合化工生產的實際需要，并能嚴格按照安裝和施工過程，從而有效提高化學防腐和保溫工作的實際效果，保證企業正常生產條件和安全管理。

參考文獻：

[1]裴利剛.管道防腐保溫技術要點解析[J].四川水泥，2016，（09）：317.

[2]李東輝.壓力過濾機在 PTA 裝置中的應用[J].合成技術及應用，2016，31（2）：52-55.

[3]韓 靖.干燥機出料旋轉閥電流突升的原因及對策[J].聚酯工業，2006，19（5）：48-50.

（作者單位：南京揚子石油化工設計工程有限責任公司）