化工設計過程中管道材料的選用分析

王修娟　郭陽

摘要：近年來，我國化學工業的發展備受政府重視，化學工業專業從事各種化工原材料的供應，而這些原材料尤其為我國化工產業的發展有推動作用，需保證我國化工設計工程有可靠的背景條件，才能夠完成化工設計工作，更好地提高化工材料的生產效率。

關鍵詞：化學工業;原材料;設計工作;化工材料;生產效率

1.合理選用化工管道材料

1.1介質的特性和介質的工作參數的重要性

在選用化工管線施工材料時，必須考慮介質的性質和工作參數。介質的性質就是選擇合適的管材，不會造成危害，不會產生有害物質，不會產生易燃和爆炸，而且要保證管材的耐腐蝕性。因為化工廠的輸送管道一般都是用來輸送腐蝕性很強的物料，因此對于材質的耐蝕性有很高的要求，從而確保了管道的使用壽命。減少化工企業在管線上的投資費用。

1.2在管道建設中材料的選取要符合相關規定

在化工管線的建造中，因為化學管線的性能要求很高，必須要選用符合相關規范的建材，而管線的材質必須滿足一定的物理性能、力學性能、防腐性能等，才能滿足施工的需要。

1.3管道材料選取的經濟標準

在化工企業的建設中，管線是最基本的設備，因此，科學的減少投資，從而增加企業的經濟效益。因此在挑選建筑管線的材料時，必須要選擇經濟實惠的材質，而且要挑選容易采購，有充足資源的原材料廠家來采購原材料。

2.化工設計中管道材料的選用依據

首先，化工行業的原材料通常是很危險的，因此選用的管材必須要有很好的抗腐蝕性、抗氧化、不可燃、不能爆炸、適應環境的要求。其次，在選用管材的時候要嚴格遵守國家有關法規，并在不違反法規的前提下對管材進行適當的調整。第三，其物理、化學、機械、機械性能等應滿足有關規定。最后，做到經濟實用，不能盲目的浪費，要在合理利用的基礎上，獲得最大的效益。

3.選擇管道材料應遵循的基本原則

第一，在正式開始使用前，必須對材料進行檢測，在不同的環境、溫度下進行反復的測試，確保其實用性，降低使用中的各種問題。第二，特殊情況，特別處理，運輸危險性較大的介質時，必須選擇非常安全的材質，做好運輸前的準備工作，以減少運輸中的風險。第三，在運輸腐蝕性介質時，要綜合考慮腐蝕的各種條件，包括瞬間腐蝕和長期腐蝕，使用的管材也不盡相同，在運輸之前要進行詳細的分析。第四，在材料的變化中，不能超出或小于所設定的最大、最小，應在安全的范圍內進行調節。第五，在選擇低溫管線材料時，應遵循有關規范，進行低溫沖擊實驗。最后，管壁的厚度取決于流體的流動，如果有很大的腐蝕性，必須要加厚。

4.抗性材料的選擇

化學工程的設計工藝主要是選用各種材質，在實際的運輸中，管線輸送的化合物種類也各不相同。這些特性都需要相應的材質來配合，而管線作為交通工具，在進行管線的設計時，應選用耐腐蝕材質。只有保證了管材的質量，才能有效地推動輸送工作。抗性材料是指能夠在高溫、低溫等嚴酷條件下進行應用的一種材料。在進行管線選材過程中，往往會考慮到這種抗腐蝕材料。而且，這些化學物質都是會氧化的，所以要想讓它們更好的輸送，就必須要有很強的抗氧化能力，所以在挑選合適的材質的時候，一定要選用抗氧化的抗性材料，這樣才不會出現問題。

5.非金屬材料的選用

在化學設計的時候，很多管道都會選擇非金屬材質，這是因為很多金屬材料都沒有耐腐蝕的特性，所以選擇非金屬材料可以方便的運輸，而且選擇的材質也不是單純的成本。雖然非金屬的價格要遠遠高于金屬的價格，但實際上，它的用途更廣，也更有價值。在使用非金屬材料的時候，一定要考慮到材料的抗腐蝕性，尤其是在溫度和壓力上，如果不能承受一定的壓力，那么管道就會受到很大的影響。

6.管道材料的選用分析

6.1硫酸管道材料

在輸送高腐蝕性液體的時候，必須要考慮材質的耐腐蝕性能，這直接影響到管線的壽命。比如說，強酸的硫酸，有著強烈的腐蝕性，一般的材質，都會被腐蝕掉。不同濃度的硫酸，腐蝕的速率也是不同的，對于96%以上的濃硫酸，在管路的溫度控制上，必須保證其性能穩定在25℃，壓力也要有一個穩定的數值，能夠經受住硫酸的侵蝕。如果是用常規材質的管道來運送，必須要對酸液的流速進行精確的控制，也要計算出酸液的腐蝕速率，以及管道能夠承受的時間。另外，由于硫酸與管線的接觸，會產生新的化學成分，因此應充分考慮新材料對整個系統的影響。

6.2鹽酸管道材料

當鹽酸的濃度為15%～30%時，應選擇耐腐蝕的聚丙烯作為管材，該管材不但具有良好的耐腐蝕性，還能在各種溫度、壓力條件下保持穩定，既能確保輸送的安全，又能降低事故的發生。另外，該材料具有良好的隔熱性能，不能失去熱量。這種材料之所以被大量的采用，主要是因為它的造價低廉，重量輕，使用方便，再加上它的優良性能，所以才會成為科技工作者的第一選擇。

6.3氧氣管道材料

用于輸送氧的化學管線，通常選用不銹鋼或碳鋼，根據設計壓力和設計溫度，采用GC2型壓力管線。氧是一種易燃的氣體，雖然本身并沒有什么危險，但一旦與其他的氣體或者液體混在一起，就會引起火災。所以，選用的材料也不可忽略。

6.4耐熱管道材料

當輸送特定的氣體和液體時，會出現溫度過高的情況，導致管子在溫度較高的情況下，會出現氧化。所以，在這種介質中，一定要選擇具有良好的抗氧化能力和良好的耐熱材料，才能確保輸送的順利進行，同時還能增強其安全性。

6.5苛性鈉堿液管道材料的選取

在輸送過程中，苛性鈉堿液還會對輸送管線產生一定的損害，這種損害往往會導致管線開裂，因此，在輸送苛性鈉堿液時，必須嚴格控制氫氧化鈉的溫度和濃度，以保證管線的安全。

結束語

在化工設計中，管材的選用是決定其質量的關鍵因素，所以每一個化學企業在選用管材時，都會根據所選用的管材的不同特性來選用不同的管材。化學物質有很多特殊的特性，比如腐蝕性、氧化性等，在輸送過程中也會需要重視，所以在挑選管道的時候，一定要了解一下管道的特性，以便與所輸送的化合物相匹配。只有將所有的化學原料都考慮進去，這樣才能確保運輸的安全和高效。

參考文獻

[1]許廣麟. 對化工設計過程中管道材料的選用分析[J]. 中文科技期刊數據庫（全文版）工程技術， 2017（1）：00192-00193.