管道材料在化工設計過程中的選擇

吳坤（四川天一科技股份有限公司，四川 成都 610225）

工業(yè)生產(chǎn)飛速發(fā)展對化工產(chǎn)品的要求越來越高，這就促使化工企業(yè)提高化工生產(chǎn)的工藝，生產(chǎn)高質(zhì)量的化工產(chǎn)品。在化工生產(chǎn)中，化工產(chǎn)品直接與管道接觸，因此管道材料的選擇是化工設計的質(zhì)量和化工生產(chǎn)安全的重中之重。在化工設計的過程中，科學合理選擇管道材料，能保證化工生產(chǎn)裝置本質(zhì)安全要求，提高化工設計的質(zhì)量，同時為化工企業(yè)節(jié)約成本，推動化工企業(yè)的健康發(fā)展。

1 管道材料在化工設計中的重要性

化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，高質(zhì)量的化工裝置或輸送管道能夠避免生產(chǎn)過程中腐蝕、泄露情況的發(fā)生，減少化工生產(chǎn)安全事故的發(fā)生?；ぎa(chǎn)品性質(zhì)的不同，對管道材料的要求也不相同，因此必須在化工設計中根據(jù)化工產(chǎn)品的實際情況綜合考慮多方面的因素選擇合適的管道材料，如管道的抗壓力、管道的設計溫度、管道的耐腐蝕性等。只有在化工設計過程中選擇合適的管道材料，才能保證化工設計的質(zhì)量，保證化工生產(chǎn)的順利進行。

2 選擇管道材料的基本原則

化工管道材料的選擇必須根據(jù)化工項目實際情況，滿足對材料類型和質(zhì)量的要求，同時管道材料的選擇需要遵循國家規(guī)定的相關(guān)標準?；ぴO計中管道材料的選擇需要考慮多方面的因素，遵循的基本原則主要有：第一，化工材料的選擇要符合國家關(guān)于工業(yè)金屬管道設計規(guī)范的要求；第二，管道選擇要根據(jù)內(nèi)部運輸物質(zhì)的化學性質(zhì)來進行，不同性質(zhì)對管道材料的要求也不同，如危險程度較大的化學物質(zhì)需要用優(yōu)質(zhì)的鋼作為管道材料，易燃易爆化學物質(zhì)不能采用塑料材料，腐蝕性較強的化學物質(zhì)應根據(jù)腐蝕特性和腐蝕能力選擇管道材料，且不可選擇碳鋼材料等；第三，管道材料的選擇要考慮管道的抗壓力、抗溫性、抗沖擊力等，如在350度高溫時應選用不銹鋼、鎮(zhèn)靜鋼、鉬鋼等，低溫時應該選用不銹鋼、鋁鎳合金鋼等。同時，在低溫環(huán)境下應用的管道，需要對管道在低溫下的耐沖擊度進行檢驗，確保管道滿足低溫環(huán)境的要求。

3 化工設計中的管道材料選用的分析

3.1 硫酸管道材料

在管道內(nèi)輸送的是腐蝕性能強硫酸以及高毒害性的化學產(chǎn)品時，進行化工設計的時候就要充分考慮硫酸的化學特性來選擇管道材料。例如，輸送濃度較高的濃硫酸的管道，應該具有較強的耐酸腐蝕性，溫度能夠保持在25攝氏度左右，管壁的抗壓能力在0.25MPa左右，同時要保留有1.6mm的腐蝕裕量。在用普通碳鋼設計成的管道運輸濃硫酸的時候，要保證管道內(nèi)濃硫酸溫度恒定，運輸?shù)乃俣缺３诌m中，確保濃硫酸的流速穩(wěn)定，保證濃硫酸化學性質(zhì)的穩(wěn)定。濃硫酸遇到冷的鐵制管道會與表面鐵層發(fā)生化學反應生成四氧化三臺氧化膜，阻止?jié)饬蛩釋?nèi)部鐵層的腐蝕，但濃硫酸在管道內(nèi)流速的不穩(wěn)定會造成濃硫酸溫度的變化，當溫度升高到一定程度時四氧化三鐵保護膜就會受到破壞，造成濃硫酸對管道腐蝕的加劇，影響運輸?shù)陌踩?。所以，在當前無法采用一定的方法控制濃硫酸的流速的情況下，大多采用不銹鋼作為管道材料，不銹鋼材料可以在30攝氏度下壓強為2.5MPa時保持材料的化學性質(zhì)和物理性質(zhì)的穩(wěn)定，可以有效的減輕流速的不穩(wěn)定給普通碳鋼管道造成的腐蝕，保證濃硫酸運輸?shù)陌踩?/p>

3.2 氫氣管道材料

氫氣是一種可燃性氣體，氫氣在管道內(nèi)流動流速過大時，與管壁摩擦增強，特別是管道內(nèi)含有鐵銹雜質(zhì)時，形成靜電火花。為避免因氫氣泄漏造成燃燒和爆炸事故的發(fā)生，氫氣管道的管材應采用無縫鋼管，不采用具有焊縫的焊接鋼管、電焊鋼管等，氫氣管道的連接部分采用聚四氟乙烯材料，絲扣連接處采用聚四氟乙烯薄膜填充，或者用涂鉛油的棉絲、麻布等。

3.3 氧氣管道材料

氧氣通常情況下是助燃氣體，與其他氣體的混合急易引起燃燒、爆炸等危險情況的發(fā)生，因此一般選用碳鋼或者不銹鋼材料作為管道。管道材料的選擇需要根據(jù)使用溫度和壓強來決定，如在200攝氏度以上時大多采用不銹鋼管道，在壓強為0.35-0.58MPa時大多采用碳鋼管道。氧氣管道的管件要選擇彎頭的形式，在焊接的過程中保證無焊縫。

管道材料的選擇是化工設計中的重要內(nèi)容，根據(jù)化工項目選擇合適的管道材料，不僅能夠保證化工產(chǎn)品不會發(fā)生泄露，減輕管道的腐蝕，避免化工事故的發(fā)生，而且可以提高化工生產(chǎn)的工藝水平。在化工設計的過程中要充分了解化工產(chǎn)品的性質(zhì)，綜合考慮、科學選擇，提高化工設計的質(zhì)量，保證化工生產(chǎn)和運輸?shù)陌踩?，促進化工企業(yè)和國民經(jīng)濟的快速發(fā)展。

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