化工管道材料的設(shè)計(jì)與選用

齊彬 崔厚超 高冬妹(杰瑞（天津）石油工程技術(shù)有限公司,天津 300040)

化工管道材料的設(shè)計(jì)與選用

齊彬 崔厚超 高冬妹(杰瑞（天津）石油工程技術(shù)有限公司,天津 300040)

在進(jìn)行化工管道設(shè)計(jì)的過(guò)程中，對(duì)管道材料的選用是非常關(guān)鍵的，其能夠?qū)す艿赖墓δ芎驼麄€(gè)工程的質(zhì)量造成影響，而且在后期的化工生產(chǎn)過(guò)程中，如果管道材料不符合相關(guān)要求，就會(huì)發(fā)生非常嚴(yán)重的安全事故。所以，化工管道材料的設(shè)計(jì)與選用非常重要。在化工廠中，由于產(chǎn)品種類不同，對(duì)于化工管道材料的要求也有所不同，在進(jìn)行化工管道材料設(shè)計(jì)和選用的過(guò)程中，相關(guān)人員應(yīng)該針對(duì)不同產(chǎn)品對(duì)化工管道材料進(jìn)行設(shè)計(jì)和選用，進(jìn)而保證化工生產(chǎn)的安全性。本篇文章主要針對(duì)化工管道材料的設(shè)計(jì)與選用進(jìn)行分析和探討，希望對(duì)相關(guān)設(shè)計(jì)人員有所幫助。

化工管道；材料；設(shè)計(jì)；選用.

在進(jìn)行化工生產(chǎn)的過(guò)程中，由于工作環(huán)境非常特殊，如果在生產(chǎn)的過(guò)程中出現(xiàn)任何問(wèn)題，都可能會(huì)造成非常嚴(yán)重的事故，比如腐蝕或者化學(xué)試劑泄露等等，這對(duì)于化工廠工作人員的生命財(cái)產(chǎn)安全具有嚴(yán)重威脅，也會(huì)造成化工廠的重大經(jīng)濟(jì)損失。所以，想要保證化工生產(chǎn)中的安全，就一定要對(duì)化工管道材料進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和選用。在對(duì)管道設(shè)計(jì)材料進(jìn)行選用的過(guò)程中，應(yīng)按照化工廠實(shí)際生產(chǎn)中的需求和要求進(jìn)行，并對(duì)各種管道材料的特性進(jìn)行分析，進(jìn)而使化工管道設(shè)計(jì)的質(zhì)量有所提高。

1 化工設(shè)計(jì)中的管道材料選用的分析

1.1 耐熱管材的選用

這種管道材料就是說(shuō)管道本身能夠承受很高的溫度和熱沖擊性，另外，其也具有非常好的耐腐蝕性和耐氧化性。高溫鋼管在化工生產(chǎn)的過(guò)程中具有非常關(guān)鍵的作用，其良好的耐氧化性可以避免在運(yùn)輸化學(xué)物質(zhì)的時(shí)候，出現(xiàn)化學(xué)試劑的泄露，進(jìn)而使化工生產(chǎn)一直處于非常安全的前提下。目前，化工管道通常都會(huì)使用碳素鋼管，其表面會(huì)逐漸形成氧化膜，進(jìn)而提高了其自身的耐氧化性能。另外，化工企業(yè)也可以將一些金屬元素放入鋼管內(nèi)部，進(jìn)而提高碳素鋼管的氧化膜生成時(shí)間，進(jìn)而提高化工管道的耐熱性能。

1.2 低溫管材的選用

在進(jìn)行化工生產(chǎn)的時(shí)候，也會(huì)存在低溫生產(chǎn)的時(shí)候，在對(duì)化工管道材料設(shè)計(jì)和選用的時(shí)候就應(yīng)該按照實(shí)際溫差進(jìn)行。比如說(shuō)，如果溫度在零下二十?dāng)z氏度至零下四十?dāng)z氏度之間時(shí)，不能使用碳素鋼管。溫度在零下四十?dāng)z氏度至零下七十?dāng)z氏度的時(shí)候，不能使用低合金鋼管。溫度在零下七十?dāng)z氏度一下的時(shí)候，不能夠使用合金鋼材料。溫度較低時(shí)，鐵素鋼管的脆性非常大，這樣就有可能在低溫運(yùn)輸化學(xué)物質(zhì)的時(shí)候出現(xiàn)問(wèn)題，導(dǎo)致嚴(yán)重的生產(chǎn)事故。

1.3 高溫管材的選用

化工生產(chǎn)中的高溫環(huán)境就是至溫度達(dá)到三百五十?dāng)z氏度，在這個(gè)溫度下，管道材料都會(huì)出現(xiàn)一定的腐蝕，所以，在針對(duì)高溫環(huán)境下進(jìn)行化工生產(chǎn)的管道材料進(jìn)行設(shè)計(jì)和選擇的時(shí)候，應(yīng)保證其具有非常強(qiáng)的耐腐蝕性。高溫管道材料也具有臨界點(diǎn)，比如碳素鋼材在四百五十?dāng)z氏度的時(shí)候，就會(huì)出現(xiàn)石墨化，所以，必須在其中加入一定的合金材料，進(jìn)而避免其出現(xiàn)石墨化，提高碳素鋼材的穩(wěn)定性。

1.4 特殊介質(zhì)管材的選用

（1）塑料襯里材料的選用。在進(jìn)行化工生產(chǎn)的過(guò)程中，如果想保證管道內(nèi)部的溫度低于一百二十?dāng)z氏度，就贏針對(duì)塑料襯里的材料進(jìn)行優(yōu)化選擇，目前基本上都是使用聚四氟或聚丙烯。

（2）苛性鈉堿液管材的選用。針對(duì)這種管道材料進(jìn)行設(shè)計(jì)和選用的時(shí)候，應(yīng)針對(duì)腐蝕物質(zhì)和產(chǎn)生的應(yīng)力進(jìn)行充分考慮，如果管道材料不符合相應(yīng)要求，那么就會(huì)造成管道破裂的危害。所以，應(yīng)針對(duì)氫氧化鈉的濃度和溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而確保化工生產(chǎn)過(guò)程中的工作人員的安全性。

（3）硫酸管材的選用?；どa(chǎn)中的硫酸類化學(xué)產(chǎn)品因具備較強(qiáng)的腐蝕性，必須選擇抗腐蝕性較強(qiáng)的運(yùn)輸管道?？傮w而言，當(dāng)硫酸濃度在百分之九十五至百分之九十八時(shí)，應(yīng)盡可能將管道溫度保持在20°左右、壓力控制在1.6Pa左右。在硫酸物質(zhì)的輸送過(guò)程中，硫酸亞鐵保護(hù)膜直接決定了其碳鋼管材抗腐蝕性的強(qiáng)弱。因此，為了確保保護(hù)膜的完整、不被破壞，需將其所運(yùn)輸硫酸的流速掌握在合理范圍內(nèi)。同時(shí)，對(duì)于不同溫度條件下的硫酸運(yùn)輸，所選用的管道材料型號(hào)也不同，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況而定。

（4）氧氣管材的選用。在氧氣類化學(xué)生產(chǎn)中管道材料的選擇上，通常以不銹鋼、碳鋼為首選管材。并且，這類管道的設(shè)計(jì)，主要考慮因素為兩點(diǎn)，即溫度與壓力。因氧氣屬于助燃?xì)怏w，當(dāng)與其他氣體混合后，一旦在運(yùn)輸過(guò)程中受到外力沖擊，極易引發(fā)爆炸事故，所以在對(duì)氧氣運(yùn)輸管道的設(shè)計(jì)上，大多數(shù)為GC2類型。同時(shí)，爆炸事故的發(fā)生，情況嚴(yán)重的可能會(huì)造成化工生產(chǎn)的停產(chǎn)。因此，氧氣管材選用必須慎重，既要考慮到氧氣的強(qiáng)壓?jiǎn)栴}，也要考慮到其流速問(wèn)題。此外，還需注重對(duì)氧氣運(yùn)輸管道閥門材料的選擇，根據(jù)其運(yùn)輸中的真實(shí)壓強(qiáng)狀況及具體因素，將不銹鋼材料作為閥門材料的首選。

（5）鹽酸管材的選用。針對(duì)鹽酸管道材料進(jìn)行設(shè)計(jì)和選用的時(shí)候，相關(guān)人員必須要選擇耐腐蝕性非常強(qiáng)的管道材料，在鹽酸濃度在百分之十五至百分之三十之間時(shí)，可以選用聚丙烯作為管道材料。聚丙烯與其它材料進(jìn)行對(duì)比的話，其在很多化工生產(chǎn)環(huán)境中都具有很好的耐腐蝕性，進(jìn)而其能夠作為鹽酸管道材料。另外，聚丙烯材料的實(shí)際導(dǎo)入率非常低，這也提高了其自身的保溫性能。

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