論化工工程設(shè)備管道與材料優(yōu)化設(shè)計

唐蕓蕓　趙曉明

摘 要：在化工工程中，安全性是非常重要的一個方面。所以在化工工程設(shè)備布道以及管道材料選擇時，應(yīng)該結(jié)合化工生產(chǎn)實(shí)際情況，從生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)安全、生產(chǎn)效率等方面來進(jìn)行管道布道，從耐腐蝕性、承壓性以及溫度等方面來選擇管道材料，只有這樣，才能夠進(jìn)一步保障化工工程的順暢、安全進(jìn)行。與此同時，在管道布道和材料選擇中還應(yīng)該考量到有毒有害、易燃易爆產(chǎn)品的出現(xiàn)，所以還應(yīng)該從這一層面對管道布道和材料進(jìn)行優(yōu)化，從而盡可能地提升化工生產(chǎn)的安全性。

關(guān)鍵詞：化工工程;設(shè)備管道;材料優(yōu)化設(shè)計

1 設(shè)備和管道布置的基本原則

1.1 設(shè)備布置的基本原則

在進(jìn)行化工工程項目建設(shè)的過程中，設(shè)備布置是其中一項非常關(guān)鍵的工作，因此，在開展化學(xué)工程建設(shè)工作的過程中，需要對設(shè)備進(jìn)行合理的布置，通常情況下，設(shè)備的布置工作需要遵循以下方面的原則。①選擇場地。在進(jìn)行場地選擇的時候，應(yīng)該盡量選擇寬闊露天的地方，由于在開展化工生產(chǎn)作業(yè)的時候可能會伴隨一定量的腐蝕性氣體或者有毒氣體的產(chǎn)生，一旦是密閉的環(huán)境，就會對工作人員的身體帶來傷害，因此，應(yīng)該盡可能地選擇具有良好通風(fēng)性能的地方，并且要做好相應(yīng)的安全防范工作;②規(guī)范外觀設(shè)計工作。為了能夠有效降低在運(yùn)行過程中出現(xiàn)差錯的可能性，在布置化工設(shè)備的時候，需要做到整齊規(guī)范，應(yīng)該根據(jù)對應(yīng)的順序進(jìn)行擺放，這樣一來也能夠確保外觀好看;③合理布置設(shè)備。在具體開展化工工程建設(shè)工作的過程中，需要用到多種類型的設(shè)備，在對這些設(shè)備進(jìn)行布置的時候，應(yīng)該嚴(yán)格按照工藝要求進(jìn)行。首先，應(yīng)該從整體上對生產(chǎn)過程進(jìn)行把控，之后根據(jù)順序完成設(shè)備的布置。對于同類型的設(shè)備，盡可能地做到集中布置，在此過程中，需要確保布置工作的合理性，只有保障了設(shè)備布置的規(guī)范性，才能夠確保后續(xù)工作的順利開展。

1.2 管道布置的基本原則

除了上述的設(shè)備布置之外，在進(jìn)行化工工程項目建設(shè)中還應(yīng)該進(jìn)行管道的布置。一般情況下，布置管道的時候需要遵循以下方面的原則。①遵循基本流程。在布置管道的時候，需要按照基本的化工流程進(jìn)行，為了能夠盡可能地占少數(shù)空間，同時也能夠便于檢查以及維護(hù)，需要在開展布置工作的時候，使管道處于架空狀態(tài);②保證安全。不合理的管道布置會引起安全問題，因此，為了避免出現(xiàn)這種情況，就需要從底面進(jìn)行管道的穿插，在布置管道的時候，不能夠使其穿過或者闊過其他的設(shè)備或者建筑物，更不能使其繞著工藝裝置進(jìn)行布置。此外，在吊裝孔內(nèi)部以及拆卸區(qū)域中，不允許進(jìn)行管道的布置，排出氣體的時候，應(yīng)該使其從主管道的上方位置排出;③考慮管道的材質(zhì)。不同類型的管道其構(gòu)成材料也不同，對于固體材料的管道，需要考慮管道的彎曲半徑，然而，對于氣體管道的布置，需要按照國家的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行布置。

2 化工工程設(shè)備管道的優(yōu)化設(shè)計

2.1 化工工程設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計

在化工工程設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計過程中，首先就是對設(shè)備進(jìn)行布置設(shè)計，這也是化工工程設(shè)備優(yōu)化設(shè)計的第一步，只有將管道以及各類設(shè)備按照自身屬性功能進(jìn)行完善布置后，才能開始接下來的一系列流程。在對化工設(shè)備管道進(jìn)行布置時，必須要考慮其與工藝設(shè)計本身的協(xié)調(diào)性，必須要按照工藝流程進(jìn)行布置，其次，化工設(shè)備的布置需要遵循不同功能對應(yīng)相對設(shè)備這一理念?；ぴO(shè)備分為主要設(shè)備和輔助設(shè)備兩種，在設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計中，需要對兩個種類的設(shè)備進(jìn)行科學(xué)化的放位設(shè)計，一般對于設(shè)備的擺放都是從通透程度，光線照射狀況等因素進(jìn)行考慮，并且在設(shè)備的使用中，要按照流程進(jìn)行科學(xué)規(guī)范操作，避免造成設(shè)備的損壞?；ぴO(shè)備在布置過程中，必須要充分考慮其位置的可操作性，爭取做到外觀的統(tǒng)一，這不僅是為了追求協(xié)調(diào)美觀，更是為了減少外觀因素對于實(shí)際操作造成的影響。在有些操作生產(chǎn)過程中，比如在對于泵的出口管進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計時，必須要做到出口管排列一致，管口對齊，只有這樣才能減少由于設(shè)計環(huán)節(jié)導(dǎo)致的操作失誤，并且可以為操作人員提供一個好的操作環(huán)境。在對于化工工程設(shè)備的優(yōu)化環(huán)節(jié)中，以上幾點(diǎn)是基礎(chǔ)的設(shè)計流程，在實(shí)際的操作過程中，可以根據(jù)操作所需對設(shè)計進(jìn)行相應(yīng)的改變，達(dá)到減少操作失誤提高建設(shè)質(zhì)量的目的。

2.2 化工工程管道優(yōu)化設(shè)計

化工管道對化工材料運(yùn)輸方面起著重要作用，所以也是化工工程設(shè)計的重點(diǎn)研究對象之一。在對化工工程管道的優(yōu)化設(shè)計過程中，有以下幾點(diǎn)注意事項，第一，就是管道的安裝，在安裝過程中，需要提前進(jìn)行計算，規(guī)劃位置，對管道進(jìn)行合理布局，避免在安裝時出現(xiàn)問題，管道的安裝，首先要對管道后續(xù)維修檢查工作進(jìn)行考慮，所以管道布置需要有很大的操作空間，對管道進(jìn)行架空處理，可以使維修人員對管道進(jìn)行全方位的檢查，第二，在管道的布置過程中，需要對管道的各項數(shù)據(jù)進(jìn)行考察，如耐腐蝕性耐久度等，并且注意管道與管道之間的距離，使管道在實(shí)際運(yùn)用階段發(fā)揮其應(yīng)有的效果。第三，要保證管道的布置路線不能出現(xiàn)其他設(shè)備，避免在實(shí)際運(yùn)行階段由于管道的位置而對設(shè)備運(yùn)行造成影響，第四，對于各種化學(xué)化工排氣管，要采用隔熱材料，并且對管道進(jìn)行加厚處理，對管道的各種工作方式進(jìn)行不同優(yōu)化措施，從而減少管道在實(shí)際應(yīng)用過程中出現(xiàn)的一系列問題。

3 管道材料的優(yōu)化設(shè)計

3.1 材料選擇

現(xiàn)在我國化工管道的材質(zhì)一般都會選擇使用碳素鋼、低合金鋼、不銹鋼，這些材質(zhì)制造的化工管道具有較好的性能以及使用壽命。通常來講，化工管道材料選擇要符合下面一些規(guī)定和要求：如果鋼板的厚度不滿8mm，那么其材質(zhì)應(yīng)該盡可能選擇碳素鋼板。對于對剛度以及結(jié)構(gòu)有更高要求的設(shè)備，應(yīng)該選擇碳素鋼;如果管道對于強(qiáng)度有著更高的要求，那么應(yīng)該結(jié)合化工工程生產(chǎn)的壓力、溫度以及介質(zhì)來對其進(jìn)行選擇，比如Q35AF、Q235-A、Q265-B等。所以，化工管道在選擇材料時，需要著重考慮兩個方面。①實(shí)用性強(qiáng)。選擇實(shí)用性強(qiáng)的管道，才能夠確?；すこ虒?shí)際運(yùn)行的順暢和高效;②材料的經(jīng)濟(jì)性。只有擁有了經(jīng)濟(jì)性，才能夠保證項目的整體經(jīng)濟(jì)效益。綜上所述，在化工生產(chǎn)中，管道的材料選擇非常重要，應(yīng)該全面考量其性能以及經(jīng)濟(jì)性，才能夠保障實(shí)際生產(chǎn)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。另外，需要注意的是，由于化工生產(chǎn)中腐蝕性原材料和產(chǎn)品非常常見，所以對于管道的耐腐蝕性有著較高的要求，所以在對管道的材質(zhì)進(jìn)行選擇時要求其具有較強(qiáng)的耐腐蝕性以及抗磨損性能。比如，鋯在醋酸工業(yè)的應(yīng)用實(shí)踐中，發(fā)現(xiàn)其具備較強(qiáng)的抗醋酸腐蝕性能，所以在醋酸工業(yè)生產(chǎn)中，可以選擇鋯來構(gòu)筑起生產(chǎn)管道。對于其他化工工程來講，也需要結(jié)合其原材料和生產(chǎn)材料的特性來選擇合適的管道材料，盡可能地延長管道使用壽命以及保障生產(chǎn)安全。

3.2 管道材料注意事項

因為化工工程生產(chǎn)中，很多原材料和產(chǎn)品都具有較強(qiáng)的腐蝕性，所以選擇管道材料時一定要充分考量其性能指標(biāo)。另外，需要注意的是，管道的設(shè)計也會對管道的使用產(chǎn)生非常大的影響，因此，管道設(shè)計必須要科學(xué)、合理。這是由于化工生產(chǎn)中各個環(huán)節(jié)的壓力有著較大的差別，因而不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)對于壓力的要求差別很大。比如，某生產(chǎn)工序?qū)τ诠艿赖膲毫σ鬄镚C1水平，那么在管道材質(zhì)進(jìn)行選擇時就應(yīng)該以此為標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行選擇，如GB5310和GB6479。在特殊情況下，能選擇使用GB/T8163。還有，在管道使用之前工作人員應(yīng)該選擇使用合適的檢測方式對管道質(zhì)量和安裝質(zhì)量進(jìn)行檢測，以便于避免管道存在裂縫的情況出現(xiàn)，威脅生產(chǎn)安全。在管道材料選擇中，除了壓力因素外，溫度也是非常關(guān)鍵的一個因素。在化工生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行中，高溫非常常見，所以在對管道材質(zhì)進(jìn)行選擇時要考慮其對溫度的承受能力。

4 結(jié)束語

化學(xué)工程的設(shè)計和建設(shè)是典型的技術(shù)密集型項目，施工人員必須要有較強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)水平。在施工中，不同專業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)人員和設(shè)計人員必須不斷優(yōu)化工程設(shè)計方案，以確保工程建設(shè)能夠滿足預(yù)計的生產(chǎn)需求，使化工工程順利運(yùn)轉(zhuǎn)，為企業(yè)提供良好的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]李曉星.化工工程的設(shè)備布道與管道材料優(yōu)化設(shè)計[J].化工管理，2019（05）：40-41.

[2]張吉星.化工工程設(shè)備管道與材料優(yōu)化設(shè)計研究[J].化工管理，2018（36）：37-38.