探討化工工程的設(shè)備布置與管道材料優(yōu)化設(shè)計

黃孝洋

摘 要：近年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，也促進(jìn)了化工行業(yè)的迅速興起。在化工工程生產(chǎn)和建設(shè)過程中，最為重要的則是設(shè)備布置環(huán)節(jié)，其設(shè)備的安裝工藝直接對整個化工工程的順利運(yùn)行產(chǎn)生著直接的影響。同時，在化工工程生產(chǎn)中會產(chǎn)生許多易燃易爆、腐蝕性能較強(qiáng)的物質(zhì)，對生產(chǎn)人員身體健康會造成一定程度的傷害，從以上問題中直接體現(xiàn)出設(shè)備布置和管道材料的優(yōu)化設(shè)計顯得十分重要。因此，本文對化工工程的設(shè)備安裝以及管道材料優(yōu)化設(shè)計進(jìn)行了具體闡述和研究。

關(guān)鍵詞：化工工程;設(shè)備布置;管道材料;優(yōu)化設(shè)計

0 引言

隨著化工行業(yè)的快速發(fā)展，化工工程的生產(chǎn)與建設(shè)質(zhì)量也受到了社會各界的廣泛關(guān)注。在化工工程生產(chǎn)和建設(shè)中，設(shè)計工作十分關(guān)鍵。由于化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)具有一定危險性，會產(chǎn)生有毒有毒、易燃易爆等物質(zhì)，如果不將這些物質(zhì)處理好，將會危及生產(chǎn)人員的身體健康。因此，在化工工程生產(chǎn)中，要對管道材料的設(shè)計以及設(shè)備的布置引起足夠的重視，在不斷優(yōu)化管道材料設(shè)計基礎(chǔ)上，要科學(xué)合理布置管道和設(shè)備，這樣才能確保化工工程的順利建設(shè)和發(fā)展，促進(jìn)我國化工行業(yè)的健康長遠(yuǎn)發(fā)展。

1 化工工程中設(shè)備布置和管道材料優(yōu)化設(shè)計的重要意義

1.1 設(shè)備管道布置的重要意義

對于化工工程而言，最為關(guān)鍵的則是設(shè)計環(huán)節(jié)，其管道的布置必須根據(jù)生產(chǎn)工藝要求進(jìn)行合理的選擇與設(shè)計。同時，由于化工工程生產(chǎn)具有一定的危險性，存在很多危險的化學(xué)物質(zhì)和壓力管道等，在管道和設(shè)備布置時必須達(dá)到安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)和要求，對不同類型的設(shè)備和管道進(jìn)行合理的安裝和設(shè)置，其必須做好全方位的防護(hù)措施。最為主要的是設(shè)備和管道的布置的設(shè)計方案直接對工程的經(jīng)濟(jì)性形成一定程度的影響，一方面工程設(shè)備和材料成本在工程投資中占據(jù)著較大的比例，因此對設(shè)計方案進(jìn)行不斷優(yōu)化可以通過最小的成本投資實現(xiàn)最大的工程效益化[1]。另一方面，設(shè)備和管道方案的設(shè)計不合理將會直接影響工程施工進(jìn)度，增加施工成本的基礎(chǔ)上，影響工程質(zhì)量。此外，如果設(shè)備和管道安裝布置不科學(xué)，導(dǎo)致工程無法滿足工藝要求，將會埋下安全隱患，甚至導(dǎo)致安全事故頻繁發(fā)生。由此可見，隨著化工企業(yè)大規(guī)模的生產(chǎn)的擴(kuò)大，以及工藝流程的日益復(fù)雜化，設(shè)備和管道設(shè)置變得愈發(fā)的關(guān)鍵。

1.2 管道材料優(yōu)化設(shè)計的必要性

在化工工程中，管道作為連接各種設(shè)備、容器并介質(zhì)輸送的重要基礎(chǔ)設(shè)施，由于不同位置的管道需要接觸不同化學(xué)性質(zhì)、物理形態(tài)和相應(yīng)溫度和壓力的介質(zhì)。而在化工企業(yè)生產(chǎn)中所運(yùn)用到原材料以及產(chǎn)品都具有腐蝕性強(qiáng)的特征，再加上工藝條件下的高溫高壓等條件，只有管道材料具備一定的耐腐蝕性能，才能確保生產(chǎn)過程中安全性。另外，化工工程的管道大部分都是架空設(shè)置，加上管道內(nèi)部介質(zhì)流動和壓力管道都需要承受較大的工作壓力。因此，管道材料必須具備最佳的物理性能顯得相當(dāng)關(guān)鍵。

2 化工工程的管道和設(shè)備安裝工藝分析

在化工管道安裝工藝中，應(yīng)該提前做好準(zhǔn)備工作?？茖W(xué)布置化工工藝管道，制定合理的安裝計劃和方案，確保管道安裝過程中的安全和質(zhì)量。

其一，工藝管道的布置，需要確保其具備較大的可操作性性和維護(hù)性，避免化工管道設(shè)置于特殊位置，遠(yuǎn)離部分設(shè)備即將拆除或是設(shè)備即將抽出的位置[2]。同時，化工工藝管道的布置過程中，盡量不放在吊裝孔位置周圍，防止對管道形成一定的危險。

其二，在管道安裝中，涉及到參數(shù)較多，如管道高度、環(huán)境參數(shù)以及距離等等，這些都需要嚴(yán)格安裝國家相關(guān)工藝要求進(jìn)行，結(jié)合現(xiàn)場實際情況去合理安排安裝順序，同時以安裝規(guī)劃圖為主要依據(jù)，防止管道布置過程中發(fā)生相互影響和阻礙的問題。

其三，管道安裝中要全方位考慮各種組件、隔熱層以及焊接等影響因素，確保管道之間的間距與實際相符，倘若管道內(nèi)沒有設(shè)置隔熱層，那么管道之間的應(yīng)該保持在50mm以上。最后，要對管道內(nèi)發(fā)生的位移現(xiàn)象引起重點關(guān)注，適當(dāng)增加管道之間的距離，如果沒有嚴(yán)格的工藝要求，則可以通過管道架空鋪設(shè)方式，部分管道在穿越其他物體時，則需要在管道孔洞位置設(shè)置套管，在空隙處填充軟質(zhì)的材料[3]。

3 管道材料優(yōu)化設(shè)計方式和注意要點

3.1 管道材料的合理選擇

現(xiàn)如今，國內(nèi)常見的化工設(shè)備都是碳素鋼、低合金鋼和不銹鋼材料構(gòu)成。通常情況下，以下規(guī)定都是合理的，當(dāng)鋼板厚度在8mm范圍值內(nèi)時，應(yīng)該盡量選擇碳素鋼板，或者對剛度和結(jié)構(gòu)有強(qiáng)度要求的設(shè)備則選擇普通碳素鋼，再根據(jù)它的壓力、溫度以及介質(zhì)等條件，分別選用Q235-A，Q235-B，Q-235-C等鋼板。上文提及到，化工工程生產(chǎn)中還會產(chǎn)生一些對人體有害的物質(zhì)，因此在材料選擇時，應(yīng)該考慮其實用性和是否具有有害物質(zhì)兩方面。

其中首要的是管道材料的實用性，只有確保了材料的實用性，才能保證工程高效順利的完工。其次則是材料的經(jīng)濟(jì)性，將兩個關(guān)鍵問題考慮在其中才能達(dá)到最佳的安裝效果。最為關(guān)鍵的是在管材實用性考慮過程中，一定要對材料的耐腐蝕性有一個全方面的了解，除了了解在使用過程中管材受到一定磨損外，還要考慮管材的抗磨損性能[4]。

鋯在醋酸工業(yè)中應(yīng)用范圍十分廣泛，也通常被作為管道、容器的應(yīng)用材料，而實踐中發(fā)現(xiàn)，鋯在醋酸工業(yè)中腐蝕性能較低，在醋酸行業(yè)得到長期的應(yīng)用，但如果在其他化工工程中使用，還需要結(jié)合實際情況進(jìn)行管材合理的選擇，同時還需要根據(jù)相關(guān)經(jīng)驗充分考慮其耐磨性，將以上問題考慮進(jìn)去后，最后再考慮經(jīng)濟(jì)性，在管材滿足所有要求的基礎(chǔ)上，才能促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益的提升。

3.2 管道材料選擇的注意要點分析

在化工工程進(jìn)行生產(chǎn)中，最為關(guān)鍵的管材優(yōu)化設(shè)計，在設(shè)計前應(yīng)該充分考慮材料是否具備抗腐蝕和抗磨損的性能。還需要注意的是每一項生產(chǎn)中所產(chǎn)生的壓力是不同的，在不同壓力作用下，管道的選擇也有所不同，必要時需要根據(jù)實際需求選擇一些特殊工藝進(jìn)行管道、設(shè)備以及容器的連接。比如，需要承受GC1的壓力水平，需要的無縫鋼管則是GB5310 GB6489等，如果采用GB8163管道，需要尤為注意的是，從管道超聲上的需求去分析，其目的是為了避免管道存在部分一些不容易被肉眼觀察到的裂縫或裂痕，這樣才能在化工工程中達(dá)到最佳的應(yīng)用效果，也比較符合應(yīng)用要求。另外，在化工工程生產(chǎn)中溫度達(dá)到452℃高溫時，則不允許應(yīng)用碳結(jié)構(gòu)和碳錳鋼等這兩種材質(zhì)的管道，其管道無法承受太高的溫度[5]。只要在化工實踐管道數(shù)據(jù)的選擇中注意以上問題，就可以對化工管道的數(shù)據(jù)規(guī)劃進(jìn)行整體歸納與優(yōu)化，使其達(dá)到化工生產(chǎn)最佳的應(yīng)用效果。

4 結(jié)束語

綜上所述，我國化工行業(yè)相比起其他行業(yè)，取得了不小的進(jìn)展，但仍然存在著很多弊端問題。與此同時，化工工程在建設(shè)過程中應(yīng)該要對管材的選擇和優(yōu)化設(shè)計引起重視，一旦管道設(shè)計不合理，將可能會產(chǎn)生有毒物質(zhì)，進(jìn)而危及到生產(chǎn)人員的生命健康。其次，本文在管道材料選擇和設(shè)備布置方面的研究和分析還存在著很多不足之處，筆者希望能夠通過自己的淺談能夠為我國化工行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展提供部分借鑒和參考。

參考文獻(xiàn)：

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