化工設(shè)備管道與材料優(yōu)化設(shè)計(jì)

吳靜謐 劉蘋(píng)蘋(píng) 韓瑞

摘要：隨著時(shí)代的發(fā)展，我國(guó)化工的建設(shè)范圍逐漸提升，在此過(guò)程中，要想保證化工工程建設(shè)質(zhì)量，就需要對(duì)化工設(shè)備管道以及管道材料展開(kāi)優(yōu)化設(shè)計(jì)，這種方式能夠保證化工工程建設(shè)的全面性。由于有些化學(xué)物質(zhì)具有一定的腐蝕性，因此在化工設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中，需要保證設(shè)備管道的建設(shè)質(zhì)量，將化學(xué)物質(zhì)對(duì)設(shè)備管道的影響降到最低，進(jìn)而提升化工工程的建設(shè)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：化工工程設(shè)備管道;管道材料;優(yōu)化設(shè)計(jì)

一、化工設(shè)備管道的優(yōu)化設(shè)計(jì)

1.1重視設(shè)備與管道布置

化工項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，依照工序要求選擇適宜的設(shè)備及管道布局。設(shè)備、管路與各附件需要滿(mǎn)足工序的基本需求。由于化工項(xiàng)目自身生產(chǎn)的特點(diǎn)，其設(shè)備與管道之間的配置則需要滿(mǎn)足實(shí)際生產(chǎn)安全要求，并區(qū)分各類(lèi)設(shè)備管道類(lèi)別。同時(shí)對(duì)有關(guān)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行合理的優(yōu)化，在一定程度上能夠降低項(xiàng)目投資。此外，設(shè)備與管道的設(shè)計(jì)與布局也將影響整個(gè)項(xiàng)目生產(chǎn)與建設(shè)。一旦設(shè)備與管道布局存在問(wèn)題，在建設(shè)中需要改變?cè)O(shè)計(jì)，增加不必要的成本;如果設(shè)備和管道布局不科學(xué)，生產(chǎn)中會(huì)留下安全隱患。因此，必須要重視化工工程設(shè)備和管道的布設(shè)，提升其合理性和科學(xué)性?；ぴO(shè)備設(shè)計(jì)在露天環(huán)境下使用時(shí)，要滿(mǎn)足考慮通風(fēng)和泄露等問(wèn)題。例如泵設(shè)計(jì)時(shí)，要保證其排列順序的合理性和規(guī)范性，保持泵出口方向一致，閥門(mén)集中布置，有泄露風(fēng)險(xiǎn)的地方可設(shè)置圍堰。

1.2化工設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計(jì)

第一，要與化工項(xiàng)目工藝設(shè)計(jì)基本要求相契合。在設(shè)備實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，要先明確生產(chǎn)流程。針對(duì)同類(lèi)設(shè)備可集中進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)其位差也要滿(mǎn)足相應(yīng)的要求;第二，對(duì)各類(lèi)化工設(shè)備實(shí)施合理的優(yōu)化設(shè)計(jì)。我們將設(shè)備分為主設(shè)備與輔助性設(shè)備，對(duì)兩種設(shè)備的具體位置進(jìn)行合理優(yōu)化，確保企業(yè)生產(chǎn)安全;第三，化工設(shè)備優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，要高度重視有關(guān)設(shè)備的腐蝕和磨損狀況，生產(chǎn)中應(yīng)定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修，排除安全隱患;第四，化工設(shè)備設(shè)計(jì)要使其外觀保持整齊美觀，從而打造更為良好的工作環(huán)境。

1.3化工管道優(yōu)化設(shè)計(jì)

第一，化工工程管道設(shè)計(jì)時(shí)，要處理好管道的架空，從而達(dá)到應(yīng)用功能質(zhì)量和節(jié)約空間的主要目的;第二，在對(duì)化工管道進(jìn)行布置時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制管道之間的距離;第三，要嚴(yán)格控制化工管道安裝的具體位置，在安裝管道時(shí)還需要盡量避開(kāi)吊裝或是拆卸區(qū)域;第四，針對(duì)沿地面管道的安裝，我們應(yīng)避免發(fā)生跨越設(shè)備及建筑行為;第五，對(duì)固體類(lèi)管道來(lái)說(shuō)，在實(shí)際安裝中彎曲半徑進(jìn)行控制，一般情況下，彎曲半徑應(yīng)盡量控制在管徑五倍左右。另外，管道的排放氣應(yīng)遵守相關(guān)法律及標(biāo)準(zhǔn)。

二、化工管道材料設(shè)計(jì)控制要點(diǎn)分析

2.1耐溫管道材料

化工管道在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中常會(huì)運(yùn)輸化學(xué)類(lèi)物質(zhì)，該類(lèi)物質(zhì)對(duì)其管道性能有著極為嚴(yán)格的要求。溫度是其中非常關(guān)鍵的參數(shù)，具體設(shè)計(jì)需要重點(diǎn)分析管道材料在溫度下的變化，進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。一般情況下，溫度超過(guò)350℃則屬于高溫，其中碳素鋼的極限溫度則為425℃，在該范圍內(nèi)碳素鋼則會(huì)發(fā)生碳化現(xiàn)象，想要規(guī)避碳素鋼碳化問(wèn)題，則要管道輸送需要選擇適宜的溫度。當(dāng)溫度超過(guò)碳素鋼的極限溫度時(shí)，要想保證材料安全則可以選用沸騰鋼和碳元素類(lèi)鎮(zhèn)定鋼。低溫狀態(tài)下，管道材料可選擇12號(hào)鋼，其最低耐受溫度可以達(dá)-40℃;運(yùn)輸介質(zhì)的溫度一旦小于-20℃時(shí)，管道材料則需要依照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)低溫性能進(jìn)行測(cè)試與分析，確保其能夠滿(mǎn)足有關(guān)要求。

2.2對(duì)于硫酸管道選用的材料

設(shè)計(jì)人員要結(jié)合輸送介質(zhì)的特性，應(yīng)充分考慮流體易燃易爆、腐蝕性等性質(zhì)，對(duì)管道進(jìn)行合理的選擇，避免發(fā)生安全問(wèn)題。對(duì)于高濃度的硫酸，除考慮流體本身的性質(zhì)外，還要考慮管道內(nèi)外壓力與溫度。通常，輸送硫酸時(shí)，溫度控制在25℃左右，壓力保持在0.25MPa內(nèi)，同時(shí)應(yīng)維持穩(wěn)定的流速。硫酸流速度不宜過(guò)快或速率不均勻。

2.3對(duì)于鹽酸管道選用的材料

對(duì)于高濃度的鹽酸運(yùn)輸，可以選取聚丙烯管道材質(zhì)，該類(lèi)材料具有一定的耐腐蝕性。聚丙烯管道具有良好的耐壓性，在管道一定的內(nèi)外壓力下，聚丙烯管道表現(xiàn)穩(wěn)定。聚丙烯管道不易斷裂，還能夠很好避免液體泄露，并且其密度小，自重輕，便于施工、運(yùn)輸。在耐久度與應(yīng)用方面，聚丙烯還具備耐用的優(yōu)點(diǎn)，且材料成本低。但該類(lèi)材料容易老化，一旦老化，其材料特點(diǎn)發(fā)生變化，就會(huì)降低材料自身的功能。

2.4氧氣類(lèi)介質(zhì)管道材料

輸送介質(zhì)為氧氣時(shí)，應(yīng)重視氧氣的溫度、壓力和流速等方面的參數(shù)，由此選取最佳的管材類(lèi)型。一般情況下，輸送氧氣采用碳鋼或不銹鋼等材料。此外，氧氣是助燃物，當(dāng)氧氣與其他氣體混合后，形成爆炸性氣體，很可能發(fā)生爆炸等問(wèn)題。因此，我們要重視氧氣管道材料的選擇，并控制氧氣的流速和壓力。通常，在壓力較低時(shí)，選取碳鋼類(lèi)材料，而在壓力過(guò)高時(shí)，選擇不銹鋼類(lèi)材質(zhì)。

三、結(jié)語(yǔ)

總而言之，隨著人們對(duì)化工設(shè)備及管道的關(guān)注程度不斷增加，怎樣有效保障化工設(shè)備的管道設(shè)計(jì)質(zhì)量是所有工作人員應(yīng)該重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。文章通過(guò)對(duì)化工設(shè)備材料優(yōu)化設(shè)計(jì)以及管道優(yōu)化設(shè)計(jì)方案進(jìn)行探討，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)提升化工設(shè)備管道以及材料設(shè)計(jì)質(zhì)量的效果，從而有效保障化工設(shè)備管道設(shè)計(jì)工作的安全性。由此可見(jiàn)，對(duì)化工設(shè)備管道以及材料的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案進(jìn)行研究，能夠給后期化工設(shè)備管道以及材料設(shè)計(jì)的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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