淺談化工設計過程中管道材料的選用

秦珊（身份證號碼：65900119900220184X。30000）

淺談化工設計過程中管道材料的選用

秦珊（身份證號碼：65900119900220184X。30000）

隨著我國科技的快速發展，化工生產業也隨之不斷前進，尤其是在化工的設計中，如何選擇合適的管道材料已經成為了關鍵所在。針對這個問題，不僅要考慮到化工過程中的一些特殊性，還要考慮到化工管道運輸物質所受到的限制，包含了高溫、腐蝕或者低溫等因素。所以管道安裝的穩定與安全的最大影響因素就是管道材料的選擇。因此本文就以管道材料為主，著重探討了化工設計過程中管道材料的選用。

化工設計；管道材料；選用分析

1 化工設計中選擇管道材料的依據和原則

1.1 管道材料選擇依據

化工設計是一項復雜與繁瑣的工作，而其中的管道材料的選擇更是具有極強的特殊性與限制性。首先，一般對管道材料的選擇要具備介質特性。簡單來說，在化工設計過程中管道材料的選擇不僅要具有較強的抗腐蝕性，還要具備不容易燃燒與爆炸的特征，避免一些意外的發生。其次，化工設計的過程中的管道材料選擇要具備介質工作參數。我國對介質工作參數的要求有著明確的規范，幫助介質參數的選擇在一個較為合理的范圍內，同時也要根據當時的實際情況，做出有效的調整。最后，化工設計中選擇管道材料要具備經濟性。從一方面來說，管道材料的選擇是要根據物理、化學、機械等特性進行綜合選擇。從另一方面來說，在管道材料的選擇上還要保證貨源的充足，可以為接下來的采購做好準備，同時還要具備較強的經濟性。

1.2 管道材料選擇的原則

隨著化工設計越發完善與成熟，對管道材料的選擇也制定了一些基本的原則。首先，要具備有感原則。一般來說有感要具備設計、制作、焊接、熱處理、檢驗、適用等幾大步驟，達到有感規定。其次，對管道材料的選擇要滿足介質原則。因為管道材料與其他材料不同，具備其一定的特殊性，要保證輸送危險物質的安全。最后，管道材料的原則要滿足運輸特殊物質的要求。在面對不同的特殊運輸物質時，其材料的選擇就要與之相符。例如在運輸具有腐蝕性物品的時候，就要考慮其腐蝕范圍與情況，做好抗腐蝕效果；而在運輸具有溫度要求的材料時，就要進行溫度的沖擊測試，保證其材料的合理性。

2 化工設計中管道材料的選用

2.1 耐熱管材的選用

化工設計是一項較為繁瑣與復雜的項目，其中對運輸管道材料的要求極為高。由此，面對一些高溫材料，選擇合適的耐熱管道材料尤為重要。一般來說，耐熱管道材料要具備耐氧化、耐高溫等特點，可以很好地對抗高溫。同時，在化工生產的過程中，選擇高溫鋼管的管道材料很容易在某些特殊的液體或者是氣體中被暴露，容易出現其危險性。針對這個問題，很多企業在化工生產過程中會使用碳素鋼來避免暴露，不僅使其在表層形成氧化膜，還可以最大程度保證管道材料運輸的安全性。另外，在使用這種材料的同時，還可以增加一些硅元素、鋁元素等，加強氧化膜的作用。在添加中，也要注意鐵元素是慢于絡元素的，會容易在之前就形成一道保護膜，導致后期的氧化很難進行下去。除此以外，在鋼管中加入一定的鉻元素和鉬元素，會有限形成鉻—鉬合金，幫助提高耐氧化性，最大程度保證運輸的安全性。一般來說，這種管道材料基本使用在石油化工生產中。

2.2 低溫管材的選用

一般來說，我們把低溫的范圍化在零下20攝氏度到零下19攝氏度之間，這中間的溫度我們就稱之為低溫。而對于化工的管道材料來說，每個溫度下的要求也不一。在零下70攝氏度到零下196攝氏度之間，是盡量不使用合金鋼管道材料的；在零下40攝氏度到零下70攝氏度之間，是盡量不使用低合金化工管道材料的；在零下20攝氏度到零下40攝氏度之間的時候，是盡量不使用碳素鋼管化工管道材料的。因此，對于低合金管道材料和碳素管道材料來說，在面對零度以下的溫度時候，就會產生脆性，并且其韌性也會出現明顯下降。針對這種情況，很多企業在化工設計的過程中，喜愛使用20號鋼，這種低溫剛不僅可以進行溫度的轉變，還可以保證其運輸的安全。

2.3 高溫管材的選用

化工的生產經常會在高溫的環境下進行，其管道材料的特征就會發生變化。所以，在高溫的條件下選擇化工管道材料要滿足一些特點。首先，管道材料的溫度和強度要形成反比，而在溫度與塑性上卻成反比。其次，隨著時間的變化，管道材料的力學性能和負載力會產生蠕變。最后，溫度的增高，其腐蝕性增強，而抗拉強度卻變弱。一般來說，化工設計過程中的高溫一般以350攝氏度為準，管道材料會選擇碳素鋼。而超過425攝氏度后，會習慣添加沸騰鋼，保證其穩定性，避免出現石墨化。

2.4 特殊管材的選用

在化工設計過程中，還會選擇一些特殊介質的管道材料。例如非金屬材料、塑料襯里材料的選用、苛性鈉堿液管材的選用、硫酸管材的選用、氧氣管材的選用、鹽酸管材的選擇等。這些特殊管道材料的使用都有其特定的標準和規范，在選擇上，也要根據當時的特定情況，選擇最為合適的管道材料，但是也要注意使用中的限制。例如在對非金屬材料的使用中，要注意其溫度與壓力，避免出現脆化的情況；在對塑料襯里材料選用上，要求溫度控制在120攝氏度以下，除此之外還要注意應用環境；在對苛性鈉堿液管材在使用的過程中，往往會對碳鋼材料造成破壞，所以在使用中要保證氫氧化鈉的濃度，避免出現意外。

3 結語

綜上所述，在化工設計的過程中，選擇合適的管道材料至關重要。特別是在化工設計的過程中，還要注意其環境、溫度的多變化和復雜性，并且還要考慮到選擇材料本身的特性，因此要根據當時的實際情況，選擇最為合理的管道材料。

[1]張建偉.化工工藝管道中的安裝方式[J].中國石油和化工標準與質量,2012,(4):31-32.

[2]何思然.化工設計過程中管道材料的選用分析[J].化工管理,2015,(6):107+109.