化工設計過程中管道材料的選用研究

程穆梅

摘 要：近年來，我國的化工行業有了很大進展，在化工生產中，管道材料是關鍵因素，如果管道應用不合理，管道材料在應用中出現破損等問題勢必會誘發安全事故。加強對化工設計中管道材料的選擇與應用，可以有效規避其存在的問題與不足?；诖?，文章主要對化工設計中管道材料的選擇與應用進行了簡要的分析研究。

關鍵詞：化工設計;管道材料;選用分析

隨著我國當代化工行業的快速發展，涉及到的類型和領域不斷增大，生產過程中容易受到的安全因素也不斷增多，這就需要圍繞著化工設計過程對化工生產流程進行全面的優化，全面提升其安全性，保證化工的安全生產。管道材料的選擇作為其中最為重要的一環，需要根據相應的選擇原則進行管道的選擇，以此來提升后續化工生產的有序性，降低化工生產出現安全故障的概率。

1 石油化工管道應力設計發展現狀

當前我國石油化工行業的整體發展現狀較為良好，各類生產工藝技術的應用也較為成熟。其中從石油化工生產中的工藝技術實施現狀進行分析，管道設施作為連接各類反應設備，以及傳輸物料的基礎載體，其在石油化工生產中涉及的應用數量多，應用范圍廣，對于石油化工生產質量產生了極大的影響。因此，在實際發展中，分析石油化工管道應力設計的發展，整體的管道應力設計質量較為良好，為石油化工生產中的安全性提升，以及工藝生產技術效果的合理發揮，發揮了重要的作用。

2 石油化工管道的設計原則

2.1 提高可操作性

現階段由于我國經濟不斷的發展，很多石油管道運輸的路程都非常長，這就會導致對于管道的操作性也會降低。所謂管道的操作性，就是相應的管理人員對于管道的控制程度。也就是在管道出現異常或者是事故時，能夠對管道進行補救措施的及時性。所以在進行石油化工管道的設計過程之中，需要考慮到可操作性的問題，盡可能使得整個管道的很多性質因素都能夠實時的掌握。

2.2 經濟性

設計人員需要充分考慮到各類化工管道材料的造價，在保障應用安全性和可靠性的基礎上，盡量選擇單價相對較低的化工管道材料，如此也就能夠形成經濟性優勢。比如針對化工管道的管徑就需要充分把關，研究后續化工生產對于管道運輸提出的要求，進而也就可以設定最為理想的管徑大小，避免選用管道的管徑過大，進而帶來明顯的不必要經濟損失。另外，在化工設計中選擇化工管道還需要考慮到不同類型的成本差異，比如對于不必太苛刻的區域，就可以不用選擇造價較高的特殊化工管道，以形成理想的成本控制效果，符合設計環節的限額要求。

2.3 環保節能原則

化工設計中的管道材料選擇在保證性價比的基礎上，還要考慮其環保節能性，這個方面對于化工生產而言同樣重要，并且這也是未來節能環保型社會發展的基本要求。在管道材料的選擇中必須要避免選擇污染度高和危險性高的材料，因為這很有可能導致管道在后期的長期應用當中出現不良威脅，還需要另外采取方式對其進行規避預防，這不僅加大了工作量，還在此加重了經濟成本。所以，在管道材料選擇的入手處就對其嚴格篩選，就能夠很大程度上避免上述事故的發生。另外，對于存在污染和耗能問題的化工產品，也需要對其加以約束，這樣既能夠極大的提升化工生產的效率，也能夠降低化工產品對環境的污染，有助于管道材料的選擇。

3 化工設計過程中管道材料的選用研究

3.1 耐溫管道材料

在化學管道中運輸了大量的化學物質，這些物質對于管道的的性能參數要求嚴格。其中溫度作為關鍵的參數，在進行化工設計中要分析管道材料的溫度變化，合理設計。一般狀況之下高于350℃屬于高溫狀態，而碳素鋼的極限穩定為425℃，在此范圍中碳素鋼會出現墨化的變化，為了避免在高溫環境中出現墨化的問題，在化工設計中就要適當的在碳素鋼中添加穩定性的金屬元素。在化學運輸中其介質溫度高于碳素鋼材料的溫度極限的時候，為了提升材料的安全性就要合理的應用沸騰鋼或者碳元素的鎮定鋼。在化工設計中，管道低溫狀態之下的主要材料為12號鋼，可以耐受的最低溫度為-40℃;在設計中運輸介質溫度小于-20℃的時候其應用的管道材料要根據標準合理的進行低溫性能測試分析，保障其在低溫狀況之下可以滿足各項要求。如果其運輸的化學介質溫度小于最低溫度在選擇的時候則就要適當地添加其他的材料，通過添加其他元素的方式提升材料的整體性能，使其在低溫狀況中可以正常應用。

3.2 耐腐蝕管道材料

對于化工生產而言，許多的化工材料都有著較強的腐蝕性，比如硫酸和鹽酸等，這些化工產品都會對管道材料造成一定的影響，如果對于這些化工產品的管道材料選擇不當，將會帶來極大的管道腐蝕問題，最終造成管道損壞。所以，這就意味著要根據實際的化工產品進行管道的選擇，并利用這些管道進行合適的設計布置。而要想根據實際情況進行管道選擇，就需要對化工產品的基本特點有所了解，例如在硫酸產品的運輸過程中，就需要全面了解關于硫酸的各項化學屬性，然后按照這些化學屬性，具有針對性的選擇相應的管道材料，讓硫酸能夠得到安全運輸，不會出現泄露的危險，最終帶來不必要的安全隱患。

3.3 低溫管道材料

應該重點考慮到不同低溫環境的影響和威脅程度，進而才能夠恰當運用最為適宜的低溫管道材料進行設計布置。比如在運輸介質達到0℃以下時，就應該避免應用鐵塑鋼管進行設計布置，避免該類鋼管應用中表現出的明顯脆性影響運輸安全;在溫度達到-20℃時，則需要盡量避免應用碳素鋼管，宜運用合金鋼管進行布置;而在介質溫度達到-40℃時，則需要進一步提升鋼管材料中的合金含量，力求應用高合金含量的鋼管進行有效布置，保障鋼管能夠在后續化工介質的運輸中具備更強的穩定性和協調性。

3.4 濃硫酸類介質管道材料

化工生產中會運輸各種不同類型的化學介質，其中一些硫酸、鹽酸溶液具有強酸性，這些物質會對化工管道造成嚴重的腐蝕性影響。為了提升化工管道的整體安全性，就要合理的選擇特殊性質的材料，避免在化工管道材料運輸中出現事故隱患問題。通過特殊性質的材料可以提升管道性能，提升運輸的安全性。同時，在進行特殊介質運輸中要根據實際狀況合理的控制流速、流量，避免因為過速或者過量而造成材料保護膜破壞等問題而誘發安全事故的發生。對于濃硫酸類的介質，在選擇管材中，要選擇物理化學性質在溫度方面穩定保持在25℃之下、工作壓力穩定在0.25MPa左右，具有良好耐腐蝕性的管道材質。在應用普通類型的碳鋼管道進行濃硫酸的輸送過程中保障濃硫酸處于穩定的溫度中，則可以避免濃硫酸造成腐蝕性的影響。

3.5 其他特殊材料運輸的管道選擇

化工生產中還會涉及到一些其他特殊材料的運輸，這些特殊材料由于其不同的化學性質而呈現出不同的安全隱患，具有較大的差異性，所以對于這些材料的管道選擇一定要十分謹慎，讓這些管道的選擇具有一定的針對性，符合化學材料的運輸條件。比如一些非金屬材料的應用，非金屬管道材料應用是當下比較主要的發展方向，因為在其應用中體現出了極強的作用和價值，不僅能夠保證化學材料的穩定性，還能預防因為化工材料巨大的壓力或者高溫帶來的隱患，另外，這些非金屬材料的選擇也同樣需要考慮其是否會和運輸的化學材料發生反應。

4 結語

綜上所述，管道選材是化工設計中最為關鍵、基礎的內容，管道選材直接影響化工設計質量，是關系到化工企業工作效率以及工藝流程安全的重要環節。在化工管道選材中要根據實際狀況合理的設計分析，不僅要減少工程成本，也要切實保障管道的安全性，延長管道的使用壽命。對此，要根據化工設計的實際狀況科學合理的進行管道選材。

參考文獻：

[1]王禹.化工設計過程中管道材料的選用研究[J].化工管理，2018（10）：167.

[2]范春芳.化工設計過程中管道材料的選用研究[J].化工管理，2018（02）：182-183.

[3]孫冬梅.化工設計過程中管道材料的選用[J].中國化工貿易，2017（6）.

[4]梁宏偉.化工管道設計及材料等級選用探討[J].化工管理，2015（20）：10+12.