化工設(shè)計(jì)過程中管道材料的選用分析

王修娟　郭陽(yáng)

摘要：近年來，我國(guó)化學(xué)工業(yè)的發(fā)展備受政府重視，化學(xué)工業(yè)專業(yè)從事各種化工原材料的供應(yīng)，而這些原材料尤其為我國(guó)化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有推動(dòng)作用，需保證我國(guó)化工設(shè)計(jì)工程有可靠的背景條件，才能夠完成化工設(shè)計(jì)工作，更好地提高化工材料的生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：化學(xué)工業(yè);原材料;設(shè)計(jì)工作;化工材料;生產(chǎn)效率

1.合理選用化工管道材料

1.1介質(zhì)的特性和介質(zhì)的工作參數(shù)的重要性

在選用化工管線施工材料時(shí)，必須考慮介質(zhì)的性質(zhì)和工作參數(shù)。介質(zhì)的性質(zhì)就是選擇合適的管材，不會(huì)造成危害，不會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)，不會(huì)產(chǎn)生易燃和爆炸，而且要保證管材的耐腐蝕性。因?yàn)榛S的輸送管道一般都是用來輸送腐蝕性很強(qiáng)的物料，因此對(duì)于材質(zhì)的耐蝕性有很高的要求，從而確保了管道的使用壽命。減少化工企業(yè)在管線上的投資費(fèi)用。

1.2在管道建設(shè)中材料的選取要符合相關(guān)規(guī)定

在化工管線的建造中，因?yàn)榛瘜W(xué)管線的性能要求很高，必須要選用符合相關(guān)規(guī)范的建材，而管線的材質(zhì)必須滿足一定的物理性能、力學(xué)性能、防腐性能等，才能滿足施工的需要。

1.3管道材料選取的經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn)

在化工企業(yè)的建設(shè)中，管線是最基本的設(shè)備，因此，科學(xué)的減少投資，從而增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。因此在挑選建筑管線的材料時(shí)，必須要選擇經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的材質(zhì)，而且要挑選容易采購(gòu)，有充足資源的原材料廠家來采購(gòu)原材料。

2.化工設(shè)計(jì)中管道材料的選用依據(jù)

首先，化工行業(yè)的原材料通常是很危險(xiǎn)的，因此選用的管材必須要有很好的抗腐蝕性、抗氧化、不可燃、不能爆炸、適應(yīng)環(huán)境的要求。其次，在選用管材的時(shí)候要嚴(yán)格遵守國(guó)家有關(guān)法規(guī)，并在不違反法規(guī)的前提下對(duì)管材進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。第三，其物理、化學(xué)、機(jī)械、機(jī)械性能等應(yīng)滿足有關(guān)規(guī)定。最后，做到經(jīng)濟(jì)實(shí)用，不能盲目的浪費(fèi)，要在合理利用的基礎(chǔ)上，獲得最大的效益。

3.選擇管道材料應(yīng)遵循的基本原則

第一，在正式開始使用前，必須對(duì)材料進(jìn)行檢測(cè)，在不同的環(huán)境、溫度下進(jìn)行反復(fù)的測(cè)試，確保其實(shí)用性，降低使用中的各種問題。第二，特殊情況，特別處理，運(yùn)輸危險(xiǎn)性較大的介質(zhì)時(shí)，必須選擇非常安全的材質(zhì)，做好運(yùn)輸前的準(zhǔn)備工作，以減少運(yùn)輸中的風(fēng)險(xiǎn)。第三，在運(yùn)輸腐蝕性介質(zhì)時(shí)，要綜合考慮腐蝕的各種條件，包括瞬間腐蝕和長(zhǎng)期腐蝕，使用的管材也不盡相同，在運(yùn)輸之前要進(jìn)行詳細(xì)的分析。第四，在材料的變化中，不能超出或小于所設(shè)定的最大、最小，應(yīng)在安全的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。第五，在選擇低溫管線材料時(shí)，應(yīng)遵循有關(guān)規(guī)范，進(jìn)行低溫沖擊實(shí)驗(yàn)。最后，管壁的厚度取決于流體的流動(dòng)，如果有很大的腐蝕性，必須要加厚。

4.抗性材料的選擇

化學(xué)工程的設(shè)計(jì)工藝主要是選用各種材質(zhì)，在實(shí)際的運(yùn)輸中，管線輸送的化合物種類也各不相同。這些特性都需要相應(yīng)的材質(zhì)來配合，而管線作為交通工具，在進(jìn)行管線的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)選用耐腐蝕材質(zhì)。只有保證了管材的質(zhì)量，才能有效地推動(dòng)輸送工作。抗性材料是指能夠在高溫、低溫等嚴(yán)酷條件下進(jìn)行應(yīng)用的一種材料。在進(jìn)行管線選材過程中，往往會(huì)考慮到這種抗腐蝕材料。而且，這些化學(xué)物質(zhì)都是會(huì)氧化的，所以要想讓它們更好的輸送，就必須要有很強(qiáng)的抗氧化能力，所以在挑選合適的材質(zhì)的時(shí)候，一定要選用抗氧化的抗性材料，這樣才不會(huì)出現(xiàn)問題。

5.非金屬材料的選用

在化學(xué)設(shè)計(jì)的時(shí)候，很多管道都會(huì)選擇非金屬材質(zhì)，這是因?yàn)楹芏嘟饘俨牧隙紱]有耐腐蝕的特性，所以選擇非金屬材料可以方便的運(yùn)輸，而且選擇的材質(zhì)也不是單純的成本。雖然非金屬的價(jià)格要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于金屬的價(jià)格，但實(shí)際上，它的用途更廣，也更有價(jià)值。在使用非金屬材料的時(shí)候，一定要考慮到材料的抗腐蝕性，尤其是在溫度和壓力上，如果不能承受一定的壓力，那么管道就會(huì)受到很大的影響。

6.管道材料的選用分析

6.1硫酸管道材料

在輸送高腐蝕性液體的時(shí)候，必須要考慮材質(zhì)的耐腐蝕性能，這直接影響到管線的壽命。比如說，強(qiáng)酸的硫酸，有著強(qiáng)烈的腐蝕性，一般的材質(zhì)，都會(huì)被腐蝕掉。不同濃度的硫酸，腐蝕的速率也是不同的，對(duì)于96%以上的濃硫酸，在管路的溫度控制上，必須保證其性能穩(wěn)定在25℃，壓力也要有一個(gè)穩(wěn)定的數(shù)值，能夠經(jīng)受住硫酸的侵蝕。如果是用常規(guī)材質(zhì)的管道來運(yùn)送，必須要對(duì)酸液的流速進(jìn)行精確的控制，也要計(jì)算出酸液的腐蝕速率，以及管道能夠承受的時(shí)間。另外，由于硫酸與管線的接觸，會(huì)產(chǎn)生新的化學(xué)成分，因此應(yīng)充分考慮新材料對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響。

6.2鹽酸管道材料

當(dāng)鹽酸的濃度為15%～30%時(shí)，應(yīng)選擇耐腐蝕的聚丙烯作為管材，該管材不但具有良好的耐腐蝕性，還能在各種溫度、壓力條件下保持穩(wěn)定，既能確保輸送的安全，又能降低事故的發(fā)生。另外，該材料具有良好的隔熱性能，不能失去熱量。這種材料之所以被大量的采用，主要是因?yàn)樗脑靸r(jià)低廉，重量輕，使用方便，再加上它的優(yōu)良性能，所以才會(huì)成為科技工作者的第一選擇。

6.3氧氣管道材料

用于輸送氧的化學(xué)管線，通常選用不銹鋼或碳鋼，根據(jù)設(shè)計(jì)壓力和設(shè)計(jì)溫度，采用GC2型壓力管線。氧是一種易燃的氣體，雖然本身并沒有什么危險(xiǎn)，但一旦與其他的氣體或者液體混在一起，就會(huì)引起火災(zāi)。所以，選用的材料也不可忽略。

6.4耐熱管道材料

當(dāng)輸送特定的氣體和液體時(shí)，會(huì)出現(xiàn)溫度過高的情況，導(dǎo)致管子在溫度較高的情況下，會(huì)出現(xiàn)氧化。所以，在這種介質(zhì)中，一定要選擇具有良好的抗氧化能力和良好的耐熱材料，才能確保輸送的順利進(jìn)行，同時(shí)還能增強(qiáng)其安全性。

6.5苛性鈉堿液管道材料的選取

在輸送過程中，苛性鈉堿液還會(huì)對(duì)輸送管線產(chǎn)生一定的損害，這種損害往往會(huì)導(dǎo)致管線開裂，因此，在輸送苛性鈉堿液時(shí)，必須嚴(yán)格控制氫氧化鈉的溫度和濃度，以保證管線的安全。

結(jié)束語(yǔ)

在化工設(shè)計(jì)中，管材的選用是決定其質(zhì)量的關(guān)鍵因素，所以每一個(gè)化學(xué)企業(yè)在選用管材時(shí)，都會(huì)根據(jù)所選用的管材的不同特性來選用不同的管材。化學(xué)物質(zhì)有很多特殊的特性，比如腐蝕性、氧化性等，在輸送過程中也會(huì)需要重視，所以在挑選管道的時(shí)候，一定要了解一下管道的特性，以便與所輸送的化合物相匹配。只有將所有的化學(xué)原料都考慮進(jìn)去，這樣才能確保運(yùn)輸?shù)陌踩透咝А?/p>

參考文獻(xiàn)

[1]許廣麟. 對(duì)化工設(shè)計(jì)過程中管道材料的選用分析[J]. 中文科技期刊數(shù)據(jù)庫(kù)（全文版）工程技術(shù)， 2017（1）：00192-00193.