化工设计过程中管道材料的选用研究

程穆梅

摘 要：近年来，我国的化工行业有了很大进展，在化工生产中，管道材料是关键因素，如果管道应用不合理，管道材料在应用中出现破损等问题势必会诱发安全事故。加强对化工设计中管道材料的选择与应用，可以有效规避其存在的问题与不足。基于此，文章主要对化工设计中管道材料的选择与应用进行了简要的分析研究。

关键词：化工设计;管道材料;选用分析

随着我国当代化工行业的快速发展，涉及到的类型和领域不断增大，生产过程中容易受到的安全因素也不断增多，这就需要围绕着化工设计过程对化工生产流程进行全面的优化，全面提升其安全性，保证化工的安全生产。管道材料的选择作为其中最为重要的一环，需要根据相应的选择原则进行管道的选择，以此来提升后续化工生产的有序性，降低化工生产出现安全故障的概率。

1 石油化工管道应力设计发展现状

当前我国石油化工行业的整体发展现状较为良好，各类生产工艺技术的应用也较为成熟。其中从石油化工生产中的工艺技术实施现状进行分析，管道设施作为连接各类反应设备，以及传输物料的基础载体，其在石油化工生产中涉及的应用数量多，应用范围广，对于石油化工生产质量产生了极大的影响。因此，在实际发展中，分析石油化工管道应力设计的发展，整体的管道应力设计质量较为良好，为石油化工生产中的安全性提升，以及工艺生产技术效果的合理发挥，发挥了重要的作用。

2 石油化工管道的设计原则

2.1 提高可操作性

现阶段由于我国经济不断的发展，很多石油管道运输的路程都非常长，这就会导致对于管道的操作性也会降低。所谓管道的操作性，就是相应的管理人员對于管道的控制程度。也就是在管道出现异常或者是事故时，能够对管道进行补救措施的及时性。所以在进行石油化工管道的设计过程之中，需要考虑到可操作性的问题，尽可能使得整个管道的很多性质因素都能够实时的掌握。

2.2 经济性

设计人员需要充分考虑到各类化工管道材料的造价，在保障应用安全性和可靠性的基础上，尽量选择单价相对较低的化工管道材料，如此也就能够形成经济性优势。比如针对化工管道的管径就需要充分把关，研究后续化工生产对于管道运输提出的要求，进而也就可以设定最为理想的管径大小，避免选用管道的管径过大，进而带来明显的不必要经济损失。另外，在化工设计中选择化工管道还需要考虑到不同类型的成本差异，比如对于不必太苛刻的区域，就可以不用选择造价较高的特殊化工管道，以形成理想的成本控制效果，符合设计环节的限额要求。

2.3 环保节能原则

化工设计中的管道材料选择在保证性价比的基础上，还要考虑其环保节能性，这个方面对于化工生产而言同样重要，并且这也是未来节能环保型社会发展的基本要求。在管道材料的选择中必须要避免选择污染度高和危险性高的材料，因为这很有可能导致管道在后期的长期应用当中出现不良威胁，还需要另外采取方式对其进行规避预防，这不仅加大了工作量，还在此加重了经济成本。所以，在管道材料选择的入手处就对其严格筛选，就能够很大程度上避免上述事故的发生。另外，对于存在污染和耗能问题的化工产品，也需要对其加以约束，这样既能够极大的提升化工生产的效率，也能够降低化工产品对环境的污染，有助于管道材料的选择。

3 化工设计过程中管道材料的选用研究

3.1 耐温管道材料

在化学管道中运输了大量的化学物质，这些物质对于管道的的性能参数要求严格。其中温度作为关键的参数，在进行化工设计中要分析管道材料的温度变化，合理设计。一般状况之下高于350℃属于高温状态，而碳素钢的极限稳定为425℃，在此范围中碳素钢会出现墨化的变化，为了避免在高温环境中出现墨化的问题，在化工设计中就要适当的在碳素钢中添加稳定性的金属元素。在化学运输中其介质温度高于碳素钢材料的温度极限的时候，为了提升材料的安全性就要合理的应用沸腾钢或者碳元素的镇定钢。在化工设计中，管道低温状态之下的主要材料为12号钢，可以耐受的最低温度为-40℃;在设计中运输介质温度小于-20℃的时候其应用的管道材料要根据标准合理的进行低温性能测试分析，保障其在低温状况之下可以满足各项要求。如果其运输的化学介质温度小于最低温度在选择的时候则就要适当地添加其他的材料，通过添加其他元素的方式提升材料的整体性能，使其在低温状况中可以正常应用。

3.2 耐腐蚀管道材料

对于化工生产而言，许多的化工材料都有着较强的腐蚀性，比如硫酸和盐酸等，这些化工产品都会对管道材料造成一定的影响，如果对于这些化工产品的管道材料选择不当，将会带来极大的管道腐蚀问题，最终造成管道损坏。所以，这就意味着要根据实际的化工产品进行管道的选择，并利用这些管道进行合适的设计布置。而要想根据实际情况进行管道选择，就需要对化工产品的基本特点有所了解，例如在硫酸产品的运输过程中，就需要全面了解关于硫酸的各项化学属性，然后按照这些化学属性，具有针对性的选择相应的管道材料，让硫酸能够得到安全运输，不会出现泄露的危险，最终带来不必要的安全隐患。

3.3 低温管道材料

应该重点考虑到不同低温环境的影响和威胁程度，进而才能够恰当运用最为适宜的低温管道材料进行设计布置。比如在运输介质达到0℃以下时，就应该避免应用铁塑钢管进行设计布置，避免该类钢管应用中表现出的明显脆性影响运输安全;在温度达到-20℃时，则需要尽量避免应用碳素钢管，宜运用合金钢管进行布置;而在介质温度达到-40℃时，则需要进一步提升钢管材料中的合金含量，力求应用高合金含量的钢管进行有效布置，保障钢管能够在后续化工介质的运输中具备更强的稳定性和协调性。

3.4 浓硫酸类介质管道材料

化工生产中会运输各种不同类型的化学介质，其中一些硫酸、盐酸溶液具有强酸性，这些物质会对化工管道造成严重的腐蚀性影响。为了提升化工管道的整体安全性，就要合理的选择特殊性质的材料，避免在化工管道材料运输中出现事故隐患问题。通过特殊性质的材料可以提升管道性能，提升运输的安全性。同时，在进行特殊介质运输中要根据实际状况合理的控制流速、流量，避免因为过速或者过量而造成材料保护膜破坏等问题而诱发安全事故的发生。对于浓硫酸类的介质，在选择管材中，要选择物理化学性质在温度方面稳定保持在25℃之下、工作压力稳定在0.25MPa左右，具有良好耐腐蚀性的管道材质。在应用普通类型的碳钢管道进行浓硫酸的输送过程中保障浓硫酸处于稳定的温度中，则可以避免浓硫酸造成腐蚀性的影响。

3.5 其他特殊材料运输的管道选择

化工生产中还会涉及到一些其他特殊材料的运输，这些特殊材料由于其不同的化学性质而呈现出不同的安全隐患，具有较大的差异性，所以对于这些材料的管道选择一定要十分谨慎，让这些管道的选择具有一定的针对性，符合化学材料的运输条件。比如一些非金属材料的应用，非金属管道材料应用是当下比较主要的发展方向，因为在其应用中体现出了极强的作用和价值，不仅能够保证化学材料的稳定性，还能预防因为化工材料巨大的压力或者高温带来的隐患，另外，这些非金属材料的选择也同样需要考虑其是否会和运输的化学材料发生反应。

4 结语

综上所述，管道选材是化工设计中最为关键、基础的内容，管道选材直接影响化工设计质量，是关系到化工企业工作效率以及工艺流程安全的重要环节。在化工管道选材中要根据实际状况合理的设计分析，不仅要减少工程成本，也要切实保障管道的安全性，延长管道的使用寿命。对此，要根据化工设计的实际状况科学合理的进行管道选材。

参考文献：

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