论化工工程设备管道与材料优化设计

唐芸芸　赵晓明

摘 要：在化工工程中，安全性是非常重要的一个方面。所以在化工工程设备布道以及管道材料选择时，应该结合化工生产实际情况，从生产工艺、生产安全、生产效率等方面来进行管道布道，从耐腐蚀性、承压性以及温度等方面来选择管道材料，只有这样，才能够进一步保障化工工程的顺畅、安全进行。与此同时，在管道布道和材料选择中还应该考量到有毒有害、易燃易爆产品的出现，所以还应该从这一层面对管道布道和材料进行优化，从而尽可能地提升化工生产的安全性。

关键词：化工工程;设备管道;材料优化设计

1 设备和管道布置的基本原则

1.1 设备布置的基本原则

在进行化工工程项目建设的过程中，设备布置是其中一项非常关键的工作，因此，在开展化学工程建设工作的过程中，需要对设备进行合理的布置，通常情况下，设备的布置工作需要遵循以下方面的原则。①选择场地。在进行场地选择的时候，应该尽量选择宽阔露天的地方，由于在开展化工生产作业的时候可能会伴随一定量的腐蚀性气体或者有毒气体的产生，一旦是密闭的环境，就会对工作人员的身体带来伤害，因此，应该尽可能地选择具有良好通风性能的地方，并且要做好相应的安全防范工作;②规范外观设计工作。为了能够有效降低在运行过程中出现差错的可能性，在布置化工设备的时候，需要做到整齐规范，应该根据对应的顺序进行摆放，这样一来也能够确保外观好看;③合理布置设备。在具体开展化工工程建设工作的过程中，需要用到多种类型的设备，在对这些设备进行布置的时候，应该严格按照工艺要求进行。首先，应该从整体上对生产过程进行把控，之后根据顺序完成设备的布置。对于同类型的设备，尽可能地做到集中布置，在此过程中，需要确保布置工作的合理性，只有保障了设备布置的规范性，才能够确保后续工作的顺利开展。

1.2 管道布置的基本原则

除了上述的设备布置之外，在进行化工工程项目建设中还应该进行管道的布置。一般情况下，布置管道的时候需要遵循以下方面的原则。①遵循基本流程。在布置管道的时候，需要按照基本的化工流程进行，为了能够尽可能地占少数空间，同时也能够便于检查以及维护，需要在开展布置工作的时候，使管道处于架空状态;②保证安全。不合理的管道布置会引起安全问题，因此，为了避免出现这种情况，就需要从底面进行管道的穿插，在布置管道的时候，不能够使其穿过或者阔过其他的设备或者建筑物，更不能使其绕着工艺装置进行布置。此外，在吊装孔内部以及拆卸区域中，不允许进行管道的布置，排出气体的时候，应该使其从主管道的上方位置排出;③考虑管道的材质。不同类型的管道其构成材料也不同，对于固体材料的管道，需要考虑管道的弯曲半径，然而，对于气体管道的布置，需要按照国家的相关规定进行布置。

2 化工工程设备管道的优化设计

2.1 化工工程设备的优化设计

在化工工程设备的优化设计过程中，首先就是对设备进行布置设计，这也是化工工程设备优化设计的第一步，只有将管道以及各类设备按照自身属性功能进行完善布置后，才能开始接下来的一系列流程。在对化工设备管道进行布置时，必须要考虑其与工艺设计本身的协调性，必须要按照工艺流程进行布置，其次，化工设备的布置需要遵循不同功能对应相对设备这一理念。化工设备分为主要设备和辅助设备两种，在设备的优化设计中，需要对两个种类的设备进行科学化的放位设计，一般对于设备的摆放都是从通透程度，光线照射状况等因素进行考虑，并且在设备的使用中，要按照流程进行科学规范操作，避免造成设备的损坏。化工设备在布置过程中，必须要充分考虑其位置的可操作性，争取做到外观的统一，这不仅是为了追求协调美观，更是为了减少外观因素对于实际操作造成的影响。在有些操作生产过程中，比如在对于泵的出口管进行优化设计时，必须要做到出口管排列一致，管口对齐，只有这样才能减少由于设计环节导致的操作失误，并且可以为操作人员提供一个好的操作环境。在对于化工工程设备的优化环节中，以上几点是基础的设计流程，在实际的操作过程中，可以根据操作所需对设计进行相应的改变，达到减少操作失误提高建设质量的目的。

2.2 化工工程管道优化设计

化工管道对化工材料运输方面起着重要作用，所以也是化工工程设计的重点研究对象之一。在对化工工程管道的优化设计过程中，有以下几点注意事项，第一，就是管道的安装，在安装过程中，需要提前进行计算，规划位置，对管道进行合理布局，避免在安装时出现问题，管道的安装，首先要对管道后续维修检查工作进行考虑，所以管道布置需要有很大的操作空间，对管道进行架空处理，可以使维修人员对管道进行全方位的检查，第二，在管道的布置过程中，需要对管道的各项数据进行考察，如耐腐蚀性耐久度等，并且注意管道与管道之间的距离，使管道在实际运用阶段发挥其应有的效果。第三，要保证管道的布置路线不能出现其他设备，避免在实际运行阶段由于管道的位置而对设备运行造成影响，第四，对于各种化学化工排气管，要采用隔热材料，并且对管道进行加厚处理，对管道的各种工作方式进行不同优化措施，从而减少管道在实际应用过程中出现的一系列问题。

3 管道材料的优化设计

3.1 材料选择

现在我国化工管道的材质一般都会选择使用碳素钢、低合金钢、不锈钢，这些材质制造的化工管道具有较好的性能以及使用寿命。通常来讲，化工管道材料选择要符合下面一些规定和要求：如果钢板的厚度不满8mm，那么其材质应该尽可能选择碳素钢板。对于对刚度以及结构有更高要求的设备，应该选择碳素钢;如果管道对于强度有着更高的要求，那么应该结合化工工程生产的压力、温度以及介质来对其进行选择，比如Q35AF、Q235-A、Q265-B等。所以，化工管道在选择材料时，需要着重考虑两个方面。①实用性强。选择实用性强的管道，才能够确保化工工程实际运行的顺畅和高效;②材料的经济性。只有拥有了经济性，才能够保证项目的整体经济效益。综上所述，在化工生产中，管道的材料选择非常重要，应该全面考量其性能以及经济性，才能够保障实际生产的高效运转。另外，需要注意的是，由于化工生产中腐蚀性原材料和产品非常常见，所以对于管道的耐腐蚀性有着较高的要求，所以在对管道的材质进行选择时要求其具有较强的耐腐蚀性以及抗磨损性能。比如，锆在醋酸工业的应用实践中，发现其具备较强的抗醋酸腐蚀性能，所以在醋酸工业生产中，可以选择锆来构筑起生产管道。对于其他化工工程来讲，也需要结合其原材料和生产材料的特性来选择合适的管道材料，尽可能地延长管道使用寿命以及保障生产安全。

3.2 管道材料注意事项

因为化工工程生产中，很多原材料和产品都具有较强的腐蚀性，所以选择管道材料时一定要充分考量其性能指标。另外，需要注意的是，管道的设计也会对管道的使用产生非常大的影响，因此，管道设计必须要科学、合理。这是由于化工生产中各个环节的压力有着较大的差别，因而不同生产环节对于压力的要求差别很大。比如，某生产工序对于管道的压力要求为GC1水平，那么在管道材质进行选择时就应该以此为标准来进行选择，如GB5310和GB6479。在特殊情况下，能选择使用GB/T8163。还有，在管道使用之前工作人员应该选择使用合适的检测方式对管道质量和安装质量进行检测，以便于避免管道存在裂缝的情况出现，威胁生产安全。在管道材料选择中，除了压力因素外，温度也是非常关键的一个因素。在化工生产实际进行中，高温非常常见，所以在对管道材質进行选择时要考虑其对温度的承受能力。

4 结束语

化学工程的设计和建设是典型的技术密集型项目，施工人员必须要有较强的专业技术水平。在施工中，不同专业领域的技术人员和设计人员必须不断优化工程设计方案，以确保工程建设能够满足预计的生产需求，使化工工程顺利运转，为企业提供良好的经济效益。

参考文献：

[1]李晓星.化工工程的设备布道与管道材料优化设计[J].化工管理，2019（05）：40-41.

[2]张吉星.化工工程设备管道与材料优化设计研究[J].化工管理，2018（36）：37-38.