探讨化工工程的设备布置与管道材料优化设计

黄孝洋

摘 要：近年来，随着国民经济的进一步发展，也促进了化工行业的迅速兴起。在化工工程生产和建设过程中，最为重要的则是设备布置环节，其设备的安装工艺直接对整个化工工程的顺利运行产生着直接的影响。同时，在化工工程生产中会产生许多易燃易爆、腐蚀性能较强的物质，对生产人员身体健康会造成一定程度的伤害，从以上问题中直接体现出设备布置和管道材料的优化设计显得十分重要。因此，本文对化工工程的设备安装以及管道材料优化设计进行了具体阐述和研究。

关键词：化工工程;设备布置;管道材料;优化设计

0 引言

随着化工行业的快速发展，化工工程的生产与建设质量也受到了社会各界的广泛关注。在化工工程生产和建设中，设计工作十分关键。由于化工生产环节具有一定危险性，会产生有毒有毒、易燃易爆等物质，如果不将这些物质处理好，将会危及生产人员的身体健康。因此，在化工工程生产中，要对管道材料的设计以及设备的布置引起足够的重视，在不断优化管道材料设计基础上，要科学合理布置管道和设备，这样才能确保化工工程的顺利建设和发展，促进我国化工行业的健康长远发展。

1 化工工程中设备布置和管道材料优化设计的重要意义

1.1 设备管道布置的重要意义

对于化工工程而言，最为关键的则是设计环节，其管道的布置必须根据生产工艺要求进行合理的选择与设计。同时，由于化工工程生产具有一定的危险性，存在很多危险的化学物质和压力管道等，在管道和设备布置时必须达到安全生产标准和要求，对不同类型的设备和管道进行合理的安装和设置，其必须做好全方位的防护措施。最为主要的是设备和管道的布置的设计方案直接对工程的经济性形成一定程度的影响，一方面工程设备和材料成本在工程投资中占据着较大的比例，因此对设计方案进行不断优化可以通过最小的成本投资实现最大的工程效益化[1]。另一方面，设备和管道方案的设计不合理将会直接影响工程施工进度，增加施工成本的基础上，影响工程质量。此外，如果设备和管道安装布置不科学，导致工程无法满足工艺要求，将会埋下安全隐患，甚至导致安全事故频繁发生。由此可见，随着化工企业大规模的生产的扩大，以及工艺流程的日益復杂化，设备和管道设置变得愈发的关键。

1.2 管道材料优化设计的必要性

在化工工程中，管道作为连接各种设备、容器并介质输送的重要基础设施，由于不同位置的管道需要接触不同化学性质、物理形态和相应温度和压力的介质。而在化工企业生产中所运用到原材料以及产品都具有腐蚀性强的特征，再加上工艺条件下的高温高压等条件，只有管道材料具备一定的耐腐蚀性能，才能确保生产过程中安全性。另外，化工工程的管道大部分都是架空设置，加上管道内部介质流动和压力管道都需要承受较大的工作压力。因此，管道材料必须具备最佳的物理性能显得相当关键。

2 化工工程的管道和设备安装工艺分析

在化工管道安装工艺中，应该提前做好准备工作。科学布置化工工艺管道，制定合理的安装计划和方案，确保管道安装过程中的安全和质量。

其一，工艺管道的布置，需要确保其具备较大的可操作性性和维护性，避免化工管道设置于特殊位置，远离部分设备即将拆除或是设备即将抽出的位置[2]。同时，化工工艺管道的布置过程中，尽量不放在吊装孔位置周围，防止对管道形成一定的危险。

其二，在管道安装中，涉及到参数较多，如管道高度、环境参数以及距离等等，这些都需要严格安装国家相关工艺要求进行，结合现场实际情况去合理安排安装顺序，同时以安装规划图为主要依据，防止管道布置过程中发生相互影响和阻碍的问题。

其三，管道安装中要全方位考虑各种组件、隔热层以及焊接等影响因素，确保管道之间的间距与实际相符，倘若管道内没有设置隔热层，那么管道之间的应该保持在50mm以上。最后，要对管道内发生的位移现象引起重点关注，适当增加管道之间的距离，如果没有严格的工艺要求，则可以通过管道架空铺设方式，部分管道在穿越其他物体时，则需要在管道孔洞位置设置套管，在空隙处填充软质的材料[3]。

3 管道材料优化设计方式和注意要点

3.1 管道材料的合理选择

现如今，国内常见的化工设备都是碳素钢、低合金钢和不锈钢材料构成。通常情况下，以下规定都是合理的，当钢板厚度在8mm范围值内时，应该尽量选择碳素钢板，或者对刚度和结构有强度要求的设备则选择普通碳素钢，再根据它的压力、温度以及介质等条件，分别选用Q235-A，Q235-B，Q-235-C等钢板。上文提及到，化工工程生产中还会产生一些对人体有害的物质，因此在材料选择时，应该考虑其实用性和是否具有有害物质两方面。

其中首要的是管道材料的实用性，只有确保了材料的实用性，才能保证工程高效顺利的完工。其次则是材料的经济性，将两个关键问题考虑在其中才能达到最佳的安装效果。最为关键的是在管材实用性考虑过程中，一定要对材料的耐腐蚀性有一个全方面的了解，除了了解在使用过程中管材受到一定磨损外，还要考虑管材的抗磨损性能[4]。

锆在醋酸工业中应用范围十分广泛，也通常被作为管道、容器的应用材料，而实践中发现，锆在醋酸工业中腐蚀性能较低，在醋酸行业得到长期的应用，但如果在其他化工工程中使用，还需要结合实际情况进行管材合理的选择，同时还需要根据相关经验充分考虑其耐磨性，将以上问题考虑进去后，最后再考虑经济性，在管材满足所有要求的基础上，才能促进经济效益的提升。

3.2 管道材料选择的注意要点分析

在化工工程进行生产中，最为关键的管材优化设计，在设计前应该充分考虑材料是否具备抗腐蚀和抗磨损的性能。还需要注意的是每一项生产中所产生的压力是不同的，在不同压力作用下，管道的选择也有所不同，必要时需要根据实际需求选择一些特殊工艺进行管道、设备以及容器的连接。比如，需要承受GC1的压力水平，需要的无缝钢管则是GB5310 GB6489等，如果采用GB8163管道，需要尤为注意的是，从管道超声上的需求去分析，其目的是为了避免管道存在部分一些不容易被肉眼观察到的裂缝或裂痕，这样才能在化工工程中达到最佳的应用效果，也比较符合应用要求。另外，在化工工程生产中温度达到452℃高温时，则不允许应用碳结构和碳锰钢等这两种材质的管道，其管道无法承受太高的温度[5]。只要在化工实践管道数据的选择中注意以上问题，就可以对化工管道的数据规划进行整体归纳与优化，使其达到化工生产最佳的应用效果。

4 结束语

综上所述，我国化工行业相比起其他行业，取得了不小的进展，但仍然存在着很多弊端问题。与此同时，化工工程在建设过程中应该要对管材的选择和优化设计引起重视，一旦管道设计不合理，将可能会产生有毒物质，进而危及到生产人员的生命健康。其次，本文在管道材料选择和设备布置方面的研究和分析还存在着很多不足之处，笔者希望能够通过自己的浅谈能够为我国化工行业的进一步发展提供部分借鉴和参考。

参考文献：

[1]兰江安.化工工程设备布道与管道材料的优化设计举措[J].科技资讯，2019，17（20）：61-62.

[2]许才盛，孙明刚，肖凤祥.化工工程设备管道与材料优化设计[J].化工设计通讯，2019，45（03）：118-119.

[3]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.

[4]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.

[5]戴承波.化工工程设备布道与管道材料的优化设计[J].化工设计通讯，2018，44（02）：90+243.