化工设计过程中管道材料的选择及应用研究

化工设计过程中管道材料的选择及应用研究

陆鹏桂

华蓝设计（集团）有限公司（广西 南宁 530000）

摘要：随着现代社会发展进程的不断加快，化工产业逐渐迎来了全新的发展机遇，有效拉动了社会经济增长的同时还推动了现代社会的可持续发展进程。这也使得社会各界对化工设计提出了更高的要求，而管道材料的选择及应用又会直接影响化工设计的质量。因此，本文简要概述了化工设计过程中管道材料的选择要点，针对化工设计中管道材料的应用进行了深入研究，旨在为管道材料的设计与选用原则提供理论方面的参考，切实提高化工生产设计的安全性与可靠性。

关键词：化工设计；管道材料；选择；应用

引言

管道材料的选用质量将会直接影响化工设计的实施效果，因此在化工设计过程中严格把控管道材料的选择及应用具有重要现实意义。实际上化工管道原本就具有较高的实用性价值，科学选择化工设计所需的管道材料，不但能节约经济成本，还能从源头上避免后续工作中可能发生的安全问题，使得管道材料在化工设计与生产过程中发挥最大化价值，进一步提高化工设置的安全性与稳定性。

1 化工设计过程中管道材料的选择

1. 1. 硫酸管道材料

在化工设计过程中选择管道材料时，应充分考虑不同浓度值的硫酸及其化工性质。若硫酸的浓度处于96.5%～99.5%之间，那么还需要管道温度控制在25℃左右，以此保证管道材料的化工与物理性能，使得管道材料达到基本的压力标准。若选择镀锌钢管作为硫酸运输的管道材料，那么还需要在硫酸运输过程中保证其温度的稳定性，通过维持硫酸稳定运输的速度来达到这一目的。一旦硫酸的水流速度过快，就会导致硫酸在速率不均匀的前提下出现堵塞情况，而引起这一现象的原因主要与硫酸的化工性质有关。硫酸适合储存到冷铁器皿中，在高密度复合器皿表面上硫酸可以与冷铁生成一层空气氧化膜，有效避免了硫酸对普通镀锌钢管造成的腐蚀。另一方面，管道中的硫酸流动不均匀或速度过快，同样会对硫酸的温度造成影响，尤其是在温度升高的情况下空气氧化膜会遭到破坏，使得铁材料的保护层逐渐消失，由此导致管道被严重腐蚀。因此，在化工设计过程中可以选用不锈钢板作为管道材料，并将管道材料的化工性质控制在特定的蒸气规格内。

1.2 低温管道材料

在抗低温管道建造过程中不应仅局限于一种材料，而是充分考虑到不同介质所需的低温温度要求。若运输介质的低温要求在-20℃~-40℃以内，那么则需要避免选择碳素钢作为管道材料。若运输介质的低温要求控制在-40~-70℃以内，就需要禁止使用低合金钢材料。实际上碳素钢与低合金材料在低温环境下，其性能会发生明显变化，因此必须结合管道介质的实际需求有针对性地选择适合的材料，以此为管道建设的实效性提供基本保障。与此同时，在冰点条件下常规低合金钢材料与碳素钢还可能出现冷脆情况，因此在低温管道中选择钢材料时，应尽可能以镇静钢材料为主。

1.3 耐高温管道材料

通常情况下耐高温管道必须具备良好的抗氧化性能、耐高温性能，并且这类管道材料还应有着良好的高温抵抗效果。在化工设计过程中，由于高温无缝管材料极容易受到某些特殊的液体或蒸汽影响，从而引发严重的安全事故。针对于此，某些公司更倾向于选择合金钢来避免这类原材料暴露在化工生产过程中，通过形成一层空气氧化膜来提高管道材料运输的安全性与稳定性。与此同时，适当改变硅元素、铝元素的性质同样可以有效提升空气氧化膜的防护效果。但需要注意的是，由于铜元素的氧化速度慢于羊毛脂，并且极容易产生相应的保护膜，因此在中后期阶段很难生成空气氧化膜。另一方面，在无缝钢管中添加适量铬元素与铝元素，还有助于适当增加铬钼铝合金量，极大地改善了管道材料的抗还原性能，真正为管道运输的安全性提供了基本保障。

2 化工设计过程中管道材料的应用要点

2.1 优化化工装置管道设计

由于化工生产中涉及到的物质普遍具有易燃易爆炸的性质，极容易对周边环境造成严重的安全事故，并且这种物质还有着极强的污染性。因此，在化工设计过程中，不但需要选择适合的管道材料，还需要做好安全防护工作，最大限度地降低安全事故的发生几率，通过优化化工装置管道设计来避免化工生产中可能潜在的安全隐患。首先，在化工管道装置设计过程中，除了选择基础的法兰连接方式之外，还需要利用焊接的方式，将管道中的小口径分支管进行有效焊接，并将管接头与主管进行有效连接，有效避免管桥中的输送液影响整个管道的质量，并将腐蚀介质可能对管道造成的影响控制在最小范围内。其次，在处理安全事故时还需要积极采取消防蒸汽、消防竖管等措施，同时充分考虑化工设计的实际情况，对于易开启的管道结构进行材料检测，充分发挥管道材料应用价值的同时，还需要在现场对管道材料进行综合性检测，切实保障化工设计中管道材料的应用质量。

2.2 选择适合的管道器材

由于化工生产中涉及到的物质普遍具有易燃易爆炸的性质，极容易对周边环境造成严重的安全事故，并且这种物质还有着极强的污染性。因此，在化工设计过程中，不但需要选择适合的管道材料，还需要做好安全防护工作，最大限度地降低安全事故的发生几率，通过优化化工装置管道设计来避免化工生产中可能潜在的安全隐患。首先，在化工管道装置设计过程中，除了选择基础的法兰连接方式之外，还需要利用焊接的方式，将管道中的小口径分支管进行有效焊接，并将管接头与主管进行有效连接，有效避免管桥中的输送液影响整个管道的质量，并将腐蚀介质可能对管道造成的影响控制在最小范围内。其次，在处理安全事故时还需要积极采取消防蒸汽、消防竖管等措施，同时充分考虑化工设计的实际情况，对于易开启的管道结构进行材料检测，充分发挥管道材料应用价值的同时，还需要在现场对管道材料进行综合性检测，切实保障化工设计中管道材料的应用质量。

2.3 保证冷换设备管线设计的合理性

在化工装置与管道设计过程中，既需要保证管道材料选择的合理性，又需要注重不同管道材料的应用。特别是在冷换设备管线设计过程中，必须注意其与其他设备之间的区别，高度重视逆流换热等工作的落实，同时严格把控冷换设备的冷水走管流程，本着下入上出的原则优化冷换设备管线。与此同时，在设置过程中还可以事先在换热器中存储一定量的水，有效避免水排空而对化工生产过程造成不利影响，同时全面把控冷换设备安装的净距离。相关工作人员在冷换设备换热过程中，可以通过控制换热器的进出口来连接设备封头，并以法兰连接方式控制冷换设备的净距离，从而为后续检测工作的顺利开展奠定良好基础。

结语

在化工设计过程中选择及应用管道材料时，应充分考虑管道材料的性质及其影响因素，从而为管道设置的合理性提供基本保障，进一步延长管道的使用寿命。在化工生产过程中，还需要制定科学可行的管道设计方案，有效控制管道热应力等外在影响因素，逐一排查可能对化工设计与管道设置造成影响的机械因素，从而有效提高管道材料设计与应用的有效性。参考文献

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