化工管道设计及材料等级选用

衣小天

摘 要：为了保证化工管道在使用中有良好的表现，需要管道设计人员能了解各种化工管道的特点，并能结合管道运用中的实际需要来合理的选用管道的具体材料以及等级。本文就化工管道的设计以及管道材料的选择进行了分析。

关键词：化工；管道；材料；等级

在化工类型项目的建造中，化工管道的整体设计以及管道材质的选择直接影响着化工项目的质量。和一般项目中的管道结构相比，化工类型管道的使用环境往往更为严苛，经常要传输各种强腐蚀性、强氧化性、强酸性的液体，因此化工项目中的管道的质量也更容易受到影响，应在管道整体设计以及选材的阶段严格遵守相应规范。

1 在化工类型项目建造中管道材料选择以及设计的重要性

在化工企业或者是一些化工研究机构的发展中常会使用到一些对环境或者是人体影响比较大的化学品，这也就需要化工管道的设计工作、材料选择工作能有良好的质量，否则在管道的正常使用中一旦出现了泄露等情况，就有可能会对工作人员的身体健康造成影响，同时也会不可避免的出现经济损失。为了保证化工类型项目中化工类型的管道能具有良好的质量，需要管道设计工作以及管道选材工作都能从实际出发，科学的进行设计以及选材。

2 化工类型项目建造中管道材料选择的关键

在化工类型企业、研究机构发展中，其所使用的化工生产原材料、研究材料都产生了多样化的发展，因此在对化工类型项目中管道材料进行选择的时候，首先要能结合化工类型项目具体的管道用途以及工况进行合理的选择，使得管道整体设计以及材料选用完全符合化工项目的实际需要，对于不同类型的化工产品要有针对性的选择管道材料。比如在设计易燃易爆类型的化学品所使用管道的时候，不能运用塑料材质类型的管道建造；再比如，当所涉及的管道主要是用来传输腐蚀性较强类型的化学品的时候，要避免运用碳钢材质的管道进行项目建造，只有这样才能保证化工管道的安全使用。

其次，在进行化工类型项目管道设计工作以及材料选择的时候不仅要考虑化学物质对管道质量的影响，同时还要能考虑到管道材质在抵抗压力性能、抵抗冲击力性能、适应温度变化方面性能的特点，只有全面的分析、综合了管道各方面的需要以及使用特性才能保证管道在实际使用中有良好的表现。比如当管道使用环境温度较低的时候，就应避免使用铝镍合金类型或者是不锈钢类型的管道材料。

3 化工类型项目中管道材料选择以及设计具体分析

3.1 抗高温类型管道的选用

在实际的运用中抗高温类型的管道通常表现出了对高温环境良好的适应性，另外鉴于化工生产、研究中常存在一些腐蚀性较强的化学品，因此抗高温类型的管道通常还具有较强的抗腐蚀能力以及抗氧化性的能力。在化工企业进行生产加工的时候，其生产原料在加工传输的阶段都具有较高的温度，使得抗高温类型管道在化工企业系统构建中使用的频率较高，并且为了保证化工生产具有良好的安全性，所以抗腐蚀性也就成了这种类型管道的一个必备属性，防止在化学品传输的阶段中发生化学液体泄漏或者是化学气体泄漏。在目前抗高温类型管道生产阶段，一般会将铬、硅、铝等元素添加到钢制材质的管道材料之中，从而在这种管道的表面形成一层较薄的氧化膜防止管道遭到腐蚀。

3.2 抗低温类型管道材质的选用

低温环境对化工管道的使用质量影响较大，在选择低温环境中所使用管道材质的时候应能结合具体的温度数值进行科学选择。如果管道使用中的环境温度在零下20摄氏度到零下40摄氏度之间的时候，则不能选碳素类型的钢管来进行化工管道建设；而当化工管道的使用温度在零下40摄氏度到零下70摄氏度之间的时候，则不能选择合低金类型管道进行化工管道建设；当管道的使用时候环境温度在70摄氏度以下的时候，不能选择使用合金钢材质的管道来进行设计。一般情况下，如果管道的使用温度降低到0摄氏度的时候，碳素钢材料的管道就会在韧性强度方面降低，进而导致管道脆性提升，一旦发生碰撞或者其他情况就有可能导致管道损坏，因此在运输以及使用的时候都要考虑到温度的特性。

3.3 特殊介质管材的选用

（1）塑料衬里材料的选用

在化工产品生产中，要确保化学物质运输管道的塑料衬里的使用温度不高于120℃。在其衬里材料的选择上，主要为聚四氟、聚丙烯等。相关设计人员在进行材料选择时，还需将其应用环境纳入考虑范畴，避免将其使用于苯溶解介质中。

（2）苛性钠碱液管材的选用

对苛性钠碱液管材的选择，需要考虑到腐蚀介质与拉应力共同作用对其产生的不利影响，一旦管道材料选择不当，则极有可能会出现管道的破裂状况。因此，为保证化工生产的安全，必须将氢氧化钠的浓度及温度控制在合理范围内。

（3）硫酸管材的选用

化工生产中的硫酸类化学产品因具备较强的腐蚀性，必须选择抗腐蚀性较强的运输管道。总体而言，当硫酸浓度在95%～98%时，应尽可能将管道温度保持在20°左右、压力控制在1.6Pa左右。同时，管材的腐蚀裕量需为1.5。在硫酸物质的输送过程中，硫酸亚铁保护膜直接决定了其碳钢管材抗腐蚀性的强弱。因此，为了确保保护膜的完整、不被破坏，需将其所运输硫酸的流速掌握在合理范围内。同时，对于不同温度条件下的硫酸运输，所选用的管道材料型号也不同，应根据实际情况而定。

（4）盐酸管材的选用

在化学生产中，对于盐酸管道设计中材料的选择，必须考虑到盐酸的腐蚀性特点。当盐酸浓度为15%～30%时，应选择抗腐蚀性较强的聚丙烯材料。聚丙烯材料相比于其他管材，在复杂的温度及大压强下，仍然能表现较强的耐腐蚀性，能有效应对盐酸运输中形成的复杂环境。同时，由于聚丙烯材料在管道设计中的应用，导入率较低，因而具备较高的保温性。此外，聚丙烯材料在管道中的应用，拥有较高的熔口强度，能有效防止管道断裂，提升化工生产的安全性。相比于其他管材，聚丙烯管道具备质量轻、密度小、成本低的优点，投入使用极为便捷，并且使用期限较长。但同样，聚丙烯管材也存在一些不可避免的缺点，如老化现象出现频繁，易受自然气候的影响，特别是在降雪、降水或风力等恶劣天气下，聚丙烯管道的使用质量便会大打折扣。

4 结束语

开展化工管道设计的过程中，完成管道材质以及管道等级的选择需要通过实际介质特性情况来完成，如果选取的管材选择较为常规，那么就需要保持足够的清楚，如果选取的管材选择较为特殊，那么就需要保持足够的明白。对一个项目来说，设计人员起着非常重要的作用，所以需要做到以下几点：第一点是从根本上掌握物料的性质以及工艺操作的参数。特别是一部分有毒的、易燃的、易爆的、存在腐蚀性的化工介质，需要给予足够的关注以及重视。第二点是化工管道配套的阀门、法兰以及墊片等也要对选型保持足够的重视以及关注。

参考文献

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