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浅谈化工设计过程中管道材料的选择和应用重点
摘要：在化工产业实际生产中,每个环节都需要管道材料,所以其质量直接影响着当前化工设计的实际水平,需要对其进行合理选择和应用,应按照实际的化工设计要求,控制管道的质量,避免在对管道材料应用时,出现破损等问题。因此,主要从化工设计过程中管道材料的选择及应用角度出发,完善了化工设计的方案。
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如今，化工产品已经在社会的各个领域得到了广泛应用，化工行业在未来的社会发展中拥有着非常广阔的前景。但是，由于化工生产和设计过程比较复杂，如果不对其中的管道材料进行合理化设计，就会导致其中潜在着安全隐患，严重情况下还会带来一定的经济损失。因此，在化工设计过程中，需要加强对管道材料的有效选择和应用，预防安全事故的发生。
1、化工设计过程中管道材料的应用背景
调查发现，在化工设计和生产中，管道是引发化工事故的主要因素，材料质量更是其中的关键。这就要求相关的工作人员在开展化工设计工作中，不仅要注意环境的复杂性，还要综合考虑到材料本身的特性，然后结合具体的情况，选择高质量的材料[1]。
耐火管道材料是化工设计过程中的主要材料之一，其本身具有非常高的温强度，氧化性也非常好，这种材料在工生产中的应用，可以避免高温气体和液体对生产过程中的应用。如果在化工工艺专业上分析，影响其设计质量的主要因素，就是对管道材料的合理选择，需要结合当前化工企业的发展情况，加强对管道材料的研究，从而进一步优化化工设计过程。
2、化工设计过程中管道材料选用相关要求
2.1 明确管道材料性能的参数
采购人员在对化工生产中的管道材料进行选用时，不仅需要重视其质量，更重要的是关注不同管道材料的性能特点和参数，对不同介质的特性和相关参数都需要进行全面整合，然后在此基础上，选择比较理想的管道材料，积极发挥其在后续化工生产的核心价值，主要目的是预防材料质量对化工设计工作的影响，优化生产流程，保证其设计的有效性。
2.2 经济适用性
除了要在化工设计和性能出发，还需要结合实际的施工情况，选择经济节能的管道材料，在经济性方面等角度对其进行综合习性分析，让其可以表现出较为理想的应用效果，预防资金限制等对其整体应用性能的影响，加强对各类成本的合理化控制，然后结合新的经济适用性标准，控制化工生产布置情况，实现对资金的合理化应用，预防管道材料选择所出现超预算问题，结合管道材料的实际采购费用，对其进行综合性预估，为其他管道材料类型的选用提供更加准确的参考，进而提高化工设计的质量。
2.3 满足当前运输的需求
新时期，除了要对化工设计过程中的管道材料进行有效选择以及应用，还需要加强对运输方面的重视，提前了解不同管道材料的运输介质，主要目的是预防运输等因素对化工设计的影响，加强对管道材料的合理化选择，把握其中的重点，选择有效的运输方式，预防运输介质以及管道材料在应用时出现明显的反应。如果不对运输环境进行有效控制，就会导致其中出现腐蚀性问题，这就需要对管道材料的运输进行更加严格的把关，保证化工生产的稳定性[2]。
3、导致管道材料出现安全问题的因素
3.1 腐蚀
腐蚀问题是管道周围环境中的介质，其在实际应用时，会出现化学反应，如果不对其进行有效控制，就会对管道材料质量带来破坏。在对腐蚀破坏管道的表现形式进行分析时，发现其有应力腐蚀、局部腐蚀以及大气腐蚀等，应结合不同管道材料，控制其环境，预防相关的化学材料腐蚀管道。
3.2 物理损伤
在石油化工中，物理损失是比较明显的，其管道物理损伤一般表现在低温脆性断裂以及高温破坏等方面。当其处于低温时，如果管道材料温度低于其脆性转变温度，这个时候就非常容易导致冲击韧性下降。
高温下，管道材料的本身性能还会出现恶性变化，如果不对其进行有效控制，会出现碳钢以及碳相钢等情况，这些问题都是影响管道材料质量的主要因素。此外，如果管道金属材料还处于交变荷载，或者是温度周期变化时期，就可能会出现变形损伤，严重情况下还会导致化工管道的安全受到威胁。
3.3 密封效果
当前，化工管道密封是提高其稳定性和安全性的主要措施，一般采用管法兰密封以及阀门密封这两种方式，预防管道腐蚀，或者是泄漏对化工设计质量的影响，从而保证管道安全性。然而，在实际的管道材料应用中，并没有选择合理的密封方式，这会严重影响管道的安全性。一般情况下，阀门的泄漏分内漏和外漏，如果不对其进行有效处理和控制，会对装置带来非常大的影响。
4、化工设计过程中管道材料的选择和应用重点
4.1 合理设计化工装置管道
由于化工生产中的物质具有易燃易爆性等特点，更会对周围的环境带来比较严重的影响，其污染性是非常强的。因此，在对管道设计时，不仅需要做好其中的安全设计工作，还需要对管道材料进行合理化选择，将发生事故的概率降到最低，实现对化工装置管道的合理化设计，预防设计不当或者是设计错误给生产带来安全隐患[3]。
需要注意对管道进行合理化布置，其管道连接除了需要进行法兰连接外，还需要选择焊接方式，对管道上的小口径分支管进行有效的焊接，然后积极采用管接头和主管有效连接的方式，预防管桥上的输送液对其质量带来的影响。同时，工作人员还需要控制腐蚀介质对管道质量的影响。
在处理事故时，还需要注意紧急放空、消防蒸汽和消防竖管等工作，结合实际的化工设计情况，布置明显和易于开启的管道的结构的，注重对材料的合理化检测，实现对管道材料的合理应用，将其送到现场后，还需要对材料进行综合性检验，提高材料的质量。如果在实际的检查中，发现其中缺少材料，需要立即找相关厂家协商进行补齐，一些检测不达标的管道材料，需要送到相关部门进行复检，主要目的是避免材料不齐，或者不合格对实际化工设计的影响，从而加强对不同材料的管理和应用[4]。
4.2 管道器材
在对管道器材进行选择时，需要选择可以承受操作过程压力以及最苛刻温度压力的材料，主要目的是其在应用时，出现其他作用力，更好地预防管道器材对使用条件所带来的影响，不可以让超过允许的范围，还不能使用不允许的材料，要结合化工设计中的具体要求完善和优化。
在对腐蚀性介质管道材料进行选择时，需要选用耐腐蚀的材料，实现对不同等级管道的有效连接，可以在不同化工设计内容出发，尽量用法兰连接，主要目的是预防异种钢焊接对材料质量的影响，高压阀门需要选择压力密封结构比较好的密封结构，从而保障管架设计的安全性和稳定性。
不合理的管架设计，不仅会导致管道在运行中出现受损，或者是转动设备损坏等问题，其还会出现管架设计不合理等问题，并且其与管道设计还是密不可分的，所以在对管架进行设计时，需要在保障其稳定性的基础，尽量减少弹簧架等对施工质量的影响的[5]。
但是，在此过程中，工作人员需要清楚簧架的安装过程是比较复杂的，所以为了预防其他因素对安装弹簧架的影响，在此过程中不可以随意拔掉定位销。此外，工作人员在一般情况下，需要沿着塔的管线，设一个承重支架，如果支架承受的荷载过大，需要设计第二个称重弹簧吊架，强化其稳定性，预防其对管道结构稳定性的影响。
4.3 加强对管道机械的合理选择
在对这种材料进行选择时，需要在保证管道合理性以及其具有足够柔性的基础上，对其进行有效选择。在对高温和大口径管道等管道材料进行连接时，需要满足设备制造商的要求，结合化工设计过程的实际情况，应用往复式压缩机，在对其进行接管时，不仅需要考虑柔性外，还要进行脉冲振动的分析，预防振动等因素对设计质量的影响。管道选取如表1所示：
4.4 注意冷换设备管线设计的可科学性
在化工装置和管道设计中，除了注意其材料选择的有效性，还需要注意对不同材料的合理应用。工作人员在对冷换设备管线进行布置时，发现其明显不同于其他的设备，其本身的设计工程非常复杂。这就需要注意逆流换热等工作，注意冷换设备的冷水走管流程，控制其下入上出。为了预防其中出现安全故障，需要提前对换热器内存一些水，预防水被排空，对化工生产过程的影响。注意安装的净距离。工作人员在对冷换设备进行换热时，为了给实际的检测工作提供便利，通常将换热器进出口进行有效控制，对设备的封头进行有效连接，一般会应用盖法兰方式控制净距离。因此，为了给拆卸过程提供方便，需要将净距离控制在310mm左右[6]。
最后还需要注意热应力，在对冷换设备进行合理布置时，需要将换热器的固定点进行合理化设置，一般需要将其设置在管箱的端部，强化管架结构的稳定性，预防设备在应用时出现受损等情况，从而为化工设计过程的顺利进行提供保障。
5、结束语
在当前化工设计过程中，要想减少这种情况对化工生产质量的影响，不仅需要注意其流程，还需要清楚管道材料的选择和应用，完善管道设计方案，对检修和管道热应力进行合理化控制，全面检查相关的机械化因素，进而保证管道材设计的科学性。
参考文献:
[1]程穆梅.化工设计过程中管道材料的选用研究[J].中国化工贸易,2020,12(2):26,28.
[2]买涛.化工设计过程中管道材料的选用研究[J].化工管理,2020(4):155-156.
[3]张星.化工设计过程中管道材料的选用分析[J].中国石油和化工标准与质量,2019,39(19):30-31.
[4]张兴波.化工设计过程中管道材料的选择[J].化工设计通讯,2019,45(1):71.
[5]李海建.化工设计过程中管道材料的选用分析[J].中国石油和化工标准与质量,2019(17);:23-24.
[6]方磊,陈凯,吴博,等.化工设计过程中管道材料的选用分析[J].化工管理,2019(28):195-196.
文章来源：魏其凡,张丽丽.化工设计过程中管道材料的选择及应用[J].化工设计通讯,2021,47(07):53-54.
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2023-12-04我要评论
期刊名称：中国化工装备
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主管单位：中国石油和化学工业眹合会
主办单位：中国化工装备协会
出版地方：北京
专业分类：化工
国际刊号：1671-0525
国内刊号：11-4001/TQ
创刊时间：1999年
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2021-07-26
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