化工管道设计中的材料选用探讨论文_李思源,卢黎明

化工管道设计中的材料选用探讨论文_李思源,卢黎明

天津辰力工程设计有限公司 天津 300400

摘要:在管道材料选用的过程中,一定要根据设计生产需求,以及设计的相关参数,选择相对合适的管道材料,这样不仅保证化工设计方案的准确性,也保证了化工生产的稳定性。另外,在化工设计的过程中,若是在经济条件允许的情况下,可以尽量选择环保、绿色的管道材料,这样可以降低对化工能源的消耗,进而保证化工企业的经济效益。

关键词:化工生产;化工设计;管道材料

1化工管道设计中的材料选用的参考依据阐述

1.1满足国家相关法律法规的建设需求

化工行业从业相关工作人员在开展化工管道设计中的材料选用工作时,应当重点关注被选取的化工管道材料是否满足国家相关法律法规的建设需求,确保化工管道材料的防腐特性、物理特性以及力学特性均能够达到化工管道设计的标准。

1.2重点关注化工管道材料的介质的特性以及对应的介质的工作参数

化工行业从业相关工作人员在开展化工管道设计中的材料选用工作时,应当重点关注化工管道材料的介质的特性以及对应的介质的工作参数。所谓的化工管道材料的介质的特性指的是在选取化工管道材料时应当检测化工管道材料中的有毒的成分以及抗腐蚀性等相关参数,并且还应当重点关注化工管道材料易燃易爆问题的发生概率。实际上,由于我国的化工管道主要负责运输具有较高腐蚀性的原材料,这就意味着只有较高的抗腐蚀性的化工管道材料才能够确保化工工厂的生产秩序不会被打乱,从而使管道的使用寿命得到有效的延长。

1.3重点关注化工管道材料的经济价值

众所周知,管道建设是化工厂最核心的设施建设之一,有效的控制管道建设的投入成本,就意味着能够从成本的角度控制化工厂的建设成本,其中,管道建设的投入成本的控制离不开化工管道材料的采购成本控制。为此,化工行业从业相关工作人员在开展化工管道材料的采购工作时,应当重点关注化工管道材料的经济价值,即与货源丰富的化工管道材料生产商建立深度的合作关系。

2管材选用的分类

2.1耐热管材

耐热的材料是指符合高温强度、具有较高的耐氧化性、具有的腐蚀性、抗高温同时具有良好的脆化能力,兼具抗热冲击的管材。当高温的钢管暴露在高温中,要想确保化工生产能够满足安全性的要求,材料的耐氧化性就至关重要。在生产处于氧化环境中,碳素钢管会发生氧化膜的现象,对于钢管基体造成危害。因此,为切实增强抗氧化性,就要在其中添加相应的铝、硅、铬等金属元素。考虑到铬元素相比于铁元素其氧化速度较快,原本形成在表面的氧化膜就会限制氧化的继续发展。此外,添加相应的铬和钼元素就可以形成合金,合金能够改善耐氧化性,就能够切实提高管道的性能,这点在化工生产中尤为突出。化工设计对管道材料的要求较高,面对高温材料可以选择耐热材料,耐热管材要具备耐高温的特点,以便对抗高温。在化工生产中,高温管道材料容易出现危险,为应对此问题,化工生产大多使用碳素钢,在表层形成氧化膜,来保证管材运输的安全性。另外,还可以补充硅、铝等元素来形成氧化膜,在管材中加入铬、钼元素形成合金,以提高耐氧化性,确保运输的安全性。

2.2不同温度管材

低温对于管道材料而言,具体要求也大相径庭,低于零下70摄氏度无法使用合金管材,低于零下40摄氏度无法使用低合金管材,低于零下20摄氏度无法使用碳素钢管材。因此,面对不同低温时,管道材料可能出现脆性与韧性发生改变的情况,所以在化工设计中要充分考虑温度的转变,为运输安全提供完善的保障。高温下的化工的生产中管道材料也会发生相应变化,管材的温度、强度、塑性之间存在密切的关系,随着温度的变化,管道材料的性能会产生蠕变。具体表现为,高温下管材的腐蚀性与抗拉性发生改变,选择碳素钢或者添加沸腾钢,来避免石墨化,以应对高温下可能存在的安全隐患。当输送物为特殊物质时,不可避免存在高温的影响,管道容易发生氧化。因此,针对该类介质就要选择抗氧化性以及耐热性能高的材质,以保证介质的运输具有安全性。

2.3特殊性材料

化工设计中不可避免的会选择特殊的管道材料,包括非金属材料、塑料衬里材料、苛性钠碱液管材、硫酸管材、氧气管材、盐酸管材的选择等。特殊管道材料具有特定的规范,要根据特定情况做出选择,同时要综合考量使用中的各类型限制因素。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆非金属材料要平衡温度与压力的影响,避免脆化现象,在塑料衬里的选用中要保证温度能够始终处于特定的摄氏度,在不同的应用环境中做出不同的材料选择,在苛性钠碱液的使用中,要保证氢氧化钠的浓度避免对碳钢材料的破坏。化工设计中,管道材料的选择关系到生产质量,以及整体的安全性,在选择材料的前期要对运输介质进行分析,了解运输物的特性,要考虑到实际情况据此进行合理的安排。根据不同介质的特殊性以维护材料,根据相关规定来改进管道材料。

3化工管道设计中的材料选用

3.1耐热管道材料

管道材料的强度会随着温度的高低产生变化,因此在管道材料选用的过程中,一定要将高温作为选择的重点,可以利用高温管作为化工生产的主要材料,并且其抗氧性可以降低有毒气体的产生,保证化工生产的安全性和稳定性。同时,在化工设计的过程中,可将一些金属元素添加到其中,例如:铬元素、铝元素、硅元素等,这样在管道材料内部会形成一层氧化膜,有效隔绝了深层次的氧化作用,化工设计方案的质量得到有效提升,也满足化工生产的需求。

3.2低温管道材料

其实,对于化工设计的角度来说,还需要考虑到低温的问题,若是处于20~196℃的环境下,需要根据温度差选择相对合适的管道材料,温度在-20~40℃时,则不可使用碳素钢管材料;温度在-40~70℃时,则不能选择低合金钢管材料;温度低于-70℃时,便不能选择合金钢管材。另外,若是温度在0°以下的话,管道中的铁元素就会产生一定的变化,因此面对这样的情况下,为了保证化学物质运输的安全性,需要利用低温性能相对较好的管道材料,避免发生化工生产事故。

3.3特殊介质管道材料

在化工设计的过程中,由于化工生产环节的不同,管道材料也是有着很大程度上的不同,下面就对一些特殊介质管道材料进行了分析和阐述。

3.3.1苛性钠碱液管道材料

苛性钠碱液管道材料需要重点考虑腐蚀介质,与拉应力共同作用下所产生的不利影响。在化工设计的过程中,若是管道材料选择存在偏差,很容易发生管道破裂现象的产生。因此,为了提升化工设计的安全性,需要对氢氧化钠的浓度、温度等方面,进行有效的控制,以此保证苛性钠碱液管道材料选用的合理性。

3.3.2硫酸管道材料的选用

化工生产会用到大量的硫酸类物质,并且这些物质存在较大的腐蚀性,影响管道材料的使用性能。因此,在化工设计的过程中,为了保证化工生产的安全性,一定要选择化学腐蚀性较强的管道材料。在选用的过程中,若是硫酸腐蚀性在95%~98%,需要将温度控制在20℃的话,压力控制在1。6Pa左右。同时,在硫酸管道材料选择的过程中,需要根据不用温度下,硫酸流速的不用,选择相对合适的管道材料,这样可以保证化工设计具有一定的针对性,降低安全事故发生的概率。

3.3.3塑料衬里管道材料

在化工设计的过程中,为了保证化学物质运输管道的塑料衬里使用温度高于120℃,那么一定要将聚四氟、聚丙烯等材料作为塑料衬里材料,并且还需要对化工生产的周围环境进行重点考虑,这样主要是避免将其溶解于介质中,以此保证化工设计的有效性。

4结束语

综上所述,化工行业从业相关工作人员应当正确的认识到化工管道设计中的材料选用对于化工生产的重要性,实际上,化工管道设计中的材料选用不仅直接影响着化工生产的质量,还直接影响着化工生产的安全性。为了能够有效的降低化工生产的安全事故的发生概率,化工行业从业相关工作人员应当重点关注化工管道设计中的材料选用工作,重点考虑化工管道材料的介质的特性以及对应的介质的工作参数以及化工管道材料的经济价值,确保被选择的化工管道设计的材料能够满足国家相关法律法规的建设需求。

参考文献

[1]宋先林.化工设计过程中管道材料的选用分析[J].化工管理,2015.

[2]姜澄,刘迅升.化工管道设计中材料的选用分析[J].科技创新与应用,2016.

[3]唐永飞.聚乙烯高压管道改造的应力分析研究[D].上海:华东理工大学,2016.

论文作者:李思源,卢黎明

论文发表刊物:《基层建设》2019年第11期

论文发表时间:2019/9/11

标签:;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  

化工管道设计中的材料选用探讨论文_李思源,卢黎明
下载Doc文档

猜你喜欢