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摘要：化工工艺管道内壁长期与高温、高压的各种化学物质接触，因而由于不同浓度、温度和压力的酸、碱、盐类的作用，加之气态和液体介质高速流动过程的冲刷，管壁和管道连接、拐弯处极易出现腐蚀和表面材质剥离现象，导致管壁变薄和介质泄露，危害生产环境的安全，甚至造成管线的机械性能失效，因此确保化工工艺管道的耐腐蚀性能稳定可靠十分关键。
关键词：材质选择；化工工艺管道；耐腐蚀；性能比较；经济性
在化工企业的生产过程中，工艺管道不仅需要承载生产流程中介质的压力和冲击，还需要耐受各种不同化学性质的化工原料、中间产物和产品的腐蚀作用。因此，管道材质的选择对化工企业的生产安全和经济效益至关重要。本文简要介绍了用于化工工艺管道加工的几种常见材料，分析了不同材质管道的适用范围及其优缺点。进而探讨了在选择化工工艺管道耐腐蚀材质时的原则和依据，阐释了根基化工企业的实际生产需要，在满足不同工序工艺要求的前提下，根据管道的工作压力、温度、介质的物理化学特性选择管道材质的一般策略。既保障企业的生产安全，又要兼顾工艺管道材质选择的经济性。
1化工工艺管道各种材质的性能
1.1不锈钢管。不锈钢因为材质是合金，在使用过程中具有良好的耐腐蚀性和抗氧化性，同时对酸碱还具有很高的耐腐蚀力，在高温下能耐热和防锈。1.2化工玻璃管。化工玻璃管是用硼玻璃制成的，硼玻璃具有很好的耐腐蚀性和热稳定性。在使用的过程中，材质透明，清洗方便，流动时阻力不大，价格不贵。缺点是，没有很强的耐压力，易受到破坏。应用范围较窄，适用于温度急变低于80摄氏度，且温度范围在零下30摄氏度到零上130摄氏度的场合。1.3聚丙烯管。聚丙烯管适用于零下30摄氏度到零上140摄氏度的温度范围，耐热性能和机械性能良好。常温下，不溶于一般的溶剂，吸水性能差，绝大多数化学品与其接触时不发生反应。聚丙烯树脂具有良好的强度和刚性，耐腐蚀能力良好。缺点是容易被氧化，对低温下的冲击能力较弱，接触到苯、发烟硝酸和王水时会产生腐蚀作用。1.4钢衬聚四氟乙烯管。钢衬聚四氟乙烯管对大多数化学药品呈现出惰性，能耐强酸和强碱，耐负压能力强，一般在零下100摄氏度到零上250摄氏度之间的温度范围内工作。1.5钢衬玻璃管。钢衬玻璃管适用于各种无机、有机化学物质和酸等，能耐受230摄氏度的温度急变，适用于在零下20摄氏度到零上320摄氏度温度间工作。
2化工工艺管道腐蚀发生的机理及其防范方法
2.1化工工艺管道腐蚀发生的机理分析
化工工艺管道被腐蚀的根本原因是管道内壁材质中的某些成分和工作介质发生了化学反应。而化学反应能否发生除了与两种物质本身的化学性质有关，还受到环境温度、湿度和压力等条件的影响，而且通常情况下工艺管道与介质之间并不是简单的发生一种化学反应，参与反应的物质也不止两种。因此，化工工艺管道的腐蚀过程十分复杂，腐蚀速度不仅和管道与介质的性质有关，还受到介质的物理状态、浓度以及温度和压力等工艺参数的影响。但是，结果都是使管道内壁材质的物理化学性质发生了变化，导致其失去了设计使用的机械强度，降低了管道运行的可靠性。
2.2防范化工工艺管道腐蚀的一般方法
鉴于化工工艺管道腐蚀是由管道材质与介质发生化学反应而形成的，要想防止腐蚀发生和确保生产安全，首先要确保管道材质在工作条件下具有良好的化学稳定性，既不会和需要接触到的介质成分发生化学反应，也不会因特殊工艺所要求的温度和压力条件受到明显影响。但是由于化工生产所用到的原材料、中间产物或生产工艺所需的介质种类繁多，既有各类化学性质活跃的强酸、强碱和无机盐类，也包括高温高压蒸汽和气态酸碱物质，涵盖了各种无机化学物质和有机化合物。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此，化工工艺管道耐腐蚀材质也相应的有多种选择，才能适应不同生产工艺的要求，目前除了传统的金属管材，还有化工玻璃、塑料以及各种复合型管材，不同类型的管材具有各自的耐腐蚀优点和应用的局限性，需要根据企业生产的实际需要进行科学的选择和搭配使用。
3常用的耐腐蚀化工工艺管材及其性能比较
3.1常用耐腐蚀化工工艺管道材质概述
目前较常见的化工工艺管材耐腐蚀材质包括不锈钢、塑料、硼硅玻璃以及合成树脂。而根据不同的化工生产工艺要求又有多种不同规格和性能的管材。其中仅不锈钢管材就有适用于不同工作条件、添加了不同合金成分的管材。此外，由于生产工艺的不断进步，出现了具有良好的物理机械性能和耐腐蚀性能的复合型管材，充分发挥金属材料优越的机械性能，将合成树脂、玻璃和塑料等材质与不锈钢紧密结合，制造出了具有广泛适用性和优良机械性能的化工工艺管材，克服了硼硅玻璃的易破裂、不锈钢无法耐受盐酸等含氯介质腐蚀以及非金属材料的强度、刚度不足等缺陷，让各种材质充分发挥其面对特定种类介质和生产工艺的优势，给化工企业的发展创造了良好的条件。
3.2常用耐腐蚀化工工艺管道性能的比较
应用不同材质和工艺生产的化工工艺管材具有各自的特点，可在不同的工作压力、温度和介质环境下使用。不锈钢管材不仅耐腐蚀性能良好，与其它材质相比最大的优势是其机械性能，能够在较高的压力下稳定运行。而硼硅玻璃最突出的优点是其透明性，可以满足直接观察工艺管道内的介质反应情况，并且由于内壁光滑易于清洗，减小了介质流动的阻力。此外，复合型的钢衬管道解决了硼硅玻璃和聚四氟乙烯材料刚度、强度不足的缺点，可以有效利用这二者的耐腐蚀性，使其可以应用于长距离的化工工艺管道铺设。但是在经济性方面，不锈钢管材的经济性最好，而复合型管材由于生产工艺复杂导致其成本较高。
4根据耐腐蚀要求选择化工工艺管道材质的原则和策略
在选择化工工艺管道耐腐蚀材质时，除了根据实际生产需要考虑其耐腐蚀性、机械性能，还要权衡使用不同材质工艺管道的经济性。因此，需要综合考量生产的安全性和经济性，根据企业工艺管道的生产工艺、设计使用年限和预算，合理的选择管道材质。因此，在选择时应遵循以下几个原则和策略：首先，根据化工工艺管道的工艺要求确定可以满足基本需要的材质，依据不同管道的工作压力、温度和介质的化学性质，大致确认符合要求的材质范围。其次，综合分析应用不同材质管道所需的成本和预期经济效益，计算不同材质管道的使用寿命、一次性投入以及企业的收益，进而做出最经济的决策。最后，根据特殊生产需要合理搭配不同材质的工艺管道，例如，在需要观察管道内状况的情况下使用玻璃管道，而存在安装和运维困难时尽量选择不锈钢管材等。在化工企业的实际生产中，工艺管道内的介质性质是处在动态变化的过程中，加之管道结构错综复杂，因此管道材质的腐蚀机理无法尽在掌握。所以，在管道耐腐蚀材质的选择上必须遵循安全第一的原则，严格遵循各种管材的使用条件，并且按照相关规范正确和精确的进行安装。
5结语
由于化工企业生产工艺的日益复杂，使用的腐蚀性和有毒化工原材料种类越来越多，因此对工艺管道材质耐腐蚀性的要求也相应提高。而在管材市场上，应用了先进生产工艺和新型原材料的化工工艺管材也日新月异。在选择应用时必须对相关产品的性能有深入的了解，通过多方比对和衡量，选择既能满足企业生产要求，又相对比较经济的管材。
参考文献:
[1]常平.浅析化工工艺管道安装及材质的选择[J].中国新技术新产品,2016(5):57-57.
[2]荣兴,孔祥龙.化工工艺管道合理安装方法探析[J].建筑工程技术与设计,2018,(25):4290.
[3]王春.浅析化工工艺管道合理安装方法[J].建筑工程技术与设计,2018,(23):4886.
论文作者:石健
论文发表刊物:《防护工程》2019年9期
论文发表时间:2019/8/12
标签：管道论文; 工艺论文; 材质论文; 化工论文; 管材论文; 介质论文; 耐腐蚀论文; 《防护工程》2019年9期论文;