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摘要：近年来，化工产业受到国家的关注，化工行业致力于提供化工原材料，为我国发展有推动作用，化工设计能够提高材料的生产效率。管道材料会影响工程的质量，需要对管道材料进行关注，考虑各个方面的因素，以保障化工设计的稳固性，进而提升化工产业的质量。鉴于此，本文从耐热材料、不同温度材料、特殊材料的选用入手对化工设计进行了探讨，以期对材料选用产生参考价值。
关键词：化工设计；管道材料；选择分析
1化工设计中管道材料选择的基本原则
管道材料是决定化工设计质量能否达到标准的关键，为了提高产品质量，选择合适的管道材料，就要严格遵守以下基本原则：
（1）在选择管道材料以前，要对化工设计项目所处的环境进行实地考察，使选择的材料适应当地环境条件，同时还要对选择的材料进行多次的检验，保证管道材料在不同的温度和湿度条件下都能保持安全可靠运行。
（2）对输送不同的流体介质，选用不同的管道材料，充分利用管道材料的各项性质。例如，管道内的输送介质为液化烃等具有易燃、易爆的介质时，就要使用优质碳素钢或低合金钢等材料作为管道材料，同时做好安全防范措施，防止危险的发生；输送介质为可燃性的介质时，考虑到输送的安全性就要避免使用沸腾钢材料；输送介质为腐蚀性的介质时，就要根据腐蚀的不同程度和工作压力和温度选择不同的管道材料。
（3）在管道材料选择的整个过程都要严格执行相关规范和标准。在材料选择前期要进行充分的调查，充分考虑各方面的因素，在管道材料选择完成后，还要提出焊接、热处理等一系列操作要求，保证管道材料满足化工设计的标准。
（4）化工设计过程中的管道材料选择，要满足输送介质的温度变化，大多数的输送介质温度都较高，所以管道材料的选择要求也就越高，当输送介质为低温介质时，就要选择具有耐低温性能的管道材料，严格遵守管道材料的相关规定，同时严格控制输送介质的工作温度，以保证管道内介质的安全输送。
（5）对管道自身的设计还有一定的要求，即要保证管道的壁厚符合安全标准，并根据输送的介质的不同特性使用不同的管道壁厚，在一些特殊的化学介质输送时，如强腐蚀性的化学介质要适当的增加管道壁厚。
2在化工管道设计中存在的安全问题
（1）在一些化工厂管道设计时存在安全漏洞，在分支管道的出入口处没有设计截断阀门，在发生紧急情况的时候不能及时地切断管道的连通，使得管道维修人员在对化工管道进行检查维修的时候，因为管道内有毒气体的泄漏而造成生命危险。所以，在进行化工管道的设计时，合理的设计盲板和截断阀门，避免此类因失误造成的安全事故的发生，为管道维修人员提供更高的安全保障。
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（2）因为化工管道输送的气体复杂且输送气体数量较大，所以难免会出现气体泄漏的问题，当输送的气体为有毒气体或易燃易爆的气体时，出现泄漏若不及时发现就会发生重大事故，所以在化工管道设计的时候，就要在容易发生此类事件的地方安装检测有毒有害气体浓度的警报装置，并及时发出警报及连锁切断来气阀门。
（3）在化工管道材料的选用中，在外界环境的影响和管道使用年限等多方面因素的作用下，化工管道会逐渐发生破裂、变形、毁坏等，不但会影响化工企业的安全生产，还会出现潜在的安全隐患问题，所以要在已损坏和关键的地方安装保护罩等安全设施，例如接头、阀门处、仪表盘等地方。
3化工设计中管道材料的选用
3.1对于硫酸管道选用的材料
在管道材料的选择中，需要技术人员针对不同类型的运输材料合理科学的选择适合的材料制作管道，要考虑到有腐蚀性的、易燃易爆的运输材料，避免发生不必要的安全事故，产生安全隐患。对于高浓度的硫酸，其运输管道的要求及其高。技术人员需要合理科学的把握管道内部与外部的温度、管道内部与外部的压强。例如，运送硫酸管道的管道内部温度最好保持在25℃左右，避免管道内硫酸因为温度的变化发生化学反应。适当的温度可以保证硫酸在运送过程中有稳定的运送速度，使硫酸在管道中实现匀速运输，不仅如此，硫酸可以长期保存在温度低的铁制管道中，在温度低的铁制管道中，硫酸自身可以产生氧化膜并附着在硫酸液体表面，有效的防止了硫酸液体在管道中运输时与铁制管道表面摩擦产生腐蚀效果，但是如果在管道运输的过程中，硫酸液体的运送速度不均匀，时快时慢，管道内部与外部平衡稳定的温度环境就会被破坏，硫酸液体表面因遇到低温铁制管道产生的氧化膜会被不平衡的温度破坏，导致硫酸液体与铁制管道接触并发生持续腐蚀的效果。针对硫酸液体的特殊性，我国化工产业的设计技术现如今还很难控制管道内液体的流动速度，因此，技术人员再设计制作运输管道时，可以选用不锈钢材质进行管道的制作，确保管道内硫酸在运送时温度和自身化学特性保持稳定，避免产生安全隐患。
3.2对于盐酸管道选用的材料
运输高浓度的盐酸时，在管道材料的选择上可以使用聚丙烯材料制作的管道，聚丙烯材料可以很好的起到高强度耐腐蚀的作用，良好的保持和稳定管道内部与外部环境的压力，不仅如此，在不稳定的酸碱环境中，也能很好的保证管道内部与外部环境的压力。在选择聚丙烯材料做管道时，该材料不易断裂避免了管道内部化工液体的流出，而且聚丙烯材料的密度小、材料轻便，方便了工人的施工和搬运。在耐久度和使用上，聚丙烯材料更耐用，而且购买时材料成本低，可以进行大批量的购买和使用。但是其中不好的一点是，聚丙烯材料容易出现老化的现象，长期受到外界影响下，可能会导致聚丙烯材料的功能减退。
3.3对于氧气管道选用的材料
在选择运送氧气的管道材料时，技术人员都会使用不锈钢、碳钢的材料制作管道，并且运送氧气的管道在设计上都会采用抗压性能好的管道。氧气作为助燃气体，在和不同的气体混合、摩擦中会产生爆炸的现象，存在着严重的安全隐患，危害工人的人身安全，因此，技术人员在选择运送氧气的管道材料时要更加的仔细。其中在选择材料时，要考虑到氧气的压强以及氧气在管道中的流动速度两方面。例如，在低压强的环境中，技术人员在制作管道材料时会时候碳钢进行制作，同样，在高压强的环境中，技术人员会选择不锈钢材料制作管道，长度和直径也有一定的要求。不仅如此，在管道弯头的设计上也需要注意，避免弯头处出现断裂的现象，发生安全事故。
3.4高温管道的选材
因为化工设计的复杂性，所以对管道的选材要求更为严格。因为管道内输送介质多种多样，有的为温度极高的输送介质，针对这些就要选择一些耐热的低合金钢材料，一般情况下，低合金钢耐热管道既能很好的耐高温，又能耐氧化。考虑管道输送环境的特殊性和输送的安全性，防止管道材料暴露在大气中，常常使用碳素钢，因为这种材料会在一系列的化学反应中形成氧化膜，对管道材料产生很好的保护，在材料中加入一些硅元素，可以加强氧化膜的保护作用，保证化工管道输送的安全性。
结语
化工生产设计过程中，管道材料的选择十分关键，不仅关系到化工的生产质量，还关系到整体的安全性，必须要重视起来。技术人员在选择材料之前要对管道流通的介质做好充足的分析，了解其特性以及会对管道造成的影响，根据实际情况进行合理的选择，提升化工设计中的管道材料选择的合理性。
参考文献：
[1]张薇.化工管道设计中材料的选用分析[J].城市建设理论研究(电子版)，2016，(14)：2851-2851.
[2]康荣鑫.化工设计过程中管道材料的选用分析[J].商品与质量，2016，(34)：11-11.
论文作者:李晓伟,刘勇
论文发表刊物:《防护工程》2019年14期
论文发表时间:2019/11/15
标签：管道论文; 材料论文; 化工论文; 介质论文; 硫酸论文; 温度论文; 技术人员论文; 《防护工程》2019年14期论文;