化工管道设计及材料等级选用探讨

2022-09-11

通常情况下, 化工生产装置中会关系到大量的管道材料, 所以管道材料的等级具有非常显著的复杂性, 工厂一般不会选择使用单一的管道材质, 而是选择使用各种各样的管道材质。由于不同物料具备不一致的压力以及介质性质, 在实际工作中, 我们需要有效的按照输送物料的实际介质以及实际压力大小来完成相应等级管道材质等级的选择[1]。管材有很多种类, 设计人员需要按照相应的标准完成最合理的最科学的管道材质等级选取, 防止因为这种抑素的影响导致等级选择不满足实际标准, 最后酿成安全事故, 同时如果选择等级过高, 那么就会相应的扩大工程的投资额。

1 工业管道的基本材质种类分析

首先是严格按照管道基本材质进行分类:按照管道材料等级中使用基本材质不同进行以下分类:首先是铸铁 (A) 跟碳钢 (B) , 其次是普通的低合金钢 (C) 以及合金钢 (D) , 再次是不锈钢 (E) 跟有色金属钢 (G) , 最后是非金属 (G) 以及衬里钢管 (H) 等[2]。

其次是严格按照管道公称的压力等级以及代号进行以下分类:常规使用的有:10 (L) 、25 (N) 以及40 (P) 等。在介质压力的作用下, 管道需要从根本上符合以下几点标准:第一点是管道需要根据实际情况具备满足实际标准的机械强度, 其中使用的管材以及管路附件、接头构造等, 均都可以安全的、可靠的在所工作的介质压力作用下完成工作。特别是高压管道, 在工作中会产生一定幅度的振动[3]。因此高压管道还要按照实际需要完成防震加固问题的处理。第二点是具备足够的密封性, 在介质压力作用下, 可以为管道以及管路附件、连接接头的严密不漏提供足够的保障, 这样一来就需要在进行连接方法以及密封材料的选择过程中具备足够的科学性以及可行性, 保障施工安装的合理性。一般来说工业管道, 会根据介质的压力、介质的温度以及介质的性质完成分类工作, 同时也可以按照管道的材质、管道的温度以及管道的压力完成分类工作。

2 化工企业常用的几种化工介质管道材质的选择

首先是硫酸介质。是一种极具特性的强腐蚀介质, 硫酸介质具有非常广泛的用途, 是一种非常重要的工业原料。如果硫酸的浓度不同以及温度不同, 那么其对材料形成的腐蚀程度就存在这非常显著的差别[4]。如果硫酸的浓度≥80%、硫酸的温度≤80℃, 就是一种浓硫酸, 那么碳钢以及铸铁两种材质就会具备较好的耐蚀性, 但是碳钢以及铸铁两种材质难以有效的承受高速流动的硫酸。即使是普通的不锈钢类型, 按照其对硫酸介质也存在用途有限的情况, 例如:304、316。随着社会的不断发展, 在化工行业中氟塑料被广泛的应用, 氟塑料具有非常显著的耐硫酸作用, 目前化工企业选取使用衬氟管道这一种经济实惠的方法, 创造了非常显著的效益。

其次是醋酸介质。醋酸是一种弱酸, 但是对于其他类型的有机酸来说, 醋酸的腐蚀性是最强的。不管醋酸浓度如何均会严重的腐蚀普通钢铁。所以, 对于耐醋酸材料的选择还是选择不锈钢, 其中, 含钼的316不锈钢还可以有效的满足高温以及稀醋酸蒸汽的标准。如果是高温的、高浓度的醋酸或者是存在其它腐蚀介质的醋酸, 那么就要对其进行严格的要求, 那么就可以使用高合金不锈钢阀门或者是氟塑料阀门[5]。

再次是盐酸介质。含钼高硅铁一般只能使用在≤50℃、≤30%的盐酸。

大部分金属材料均不耐盐酸腐蚀。其中大部分的非金属材料均可以对盐酸展示较好的耐腐蚀性, 因此, 输送盐酸最好的方法是选取内衬橡胶管道和塑料管道。

最后是硝酸介质。通常情况下, 在硝酸中, 大部分金属会被很快的腐蚀跟破坏, 目前来说, 应用范围最广的耐硝酸材料是不锈钢, 不锈钢的使用可以在任何浓度下的硝酸均就可以具备非常有效的耐蚀性。

3 常见的复合管道材质的使用

首先是聚氟乙烯, 就是ETFE。在进行密封的氟塑料中, 聚四氟乙烯可以发挥非常显著是效用。聚四氟乙烯主要的骨架是碳原子, 碳原子周围对称而均匀地分布着氟原子, 形成一道非常严密的屏障, 最后促使聚四氟乙烯可以实现非常有效的综合物理机械作用。不管是强酸还是强碱、或者是强氧化剂, 聚四氟乙烯均可以取得非常显著的抗蚀性, 不管温度高, 也不会出现反应, 相比较玻璃、陶瓷以及不锈钢, 还是比较金跟铂均具备非常显著的耐腐蚀性能, 因此, 聚四氟乙烯被称为“塑料王”。如果聚四氟乙烯遇到某些芳烃化合物的时候就会出现轻微的溶胀, 但是对酮类以及醇类等有机溶剂则具有非常显著的耐蚀性。想要对聚四氟乙烯起作用, 那么就需要具备熔融态的碱金属及元素氟, 在高温的条件下才行。

其次是陶瓷管道, 这也是一种极具特性的化工非金属防腐蚀材料类型, 详细的特点归纳如下:1) 陶瓷管道主要的原材料是粘土。在我国, 粘土无处不在, 藏量非常的丰富, 有利于遍地开花, 土法上马。2) 陶瓷管道除了氢氟酸, 其他各种浓度的任何无机酸和有机介质均具备非常显著的耐腐蚀性能, 所以陶瓷管道具有非常显著的耐腐蚀性能。3) 陶瓷管道制造非常的简单便捷, 其制作成本非常的低廉, 可以通过相应技术的使用完成各种规格、各种类型的陶瓷管道生产。目前例数, 陶瓷管道主要有以下几种:第一种是离心浇铸复合陶瓷管道;第二种是贴片耐磨陶瓷管道;第三种是一体成型耐磨陶瓷管道;第四种是点焊装卡式耐磨陶瓷管道。一体成型耐磨陶瓷管道的使用可以促使钢管最大程度的发挥其强度高、韧性好、耐冲击、焊接等性能, 同时可以将刚玉瓷高的硬度、高耐磨、耐蚀以及耐热性好等最大程度的发挥出来, 可以从根本上解决钢管硬度低、耐磨性差跟陶瓷韧性差等问题。所以, 具有非常显著的综合性能, 是一种非常理想的耐磨蚀管道, 可以在实际工作中发挥非常重要的作用。

4 结语

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、法兰以及垫片等也要对选型保持足够的重视以及关注。

摘要：在化工项目的设计过程中, 化工管道设计工作发挥着非常重要的影响力, 是非常重要的工作部分, 只有保证化工管道设计具备足够的可行性以及科学性, 才能为项目的正常运行提供切实的保障, 在选用配管设计以及管道材料等级的过程中, 我们需要严格有效的按照相关的规范以及标准完成, 为生产的安全性以及正常的运行提供切实的保障, 本次研究在分析工程设计中经验的基础上, 分析相关的规范标准, 对化工管道材质等级选用开展了如下分析, 期望为同行提高相应的借鉴以及参考。

关键词：化工管道,设计,材料等级,选用