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    化工設(shè)計(jì)中的管道材料選用的分析
    發(fā)布日期:2019-09-04

    一、耐熱管材的選用
      耐熱性管道材料通常是指具備較強(qiáng)抗高溫性、抗熱沖擊性的材料。并且,為化工產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的,這些材料也擁有較高的性、耐氧化性等功能。高溫鋼管作為化工生產(chǎn)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)闹匾緩?,其抗?化性能防止化學(xué)物質(zhì)運(yùn)輸過(guò)程中,氣體或液體的滲漏,提升了化工生產(chǎn)的性?,F(xiàn)階段,在化工生產(chǎn)管道抗氧 化方面,所采用的碳素鋼管往往會(huì)形成一層氧化膜覆蓋于其表面,以增強(qiáng)其抗氧 化功效。在這個(gè)過(guò)程中,可將一些金屬元素,如鉻元素、鋁元素、硅元素等合理添進(jìn)鋼管內(nèi)。鉻元素相比于鐵元素,氧化時(shí)間短,因而能形成以氧化膜覆蓋于金屬表面,隔絕了深層次氧化作用的形成。此外,鉬元素與鉻元素添人管道內(nèi),還能形成鉻-鉬合金,其在抗氧 化方面具備較為顯著的功效,適用于石油化工生產(chǎn)中的管道設(shè)計(jì)。
      二、低溫管材的選用
      對(duì)于化工管道設(shè)計(jì)中材料的選擇,還需考慮到溫度問(wèn)題,在-20℃至-196℃的低溫環(huán)境下,應(yīng)根據(jù)實(shí)際溫度差異選擇較合適的材質(zhì)。如,溫度在-20℃至-40℃時(shí),則不可使用碳素鋼管材料;溫度在-40℃至-70℃時(shí),則不能選擇低合金鋼管材料;溫度低于-70℃時(shí),便不能選擇合金鋼管材。通常而言,當(dāng)溫度下降至0℃以下時(shí),鐵素鋼管的韌性為大幅度降低,而脆性而會(huì)相應(yīng)提升。因此,為化學(xué)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)模紤]到管道材料的耐低溫性能。
      三、高溫管材的選用
      一些化工產(chǎn)品的生產(chǎn)是處在高溫狀態(tài)下,因而其運(yùn)輸管道也需具備較強(qiáng)的抗高溫性。而在化工管道設(shè)計(jì)中,對(duì)高溫材料的選擇,需要考慮到以下方面:(1)不同溫度下,管道材料的屈服強(qiáng)度所呈現(xiàn)出的反比例變化及塑性的正比例變化;(2)隨時(shí)間推移而出現(xiàn)的沖壓彎頭管道材質(zhì)力學(xué)性及荷載強(qiáng)度可能產(chǎn)生的變化;(3)不同溫度條件下,管道材料的抗拉強(qiáng)度大小變化;(4)溫度變化而引起的管道材料的腐蝕性變化。
      在化工生產(chǎn)過(guò)程中,當(dāng)溫度達(dá)到350℃時(shí),即為高溫環(huán)境。在此情況下,管道材料不可避免會(huì)受到程度的腐蝕。因此,在其高溫環(huán)境下的管道材料選擇中,還應(yīng)對(duì)材料的性提出要求通常情況下,高溫管材也存在的高溫限,如碳素鋼,但其承受溫度超出425℃左右時(shí),有可能會(huì)出現(xiàn)碳素鋼的石墨化狀況,因而添人適量的合金元素,以防止這種狀況的發(fā)生,并增強(qiáng)碳鋼素財(cái)材料的穩(wěn)定性。同時(shí),也可選擇鋁元素鋼、沸騰鋼等,以地提升化工管道使用的性能。
      四、介質(zhì)管材的選用
      (1)塑料襯里材料的選用。在化工產(chǎn)品生產(chǎn)中,要化學(xué)物質(zhì)運(yùn)輸管道的塑料襯里的使用溫度不高于120℃。在其襯里材料的選擇上,主要為聚四氟、聚丙烯等。相關(guān)設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行材料選擇時(shí),還需將其應(yīng)用環(huán)境納人考慮范疇,避免將其使用于苯溶解介質(zhì)中。
      (2)苛性鈉堿液管材的選用。對(duì)苛性鈉堿液管材的選擇,需要考慮到腐蝕介質(zhì)與拉應(yīng)力共同作用對(duì)其產(chǎn)生的不利影響,一旦管道材料選擇不當(dāng),則有可能會(huì)出現(xiàn)管道的破裂狀況。因此,為化工生產(chǎn)的,將氫氧化鈉的濃度及溫度控制在合理范圍內(nèi)。
      (3)硫酸管材的選用。化工生產(chǎn)中的硫酸類化學(xué)產(chǎn)品因具備較強(qiáng)的腐蝕性,選擇性較強(qiáng)的運(yùn)輸管道??傮w而言,當(dāng)硫酸濃度在~時(shí),應(yīng)盡可能將管道溫度保持在20°左右、壓力控制在1.61、左右。同時(shí),管材的腐蝕裕量需為1.5在硫酸物質(zhì)的輸送過(guò)程中,硫酸亞鐵保護(hù)膜直接決定了其碳鋼管材性的強(qiáng)弱因此,為了保護(hù)膜的完整、不被破壞,需將其所運(yùn)輸硫酸的流速掌握在合理范圍內(nèi)。同時(shí),對(duì)于不同溫度條件下的硫酸運(yùn)輸,所選用的管道材料型號(hào)也不同,應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況而定。
      (4)氧氣管材的選用。在氧氣類化學(xué)生產(chǎn)中管道材料的選擇上,通常以不銹鋼、碳鋼為首 選管材。并且,這類管道的設(shè)計(jì),主要考慮因素為兩點(diǎn),即溫度與壓力。因氧氣屬于助燃?xì)怏w,當(dāng)與其他氣體混合后,一旦在運(yùn)輸過(guò)程中受到外力沖擊,易引發(fā)爆炸事故,所以在對(duì)氧氣運(yùn)輸管道的設(shè)計(jì)上,大多數(shù)為GC2類型。同時(shí),爆炸事故的發(fā)生,情況嚴(yán)重的可能會(huì)造成化工生產(chǎn)的停產(chǎn)。因此,氧氣管材選用慎重,既要考慮到氧氣的強(qiáng)壓?jiǎn)栴},也要考慮到其流速問(wèn)題。當(dāng)氧氣的壓強(qiáng)在0.33pa~0.55p。時(shí),則管道材料應(yīng)為碳鋼管。而在氧氣壓強(qiáng)過(guò)高時(shí),則需選用不銹鋼彎頭管道。其中,為 大限度降低氧氣輸送中存在的隱患,應(yīng)避免使用褶皺彎頭來(lái)制作管道,并管道直徑與外徑的比例大于4:1,而管道的長(zhǎng)度需>2m,并選擇大半徑彎頭的管件,將彎頭半徑與管道外徑的比例控制在6:1以上,實(shí)施無(wú)縫焊接的工藝,完成運(yùn)輸管徑之間的焊接。此外,還需注重對(duì)氧氣運(yùn)輸管道閥門(mén)材料的選擇,根據(jù)其運(yùn)輸中的真實(shí)壓強(qiáng)狀況及具體因素,將不銹鋼材料作為閥門(mén)材料的首 選。
      (5)鹽 酸管材的選用。在化學(xué)生產(chǎn)中,對(duì)于鹽 酸管道設(shè)計(jì)中材料的選擇,考慮到鹽 酸的腐蝕性特點(diǎn)。當(dāng)鹽 酸濃度為15%~30%時(shí),應(yīng)選擇性較強(qiáng)的聚丙烯材料。聚丙烯材料相比于其他管材,在復(fù)雜的溫度及大壓強(qiáng)下,仍然能表現(xiàn)較強(qiáng)的性,能應(yīng)對(duì)鹽 酸運(yùn)輸中形成的復(fù)雜環(huán)境。同時(shí),由于聚丙烯材料在管道設(shè)計(jì)中的應(yīng)用,導(dǎo)人率較低,因而具備較高的保溫性。此外,聚丙烯材料在管道中的應(yīng)用,擁有較高的熔口強(qiáng)度,能防止管道斷裂,提升化工生產(chǎn)的性。相比于其他管材,聚丙烯管道具備質(zhì)量輕、密度小、成本低的優(yōu)點(diǎn),投人使用為便捷,并且使用期限較長(zhǎng)。但同樣,聚丙烯管材也存在一些不可避免的缺點(diǎn),如老化現(xiàn)象出現(xiàn)頻繁,易受自然氣候的影響,特別是在降雪、降水或風(fēng)力等惡劣天氣下,聚丙烯管道的使用質(zhì)量便會(huì)大打折扣。