魏其凡，張麗麗

（1.山東凱泰科技股份有限公司，山東青島 266000；2.青島江河檢測(cè)有限公司，山東青島 266000）

如今，化工產(chǎn)品已經(jīng)在社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，化工行業(yè)在未來(lái)的社會(huì)發(fā)展中擁有著非常廣闊的前景。但是，由于化工生產(chǎn)和設(shè)計(jì)過(guò)程比較復(fù)雜，如果不對(duì)其中的管道材料進(jìn)行合理化設(shè)計(jì)，就會(huì)導(dǎo)致其中潛在著安全隱患，嚴(yán)重情況下還會(huì)帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)損失。因此，在化工設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要加強(qiáng)對(duì)管道材料的有效選擇和應(yīng)用，預(yù)防安全事故的發(fā)生。

1 化工設(shè)計(jì)過(guò)程中管道材料的應(yīng)用背景

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在化工設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中，管道是引發(fā)化工事故的主要因素，材料質(zhì)量更是其中的關(guān)鍵。這就要求相關(guān)的工作人員在開(kāi)展化工設(shè)計(jì)工作中，不僅要注意環(huán)境的復(fù)雜性，還要綜合考慮到材料本身的特性，然后結(jié)合具體的情況，選擇高質(zhì)量的材料[1]。

耐火管道材料是化工設(shè)計(jì)過(guò)程中的主要材料之一，其本身具有非常高的溫強(qiáng)度，氧化性也非常好，這種材料在工生產(chǎn)中的應(yīng)用，可以避免高溫氣體和液體對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用。如果在化工工藝專業(yè)上分析，影響其設(shè)計(jì)質(zhì)量的主要因素，就是對(duì)管道材料的合理選擇，需要結(jié)合當(dāng)前化工企業(yè)的發(fā)展情況，加強(qiáng)對(duì)管道材料的研究，從而進(jìn)一步優(yōu)化化工設(shè)計(jì)過(guò)程。

2 化工設(shè)計(jì)過(guò)程中管道材料選用相關(guān)要求

2.1 明確管道材料性能的參數(shù)

采購(gòu)人員在對(duì)化工生產(chǎn)中的管道材料進(jìn)行選用時(shí)，不僅需要重視其質(zhì)量，更重要的是關(guān)注不同管道材料的性能特點(diǎn)和參數(shù)，對(duì)不同介質(zhì)的特性和相關(guān)參數(shù)都需要進(jìn)行全面整合，然后在此基礎(chǔ)上，選擇比較理想的管道材料，積極發(fā)揮其在后續(xù)化工生產(chǎn)的核心價(jià)值，主要目的是預(yù)防材料質(zhì)量對(duì)化工設(shè)計(jì)工作的影響，優(yōu)化生產(chǎn)流程，保證其設(shè)計(jì)的有效性。

2.2 經(jīng)濟(jì)適用性

除了要在化工設(shè)計(jì)和性能出發(fā)，還需要結(jié)合實(shí)際的施工情況，選擇經(jīng)濟(jì)節(jié)能的管道材料，在經(jīng)濟(jì)性方面等角度對(duì)其進(jìn)行綜合習(xí)性分析，讓其可以表現(xiàn)出較為理想的應(yīng)用效果，預(yù)防資金限制等對(duì)其整體應(yīng)用性能的影響，加強(qiáng)對(duì)各類成本的合理化控制，然后結(jié)合新的經(jīng)濟(jì)適用性標(biāo)準(zhǔn)，控制化工生產(chǎn)布置情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)資金的合理化應(yīng)用，預(yù)防管道材料選擇所出現(xiàn)超預(yù)算問(wèn)題，結(jié)合管道材料的實(shí)際采購(gòu)費(fèi)用，對(duì)其進(jìn)行綜合性預(yù)估，為其他管道材料類型的選用提供更加準(zhǔn)確的參考，進(jìn)而提高化工設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

2.3 滿足當(dāng)前運(yùn)輸?shù)男枨?/h3>

新時(shí)期，除了要對(duì)化工設(shè)計(jì)過(guò)程中的管道材料進(jìn)行有效選擇以及應(yīng)用，還需要加強(qiáng)對(duì)運(yùn)輸方面的重視，提前了解不同管道材料的運(yùn)輸介質(zhì)，主要目的是預(yù)防運(yùn)輸?shù)纫蛩貙?duì)化工設(shè)計(jì)的影響，加強(qiáng)對(duì)管道材料的合理化選擇，把握其中的重點(diǎn)，選擇有效的運(yùn)輸方式，預(yù)防運(yùn)輸介質(zhì)以及管道材料在應(yīng)用時(shí)出現(xiàn)明顯的反應(yīng)。如果不對(duì)運(yùn)輸環(huán)境進(jìn)行有效控制，就會(huì)導(dǎo)致其中出現(xiàn)腐蝕性問(wèn)題，這就需要對(duì)管道材料的運(yùn)輸進(jìn)行更加嚴(yán)格的把關(guān)，保證化工生產(chǎn)的穩(wěn)定性[2]。

3 導(dǎo)致管道材料出現(xiàn)安全問(wèn)題的因素

3.1 腐蝕

腐蝕問(wèn)題是管道周圍環(huán)境中的介質(zhì)，其在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，會(huì)出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)，如果不對(duì)其進(jìn)行有效控制，就會(huì)對(duì)管道材料質(zhì)量帶來(lái)破壞。在對(duì)腐蝕破壞管道的表現(xiàn)形式進(jìn)行分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)其有應(yīng)力腐蝕、局部腐蝕以及大氣腐蝕等，應(yīng)結(jié)合不同管道材料，控制其環(huán)境，預(yù)防相關(guān)的化學(xué)材料腐蝕管道。

3.2 物理?yè)p傷

在石油化工中，物理?yè)p失是比較明顯的，其管道物理?yè)p傷一般表現(xiàn)在低溫脆性斷裂以及高溫破壞等方面。當(dāng)其處于低溫時(shí)，如果管道材料溫度低于其脆性轉(zhuǎn)變溫度，這個(gè)時(shí)候就非常容易導(dǎo)致沖擊韌性下降。

高溫下，管道材料的本身性能還會(huì)出現(xiàn)惡性變化，如果不對(duì)其進(jìn)行有效控制，會(huì)出現(xiàn)碳鋼以及碳相鋼等情況，這些問(wèn)題都是影響管道材料質(zhì)量的主要因素。此外，如果管道金屬材料還處于交變荷載，或者是溫度周期變化時(shí)期，就可能會(huì)出現(xiàn)變形損傷，嚴(yán)重情況下還會(huì)導(dǎo)致化工管道的安全受到威脅。

3.3 密封效果

當(dāng)前，化工管道密封是提高其穩(wěn)定性和安全性的主要措施，一般采用管法蘭密封以及閥門密封這兩種方式，預(yù)防管道腐蝕，或者是泄漏對(duì)化工設(shè)計(jì)質(zhì)量的影響，從而保證管道安全性。然而，在實(shí)際的管道材料應(yīng)用中，并沒(méi)有選擇合理的密封方式，這會(huì)嚴(yán)重影響管道的安全性。一般情況下，閥門的泄漏分內(nèi)漏和外漏，如果不對(duì)其進(jìn)行有效處理和控制，會(huì)對(duì)裝置帶來(lái)非常大的影響。

4 化工設(shè)計(jì)過(guò)程中管道材料的選擇和應(yīng)用重點(diǎn)

4.1 合理設(shè)計(jì)化工裝置管道

由于化工生產(chǎn)中的物質(zhì)具有易燃易爆性等特點(diǎn)，更會(huì)對(duì)周圍的環(huán)境帶來(lái)比較嚴(yán)重的影響，其污染性是非常強(qiáng)的。因此，在對(duì)管道設(shè)計(jì)時(shí)，不僅需要做好其中的安全設(shè)計(jì)工作，還需要對(duì)管道材料進(jìn)行合理化選擇，將發(fā)生事故的概率降到最低，實(shí)現(xiàn)對(duì)化工裝置管道的合理化設(shè)計(jì)，預(yù)防設(shè)計(jì)不當(dāng)或者是設(shè)計(jì)錯(cuò)誤給生產(chǎn)帶來(lái)安全隱患[3]。

需要注意對(duì)管道進(jìn)行合理化布置，其管道連接除了需要進(jìn)行法蘭連接外，還需要選擇焊接方式，對(duì)管道上的小口徑分支管進(jìn)行有效的焊接，然后積極采用管接頭和主管有效連接的方式，預(yù)防管橋上的輸送液對(duì)其質(zhì)量帶來(lái)的影響。同時(shí)，工作人員還需要控制腐蝕介質(zhì)對(duì)管道質(zhì)量的影響。

在處理事故時(shí)，還需要注意緊急放空、消防蒸汽和消防豎管等工作，結(jié)合實(shí)際的化工設(shè)計(jì)情況，布置明顯和易于開(kāi)啟的管道的結(jié)構(gòu)的，注重對(duì)材料的合理化檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)管道材料的合理應(yīng)用，將其送到現(xiàn)場(chǎng)后，還需要對(duì)材料進(jìn)行綜合性檢驗(yàn)，提高材料的質(zhì)量。如果在實(shí)際的檢查中，發(fā)現(xiàn)其中缺少材料，需要立即找相關(guān)廠家協(xié)商進(jìn)行補(bǔ)齊，一些檢測(cè)不達(dá)標(biāo)的管道材料，需要送到相關(guān)部門進(jìn)行復(fù)檢，主要目的是避免材料不齊，或者不合格對(duì)實(shí)際化工設(shè)計(jì)的影響，從而加強(qiáng)對(duì)不同材料的管理和應(yīng)用[4]。

4.2 管道器材

在對(duì)管道器材進(jìn)行選擇時(shí)，需要選擇可以承受操作過(guò)程壓力以及最苛刻溫度壓力的材料，主要目的是其在應(yīng)用時(shí)，出現(xiàn)其他作用力，更好地預(yù)防管道器材對(duì)使用條件所帶來(lái)的影響，不可以讓超過(guò)允許的范圍，還不能使用不允許的材料，要結(jié)合化工設(shè)計(jì)中的具體要求完善和優(yōu)化。

在對(duì)腐蝕性介質(zhì)管道材料進(jìn)行選擇時(shí)，需要選用耐腐蝕的材料，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同等級(jí)管道的有效連接，可以在不同化工設(shè)計(jì)內(nèi)容出發(fā)，盡量用法蘭連接，主要目的是預(yù)防異種鋼焊接對(duì)材料質(zhì)量的影響，高壓閥門需要選擇壓力密封結(jié)構(gòu)比較好的密封結(jié)構(gòu)，從而保障管架設(shè)計(jì)的安全性和穩(wěn)定性。

不合理的管架設(shè)計(jì)，不僅會(huì)導(dǎo)致管道在運(yùn)行中出現(xiàn)受損，或者是轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備損壞等問(wèn)題，其還會(huì)出現(xiàn)管架設(shè)計(jì)不合理等問(wèn)題，并且其與管道設(shè)計(jì)還是密不可分的，所以在對(duì)管架進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要在保障其穩(wěn)定性的基礎(chǔ)，盡量減少?gòu)椈杉艿葘?duì)施工質(zhì)量的影響的[5]。

但是，在此過(guò)程中，工作人員需要清楚簧架的安裝過(guò)程是比較復(fù)雜的，所以為了預(yù)防其他因素對(duì)安裝彈簧架的影響，在此過(guò)程中不可以隨意拔掉定位銷。此外，工作人員在一般情況下，需要沿著塔的管線，設(shè)一個(gè)承重支架，如果支架承受的荷載過(guò)大，需要設(shè)計(jì)第二個(gè)稱重彈簧吊架，強(qiáng)化其穩(wěn)定性，預(yù)防其對(duì)管道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響。

4.3 加強(qiáng)對(duì)管道機(jī)械的合理選擇

在對(duì)這種材料進(jìn)行選擇時(shí)，需要在保證管道合理性以及其具有足夠柔性的基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行有效選擇。在對(duì)高溫和大口徑管道等管道材料進(jìn)行連接時(shí)，需要滿足設(shè)備制造商的要求，結(jié)合化工設(shè)計(jì)過(guò)程的實(shí)際情況，應(yīng)用往復(fù)式壓縮機(jī)，在對(duì)其進(jìn)行接管時(shí)，不僅需要考慮柔性外，還要進(jìn)行脈沖振動(dòng)的分析，預(yù)防振動(dòng)等因素對(duì)設(shè)計(jì)質(zhì)量的影響。管道選取如表1所示：

表1 管道選取

4.4 注意冷換設(shè)備管線設(shè)計(jì)的可科學(xué)性

在化工裝置和管道設(shè)計(jì)中，除了注意其材料選擇的有效性，還需要注意對(duì)不同材料的合理應(yīng)用。工作人員在對(duì)冷換設(shè)備管線進(jìn)行布置時(shí)，發(fā)現(xiàn)其明顯不同于其他的設(shè)備，其本身的設(shè)計(jì)工程非常復(fù)雜。這就需要注意逆流換熱等工作，注意冷換設(shè)備的冷水走管流程，控制其下入上出。為了預(yù)防其中出現(xiàn)安全故障，需要提前對(duì)換熱器內(nèi)存一些水，預(yù)防水被排空，對(duì)化工生產(chǎn)過(guò)程的影響。注意安裝的凈距離。工作人員在對(duì)冷換設(shè)備進(jìn)行換熱時(shí)，為了給實(shí)際的檢測(cè)工作提供便利，通常將換熱器進(jìn)出口進(jìn)行有效控制，對(duì)設(shè)備的封頭進(jìn)行有效連接，一般會(huì)應(yīng)用蓋法蘭方式控制凈距離。因此，為了給拆卸過(guò)程提供方便，需要將凈距離控制在310mm左 右[6]。

最后還需要注意熱應(yīng)力，在對(duì)冷換設(shè)備進(jìn)行合理布置時(shí)，需要將換熱器的固定點(diǎn)進(jìn)行合理化設(shè)置，一般需要將其設(shè)置在管箱的端部，強(qiáng)化管架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，預(yù)防設(shè)備在應(yīng)用時(shí)出現(xiàn)受損等情況，從而為化工設(shè)計(jì)過(guò)程的順利進(jìn)行提供保障。

5 結(jié)束語(yǔ)

在當(dāng)前化工設(shè)計(jì)過(guò)程中，要想減少這種情況對(duì)化工生產(chǎn)質(zhì)量的影響，不僅需要注意其流程，還需要清楚管道材料的選擇和應(yīng)用，完善管道設(shè)計(jì)方案，對(duì)檢修和管道熱應(yīng)力進(jìn)行合理化控制，全面檢查相關(guān)的機(jī)械化因素，進(jìn)而保證管道材設(shè)計(jì)的科學(xué)性。