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摘要：随着时代的发展,我国化工工程的建设范围逐渐提升,在此过程中,要想保证化工工程建设质量,就需要对化工工程中的设备管道以及管道材料展开优化设计,这种方式能够保证化工工程建设的全面性。在化工工程中,会使用一定量的化学物质,由于化学物质具有一定的腐蚀性,因此在实施化工工程的过程中,需要保证设备管道的建设质量,将化学物质对化工工程设备管道的影响降到最低,进而提升化工工程的建设质量。
关键词：化工工程；设备管道；材料设计
1化工工程设备与管道布置应遵循的一般准则及其优化
1.1化工工程设备布置的一般准则
化工工程的设备布置应同时满足生产安全、工艺流程、施工和运维检修的要求,首先由于化工工程所使用的设备功能和安全等级不同,根据相关规范的要求应进行合理的分区布置。确保不同设备之间以及设备分区与消防通道之间保持符合规范要求的距离,并且根据气象特点设计设备和设施之间的位置关系,以防在发生火情时因热辐射或风向导致相邻设备被引燃。其次,在安排设备的相邻关系和具体空间位置时,要考虑根据工艺流程需要的设备之间管口的承接关系,使其满足工艺要求。最后,设备的布置需要考虑到施工技术方案的可行性、运维检修人员工作的便利,根据施工现场的环境条件充分考虑设备吊装是否可行,并且合理的预留检修通道、设计操作平台等。
1.2化工工程管道布置的一般准则
化工工程的管道错综复杂,其布置方案首先必须满足相关规范的要求,管道之间保持规范的距离,并且在空间位置的关系上不得存在冲突。其次,管道的走向和管口位置要与相关设备、仪表等的安装要求相匹配,以便满足生产工艺的要求。最后,在管道的空间布置上要避免与设备和建筑物出现矛盾,也要避开拆卸区和吊装孔。
2化工工程设备管道的优化设计
2.1化工工程设备的优化设计
在化工工程设备的优化设计过程中,首先就是对设备进行布置设计,这也是化工工程设备优化设计的第一步,只有将管道以及各类设备按照自身属性功能进行完善布置后,才能开始接下来的一系列流程。在对化工设备管道进行布置时,必须要考虑其与工艺设计本身的协调性,必须要按照工艺流程进行布置,其次,化工设备的布置需要遵循不同功能对应相对设备这一理念。化工设备分为主要设备和辅助设备两种,在设备的优化设计中,需要对两个种类的设备进行科学化的放位设计,一般对于设备的摆放都是从通透程度,光线照射状况等因素进行考虑,并且在设备的使用中,要按照流程进行科学规范操作,避免造成设备的损坏。
2.2化工工程管道优化设计
在对化工工程管道展开优化设计的过程中,需要根据以下几点内容展开,第一,化工工程管道设计需要满足化工工程的工艺流程,在实际化工工程管道设计中,管道要展开架空处理,这种方式能够在节省空间的同时,保证化工工程管道的应用质量。第二,在布置化工工程管道的过程中,管道与管道之间需要保持一定的距离,如果管道表面存在突出部位,则管道之间的距离需要控制在25毫米以上,保证每个管道能够正常使用。第三,化工工程管道不能布置在化工工程的吊装孔区域以及拆卸区域,由于气体通常是从管道的上方进入,因此不能将其安装在以上两个区域中。第四,化工工程管道安装的过程中,尤其是沿底面安装的管道,不能跨越设备、穿过设备以及建筑物,避免对设备以及建筑物的正常运行产生影响。第五,针对固体化工工程管道,其在安装中的弯曲半径需要大于管道直径的五倍,例如,化工工程管道直径为5厘米,则其弯曲半径则需要在25厘米以上,另外,化工工程中的排放气管道气,需要根据我国相关规定展开,保证化工工程管道设计的安全性以及全面性。
3化工工程管道材料的优化设计
3.1常用的化工工程管道材料及其适用范围
根据不同的设计压力、温度和生产工艺,化工工程的管道材料有完善的国家标准体系,因此在设计过程中可以通过分析和计算,确定管道的直径、壁厚和长度等技术参数,之后根据相关标准选择相应的管道材料。除了钢管之外,目前化工工艺管道常用的管道材质还有聚丙烯、化工玻璃以及复合型管材,具有不同的耐腐蚀特点,可以根据工艺管道的生产工艺需要进行选择。
3.2化工工程材料的优化选择
化工工程管道的使用状况与材料的选择是息息相关的,材料的质量决定管道实际的应用质量。比如在化工生产以及产品运输过程中,由于其对象大多为化学物品,包括腐蚀性物质,易燃易爆物质等,所以对于管道的材料有着特殊的要求。在管道材料选择时,材料自身的特殊性能是首要考虑对象,比如锆作为一种化学材料,在醋酸工业中被广泛应用,而醋酸作为一种强腐蚀物质,在运输管道以及容器的选择上,需要采用耐腐蚀材质。材料的选择不仅影响着管道,并且在化工建设中,由于容器,设备,换热器等一系列工程设施参与着运输储存等任务,所以材料的选择也会对其造成相应影响,所以在工程管道的材料方面,要根据物质的特性进行选择,对于无腐蚀性物质的管道建设采用寻常材料即可,而对于强腐蚀性化学物质,则需要采用耐腐蚀性材料。在固体材质,以及蒸汽等特殊材质的生产工艺中,管道的材质需要具备一定的稳定性,对于蒸汽等特殊材质,因为其含有大量水分,所以需要对管道材料的防锈进行考虑,对于含有水分的气态物质,可以使用不锈钢以及合金等钢材作为管道的材料。以甲醇为例,其在实际生产过程中,并不具备腐蚀性特征,所以对于此类物质的管道材料选择,可以根据实际情况以不锈钢为主,如果面对复杂的情况,例如管道中物质为多种化学材料混合,无法确定其具体化学物质特征,就可以将316L不锈钢作为管道的主要材料,而当管道中的运输物质为普通化学物质和强酸腐蚀性物质混合时,就需要对管道的耐腐蚀性,防锈性,耐高温等多个方面进行考虑,这时可以将c276哈氏合金作为管道的主要材质。
3.3管道材料的注意事项
在化工生产过程中,管道是否具备良好的抗腐蚀性以及抗磨损性是人们最为优先考虑的内容,管道选择中由于压力的不同在选择的工艺上也会存在非常大的不一致,甚至在一些管道安装中需要采用特用的连接工艺,例如管道施工中遇到GC1级的压力时,要首先考虑对无缝钢管,一般情况下可以将管道中的GB5310或GB6479型号优先选择,在一些特殊情况中可以选择GB/T8163材料,另外还需要对此内容通过超声波进行检查,避免存在一些微小的裂缝问题,面对各种压力,管道的材料中不能够选择碳素结构或者铸铁,在当管道温度持续超过425℃时,可以选择一些金属材料作为管道的组成材料,同时做好管道的防腐蚀处理。
结论
总之,在化工工程中生产过程中各种设备的布置以及管道的材料选择都需要相关工作人员的更多关注,这些工作的顺利完成不仅能够保证化工生产过程的顺利完成,同时也是保证工作人员生命安全的重要保证。化工工艺生产中会存在很多腐蚀性和有毒的位置,一旦发生问题将会导致无法挽回的影响,所以,化工工程中的设备布置以及管道材料的选择必须引起重视。
参考文献：
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