化工管道材料的選用

姜存華

（山東兗礦魯南化工有限公司，山東滕州 277500）

在進(jìn)行化工管道設(shè)計的過程中，最為關(guān)鍵的部分是進(jìn)行管道材料的選用。如果在選用管道材料的過程中出現(xiàn)了問題，那么將會造成非常嚴(yán)重的安全事故，如化工試劑泄漏、有毒氣體排出等，這不僅會極大地威脅到化工人員的生命安全，還會對化工企業(yè)造成極大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，一定要對化工管道材料進(jìn)行優(yōu)化選用，以確?；す艿赖陌踩?。

1 化工管道材料

一般來說，以化工技術(shù)為基礎(chǔ)所生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量直接決定了后期成品的安全性，因此，在前期設(shè)計中對于管道材料的選用就顯得尤為重要。要想正確選用適當(dāng)?shù)墓艿啦牧希私獠⒄莆展艿啦牧系南嚓P(guān)內(nèi)容十分關(guān)鍵。

管道材料指的就是在化工生產(chǎn)的過程中，具有可靠的密封性，能夠保證管道、管路附件以及管道與管道之間的連接接頭在介質(zhì)壓力作用下嚴(yán)密不漏的原料。而管道材料根據(jù)溫度、壓力以及輸送介質(zhì)的不同往往分為以下幾類：一是碳鋼類；二是普通低合金鋼類；三是合金鋼類；四是不銹鋼類；五是有色金屬鋼類；六是非金屬類；七是襯里鋼管類。不僅如此，根據(jù)管道公稱壓力等級及代號分類，管道材料還包括了（MPa）1.0（L）、1.6（M）、2.5（N）、44.0（P）這幾種。由此可見，管道材料的類別十分復(fù)雜，在化工生產(chǎn)的過程中，相關(guān)工作人員一定要因地制宜，具體分析化工過程中的種種情況，以此來選擇相適應(yīng)的管道材料，確?；み^程的安全性[1]。

2 化工管道材料的選用原則

管道材料直接決定了整個化工工程質(zhì)量是否符合標(biāo)準(zhǔn)，因此，相關(guān)工作人員要合理選用管道材料，從而提高化工產(chǎn)品的質(zhì)量。

2.1 了解化工材料的性能

在化工生產(chǎn)的過程中，流體介質(zhì)不盡相同，而不同的流體介質(zhì)所需要的管道載體自然也各不相同。如果管道運輸?shù)氖蔷哂懈g性的化學(xué)流體，如硫酸、鹽酸溶液等，這些流體具有強(qiáng)烈的酸性，它們會對化工管道造成嚴(yán)重的腐蝕。針對這種流體特性，相關(guān)人員就要選擇特殊性質(zhì)的材料，提升化工管道的整體安全性，以保證流體運輸過程中的安全性。

2.2 嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范流程

在選用管道材料上，一定要嚴(yán)格規(guī)范相關(guān)的流程和標(biāo)準(zhǔn)，一般包括兩個方面。首先是環(huán)境調(diào)查，環(huán)境調(diào)查是管道材料選用的第一步，相關(guān)人員必須要在管道材料選擇之前前往實地進(jìn)行調(diào)查。因為在實地背景之中，不同的地點有不同的溫度、濕度，這些細(xì)節(jié)都影響管道材料的穩(wěn)定運行與否。所以說，要根據(jù)實際的環(huán)境狀況來進(jìn)行適當(dāng)且合理的選擇，以保障管道材料可以在不同的溫度以及濕度條件之下均可以穩(wěn)定、安全的運行；最后，完成管道材料的選擇之后，還要進(jìn)行材料的試驗與檢驗，以保障管道材料的性能符合國家的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。如此雙管齊下，化工生產(chǎn)才能無后顧之憂[2]。

2.3 嚴(yán)格把控溫度變化

在選用管道材料的過程中，嚴(yán)格把控溫度變化也是基本原則之一。在管道流體運輸?shù)倪^程中，介質(zhì)的溫度往往有所不同，有的呈現(xiàn)高溫狀態(tài)，而有的卻表現(xiàn)為低溫狀態(tài)。面對這種溫度的高反差變化，相關(guān)工作人員一定要嚴(yán)格把控，細(xì)致分析，對于高溫介質(zhì)要選用耐高溫的管道材料，而在輸送低溫介質(zhì)時就要有針對性地選擇耐低溫材質(zhì)。只有嚴(yán)格把控溫度變化，才能進(jìn)一步保證管道介質(zhì)輸送的安全性。

2.4 合理控制管道材料的壁厚

管道材料的分類多種多樣，而材質(zhì)分類的不同，也間接導(dǎo)致了管道材料有了薄厚之分。管道材料在薄厚程度上出現(xiàn)了差別，這也成為區(qū)別不同介質(zhì)，選用不同管道材料的標(biāo)準(zhǔn)之一。在化工介質(zhì)的運輸過程中，往往會有高酸性流體的身影。這些高酸性流體，腐蝕性是它的代表特點，它們會在長年累月的輸送過程中，對化學(xué)管道進(jìn)行腐蝕，而低厚度的管道極易造成化學(xué)材料的泄漏。因此，加強(qiáng)壁厚，選擇厚壁的管道材料，延緩腐蝕期限尤為重要。

3 化工過程中管道材料的選用

根據(jù)化工管道材料選擇的種種原則，可以總結(jié)為，根據(jù)管道輸送介質(zhì)的特點選擇相對應(yīng)的材料。而管道介質(zhì)一般有高溫、低溫、腐蝕性幾種，因此，管道材料的選擇可以分為高溫耐熱、低溫、特殊材料幾種。

3.1 高溫耐熱管材的選用

管道運輸?shù)倪^程中，經(jīng)常會有溫度極高的介質(zhì)存在，而針對這種情況，往往會采用耐高溫的低合金鋼類管道材料，這種管道材料能夠很好地抵抗高溫脆化，也具有優(yōu)秀的抵抗熱沖擊的能力。值得一提的是，在運輸高溫介質(zhì)的過程中，往往還會伴隨著高溫管材暴露在空氣中的情況，這種情況的存在，會導(dǎo)致高溫管材的氧化，從而造成管材的損壞，高溫氣體的泄露。因此，要提高高溫管材的耐氧化性，以確?；どa(chǎn)的安全。而碳素鋼管道材料的選擇則十分適用，化工生產(chǎn)中的氧化作用能夠在碳素鋼管材表面構(gòu)成一層氧化膜，這層氧化膜能夠?qū)艿啦牧闲纬珊芎玫谋Ｗo(hù)。

3.2 耐低溫管材的選用

化工生產(chǎn)的過程中，低溫生產(chǎn)的情況也時有發(fā)生，為了保證低溫介質(zhì)的正常運輸，對化工管道材料的選用就要符合低溫標(biāo)準(zhǔn)。一般來說，低溫溫度在-196～-20℃，在這個溫度區(qū)間之內(nèi)，不同的溫度，需要選用的管道材料也不盡相同。比如說，在-20～-40℃，碳素鋼管材就不適用；在-40～-70℃，低合金鋼類的管材就不符合要求；在-70～-196℃的環(huán)境之中，合金鋼類的管道材料也不適用。若想確保低溫環(huán)境中管道材料擁有較好的強(qiáng)度、韌性以及焊接強(qiáng)度，就需要找尋一種適用的管道材料，而20號鋼的存在就解了燃眉之急。20號鋼是低溫環(huán)境中常用的管道材料，它具有在-40℃時發(fā)生鋼體性能轉(zhuǎn)變的特點，正是因為這一顯著的特點，它被廣泛應(yīng)用在-40℃以上的環(huán)境中。

3.3 特殊管材的選用

3.3.1 塑料襯里材料

在進(jìn)行化工生產(chǎn)的過程中，如果既想要保證管道內(nèi)部的溫度低于120℃，又想確保不應(yīng)用在苯溶解介質(zhì)中，那么就需要使用塑料襯里材料，一般以聚四氟或聚丙烯最為常見，這種材料能夠使得管道材料得到最大的優(yōu)化[3]。

3.3.2 苛性鈉堿液管材的選擇

在化工生產(chǎn)的過程中，氫氧化鈉這種流體是常用的運輸介質(zhì)。氫氧化鈉的溫度與濃度如果得不到有效的控制，就會在拉應(yīng)力與腐蝕介質(zhì)的共同作用下，使得化工管道腐蝕破裂，影響化工生產(chǎn)的安全。而為了控制氫氧化鈉的溫度與濃度，苛性鈉堿液管材的選用是重中之重。

3.3.3 硫酸管材的選擇

硫酸是一種腐蝕性極強(qiáng)的流體介質(zhì)，所以必須要選擇抗腐蝕性較強(qiáng)的運輸管道。硫酸管材的選用標(biāo)準(zhǔn)一般為：當(dāng)硫酸的濃度在95%～98%時，管道的溫度要控制在20℃左右，壓力要控制在1.6Pa左右，管道要選擇碳鋼管材。除此之外，還要確保硫酸在輸送過程中的安全，而控制硫酸的流速是切入點，控制其流速能夠使得硫酸亞鐵保護(hù)膜不被破壞，進(jìn)而保證管道不被硫酸的高腐蝕性所影響。

3.3.4 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。主要原因是，氧氣屬于助燃?xì)怏w，與其他氣體混合，一旦在運輸過程中受到外力沖擊，爆炸事故在所難免。因此，氧氣管材的選用要十分慎重。

4 結(jié)束語

化工生產(chǎn)的過程，往往伴隨著危險，而為了確?；どa(chǎn)過程的安全，相關(guān)工作人員一定要做好種種舉措，對化工管道材料進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計和選用。要具體問題具體分析，嚴(yán)格按照化工廠實際生產(chǎn)中的需求和要求進(jìn)行，要認(rèn)真分析各種化工材料的特性，最大限度地讓化工管道的質(zhì)量與安全得到保障。