化工工程设备布道与管道材料的优化设计分析获奖科研报告

化工工程设备布道与管道材料的优化设计分析获奖科研报告摘要：化工工程是一项特殊工程，化工工程生产出的物品能给人们的生活带来极大的便利，但在其生产中却比较容易产生一些有毒物质，同时这些物质还可能具有易燃易爆、腐蚀等性能，如果在产生这些物质时没有进行及时有效的处理，那么十分容易对工作人员的身体健康产生影响。本文对化工工程设备布道与管道材料优化设计方面进行分析，以期为化工工程的发展提供一定的理论借鉴作用。

关键词：化工工程设备;布道;管道;材料;优化设计;

1化工工程设备与管道布置

1.1设备布置原则

化工工程的进行与其设备有着密切的关系，同时化工工程中会使用很多的设备，这些设备不能随意被布置安放，需要遵循一定的原则，才能有效保证工程顺利进行。在进行布置可按照以下原则进行。第一，布置设备的时候必须要符合化工工艺设计的要求和规定：严格遵循相关生产流程。其次，设备要按照功能的不同进行分区布置。设备的辅助设施以及主要的装置在进行布置的时候，一般辅助设施都位于主要装置的下风向，并且要在安全的范围内远离爆炸区。第三，设备在使用的过程中，难免会出现损坏等情况，所以设备在布置的过程中一定要满足设备的检修、操作、施工方面的要求，经常使用的梯子最好是斜梯。第四，设备布置要满足外观方面的要求。设备外观布置的整齐可以减少操作过程中的误差率，化工工程中的容器在摆放的时候，要按照容器的大小依次排列整齐;泵群也要排列规范，一般在布置的时候，泵的出口管要取齐。第五，设备的布置要尽量的露天化，这样在生产的过程中不仅可以节省土地还有利于通风和消防工作。

1.2管道布置原则

化工工程中管道是不可或缺的，其布置的是否合理也在一定程度上决定了化工工程质量，因此对其进行布置时与进行设备布置一样都需要遵循一定的原则。

首先，管道布置也要满足工艺的流程，并且在布置的过程中管道要尽量的架空。其次，管道在布置的过程中要保持适当的距离，管道的凸出部位之间的距离要在25mm以上。第三，管道在布置的时候气体一般要从主管道的上方进入，管道不能布置在吊装孔内和拆卸区。第四，沿着底面的管道在布置的时候不能违者工艺装置进行布置，不能够跨越或者穿越其他的设备以及建筑物。第五，对于一些固体物料的管道，它的弯曲半径不能小于管道工程直径的5倍，而且排放气体的管道要符合相关的的规定。

2管道材料的优化设计

管道在化工工程中占据重要作用，管道的质量良好，可以有效减少有害物质对工作人员身体的损害，管道的质量良好还可以保证化工工程稳定进行，影响管道质量的是管道材料，因此需要对管道材料进行合理的优化。

2.1材料选择

目前，国内化工常用设备多数都是常用碳素钢、低合金钢和不锈钢材料制造的。一般情况下，下列规定是合理的，当所需钢板厚度小于8mm时，应尽量选用碳素钢钢板，以刚度或结构为主的设备应尽量选择普通碳素钢，在以强度为主的设备上应用则应根据它的压力、温度、介质等使用条件的限制，依次选用Q235-AF，Q235-A，Q235-B，Q235-C，20R（20g），16MnR等钢板。上文中笔者已经分析了化工工程中会产生一些对人体有害的物质还会产生一些对管道有害的物质，因此在对材料进行选择时需要从两个方面进行考虑，首先是其实用性，这是管材选择的关键，管材的实用性较强，才能保证化工工程顺利且高效的进行。其次是管材的经济性。将这两个方面的问题都进行了合理的考虑才能使其在使用中达到更好的效果。在对其实用性进行考虑时，首先需对材料的抗腐蚀性做好充分了解，除了腐蚀性管材在使用过程中一定会被磨损，因此在选择管材是还要考虑其管壁的抗磨损能力。锆在醋酸工业中被应用，并且其应用范围广，如容器、管道方面都使用它作为材料。在不断的实践中发现，这一材料在醋酸工业中腐蚀性极低。因此其在醋酸工业中能长期使用，其他化工工程也需要根据实际情况進行合适材料的选择。同时还要根据相关经验对磨损性进行考虑进而选择合适的管材。

2.2管道材料注意事项

化工工程中因为要进行化工生产，所以在设计时对管道材料的选择上大多先去考虑所要选择的材料是否具有较强的抗腐蚀与抗磨损的性能，但是设计中还要想到一个问题，这个问题对管道的使用也有较大影响，每一项化工生产所产生的压力是不同的，因此在不同压力的作用下，管道的选择也就存在差异，同时在进行管道的安装中，还需要根据实际情况采取一些特殊的工艺来进行相关的连接。还要按照压力的实际情况来选择管道，如果管道所受到的压力为GC1级，那么就需要根据这一压力的级别挑选管道，通常在在这一级别的压力下会选择无缝钢管，而管道则会使用GB5310、GB6479这两种，在特殊情况下就需要使用GB/T8163，另外值得注意的是，在管道使用之前需要对其进行超声波检查，运用超声波进行检查的目的是为了避免管道存在一些比较微小不容易被肉眼观察到的裂缝，使其在化工工程中的使用效果达到最佳。GC1级的压力比较大，要想使管材能达到抗压性，那么在选择管道时就不能选择碳素结构钢和铸铁，避免其无法承受这样的压力，而出现一定的问题。除压力外温度也影响着管材的选择，化工工程生产很多时候会达到较高的温度，425℃的高温也是比较常见的，在面对如此高温时，选择材料就需要特别注意，不可以使用碳素钢、锰矾钢以及碳锰钢这三种管道，避免这三种管道无法承受较高的温度。

3总结

化工工程中安全是重要问题，因为化工生产存在着一些不确定因素，而能在一定程度上保障安全的是设备布置与材料选了。首先做好设备的布置工作可以高效的保证化工工程生产的进行，而管道的合理布置与有效选择也可保证生产顺利进行。化工工程生产为我国经济带来效益是利国利民的好事，然而我们却无法否定化工工程中的潜在危险，例如毒气的产生、易燃易爆气体的出现，都给工作人员带来了安全隐患。安全生产是化工工程的第一要务，因此需要相关人员不断对设备布道以及管道材料进行合理的优化设计，使其做到在使用过程中最大限度地减少