化工生产中管道材料的选择探究
摘要：在管道和工程设计中，总是把管道材料的选择摆在第一位。

它的性质好坏，决定着以后的装置生产安全过程是否有保障。

使用效果是好是坏，能不能达到预期的效果，能不能满足安全、节能的需要，它的价格比例，又关系着生产成本的高低。

本文主要以硝酸工业为例介绍不同管道材料的选择，以及一些常用隔热材料的使用和某些特殊介质下材料选择的研究探索。

关键词：化工生产管道材料选择探究
1引言
在石油化工工程建设中，所需要的管道类型，是多种多样的。

因为化工中避免不了会使用硝酸、硝盐之类的酸性物质，而酸类物质对管件、管道具有强腐蚀性，所以，必须要进行合理的选择管道的材质。

同样的还有隔热材料的选用。

在生产实践过程中，某些管道和设备要依靠隔热材料来保证温度的要求，减少热量损失，从而达到节能的效果。

因此隔热环节同样重要。

某些特殊介质中，选材所需要考虑的更多，不仅要考虑设计温度、设计压力，还要考虑环境对其产生的各种各样的影响，综合之后，选择合适的材质。

如何选择耐腐蚀和隔热材料，既安全可靠，又经济实惠，如何在某些特殊介质中选择正确实用的材质，这是摆在每个设计人员面前，不容忽视的问题。

2如何选择耐腐蚀材料
化工材料是建造化工装置所需工程材料的简称。

组成化工生产装置的化工机械、化工仪表、管道和构筑物都是在不同温度、压力和机械负荷下运转，所接触的物料又多具有强腐蚀作用。

因此，化工材料除应具有一般工程材料的性能外，还应具备优良的耐腐蚀性能。

若耐腐蚀性能不良，不但直接影响装置的寿命，有时还可能引起火灾、爆炸等事故，还会影响产品的产量和质量。

另外，根据不同的用途和使用条件，有时还要求化工材料具有耐高温或耐低温、导热或隔热等特殊性能。

那么怎样选择化工管道中的耐腐材料呢，以下就对几种选择方法进行详细的论述：
2.1低温情况下
从1950年开始，我国的稀硝酸化工生产一直采用一种类似于美国AIS302的18-8类不锈钢，比如说有1Cr18Ni9Ti(≤0.05％C)，还有一种Ocr18Ni9Ti(≤0.08％C)。

但是因为1Cr18Ni9Ti(≤0.05％C)里面含钛稳定化奥氏体，焊后刀口容易腐蚀，所以从1980年之后，不再推荐使用。

敏化态晶间腐蚀是因为不锈钢里面的碳元素，碳元素越多，越不利于不锈钢的使用。

所以在1965年，我国生产了一种超低碳的不锈钢——18-8钢（OOCr18Ni10），1984年改国标为OOCr19Ni11,和美国的AIS304L近似等同。

这种不锈钢材料，对于敏化态晶间不会产生腐蚀，所
以就不会出现焊后刀口腐蚀。

一般在硝酸吸收塔快冷器中使用较多。

2.2中温情况下
一般用硝酸镁法制取硝酸中，经常采用高硅铸铁（STSi15R）.自1987年OOCr14Ni14Si4推广使用以来，评论不佳，使用表明，OOCr14Ni14Si4不耐高温浓硝酸的腐蚀，同样的，也不耐稀硝酸腐蚀。

2.3高温情况下
一般在使用直硝法制取浓硝酸中，通常会在高压釜排酸阀门中使用OOCr20Ni24Si4Ti钢。

而在近几年中，在漂白塔、管道及其铸、锻件中会经常使用OOOCr10Ni14Si5钢。

3.如何选择隔热材料
3.1隔热材料的使用目的
隔热材料的使用目的是保温、保冷和人身防护。

隔热是为了减少热传递的损失，节约能源，保证在传递过程中的质量，满足客户需求；同时也是为了避免设备出现表面结露，影响使用效果，损害部件；另外一个作用是增加防护层，保护管道，当外界温度过高或过低时，对器件不会产生大的损伤，而且也是为了避免对检修人员造成伤害。

3.2隔热材料的使用要求
（1）耐工况温度热导率小。

在平均温度≤350℃，但是≥27℃时，导热系数≤0.12W
∕m •c，当平均温度≤27℃时，导热系数≤0.064W∕m •c。

（2）材料的强度和硬度要大，不能因变形而受潮，抗压能力也要高，抗压强度≥0.4Mpa，而硬质保冷材料的抗压强度就要小的多了。

（3）材料不能腐蚀管道和设备表面，pH≥8。

（4）隔热材料要便于安装和拆卸，防火防水防盗。

当遇到外界环境突变时，材料本身也不能发生变化。

在包装时，应该增大尺寸来包住管道，不允许强行使用变形材料包裹。

3.3隔热材料的分类
3.3.1有机材料
在供热管道上经常使用聚氨酯硬质泡沫塑料。

虽然其耐温程度不高，但是其质量轻盈、方便拆卸、耐腐蚀性好、强度好，使用效果还是不错的。

3.3.2无机材料
经常使用的有泡沫混凝土、岩棉、硅藻土、蛭石、膨胀珍珠岩等。

3.4隔热材料的应用
（1）保冷材料最常用到的是聚氨酯泡沫，在温度-60℃以上条件下使用颇多。

在温度≤10℃时，就应该使用保冷材料了，当然了，需要吸热的设备除外。

聚氨酯泡沫具备质轻密度小、导热系数低等多种优良性能，应用范围广泛。

（2）液化天然气推广迅速，这几年应用非常多。

液化天然气的存储条件在-170℃以下，需要极为严格的保冷条件，以至于对保冷材料的要求也更高，乃至于苛刻。

一般情况下选择聚三脂材料。

（3）内外层隔热材料使用不同，厚度也不同。

当内外层材质一样时，厚度应相同。

当使用材质不一样时，内外层的厚度需要一定的比例调配。

（4）奥氏体不锈钢需要的隔热材料有很高的的要求，其氯离子浓度要求很低，必须小于25ppm。

4.特殊介质下的材料选择
4.1非金属材料
当介质腐蚀性很强，不能用碳钢之类的金属，只能用稀有贵金属时，可以考虑选用非金属材料，例如PP、FRP等等。

但有些情况和条件必须注意：
必须要考虑好其使用温度和压力范围。

遭遇环境突变时，例如温度和压力突变。

有些塑料会因为某些原因失去柔韧度，产生脆性现象。

4.2塑料衬里材料
一般情况下，工程塑料衬里管道的使用温度为≤120℃，经常用于腐蚀性介质中。

最常用的材料有聚丙烯、聚四氟等。

此类材质在使用过程中也有很多限定：必须特别注意其使用温度，还需要注意适用介质的环境，不能用于含有苯的溶解介质中，会导致金属管道的腐蚀。

再就是其虽然操作简单，但是损坏之后，无法
现场维修，不能动焊。

所以在使用之前，需经过详尽的考虑，然后再确定下料。

4.3铬镍奥氏体不锈钢
在日常生活和生产实践中，这种不锈钢经常使用，但是由于氯离子的存在，是不锈钢的表面的保护膜遭到破坏，致使表面不断被腐蚀，形成裂纹，造成应力腐蚀。

在使用过程中，要注意以下各点：
减少应力裂纹产生，可以通过热处理手段。

通过使用涂料、缓蚀剂来保护不锈钢表面。

使用低碳或是超低碳材料。

改进设计结构，使应力分散；
在应力腐蚀破裂强度值之下取值。

4.4苛性钠碱液管道
此类管道有可能会引起碳钢材料的毁坏，因为应力腐蚀而导致开裂，也就是碱脆。

其主要原因由于拉应力和腐蚀介质的联合作用而产生的开裂。

所以在设计中，应注意氢氧化钠的浓度和温度。

4.5卫生级管道
在医药化工中的管路选材要求洁净卫生，为了防止在生产或是运输中微生物的滋生，纯化水、注射用水的选材极其严格，要求无毒、耐腐蚀、耐高温。

目前，大多数采用高温纯蒸汽灭菌的方法来消毒灭菌。

其高温蒸汽管道的材料一般选用316L抛光管，其耐晶间腐蚀行强，焊后不易腐蚀，不用做焊后热处理，方便简单。

卫生级管道在安装过程中，要求无毒卫生，在安装完成后，要酸洗、钝化处理。

5.结束语
通过以上分析可以知道，不同的管道有不同的选材，用途不同，选材不同。

要求不同，选材也不同。

每一个管道材料都有其复杂性和特殊性，不能同一而语。

具体材料具体分析，不仅要考虑其使用价值、使用寿命、安全系数、经济适应度，还要对对环境、安装、采购分别考虑。

从各个方面全面分析总结，最终使装置安全、稳定的运行。

参考文献
[1]唐文骞，路利民．硝酸、硝盐生产中腐蚀分析及防腐材料的选择．《煤化工》．2008年6期
[2]韦毅．新型石墨换热器在草甘膦生产中的应用．《化工设备与管道》．2011年3期
[3]郭如新．镁资源、镁质化工材料现状与前景．《无机盐工业》．2012年10期
[4]高茵．浅谈石油化工装置夹套管的配管设计．《科技致富向导》．2012年18期。