蒋瑞熹
中北工程设计咨询有限公司常州分公司 江苏常州 213000
摘要：在化学工程的生产建设中，管道与设备属于核心部分。化工过程是通过化学手段改变物质组成或生成新的物质的工业过程。这个过程中会使用和产生大量的化学品，这些化学品的生产需要高温高压，且其自身存在一定毒性，因此会产生很多的危险情况，这就要求化工设备管道及其相关材料能够承受这种情况，这样才能够保证工作的安全。本文主要对此进行研究，对化工工程设备管道，材料的选择以及优化进行分析，从而对现有的化工工程设备管道进行改良，希望对相关从业者有一定的参考作用。
关键词：化学工程；设备管道；材料优化
引言：随着时代的发展，我国化工业在不断的发展，化工带来的安全环保等问题也日渐暴露出来。由此，化学工程质量的提升对于我国生产来说有着非常重要的作用和意义。在当前的化学工程设计和建设中，需要加强对设备管道的选材应用能力，只有找到最合适的材料才能提升整个化工流程的质量，提升化工设备管道的实用性。材料一方面需要有足够的强度，另一方面需具备足够的抗腐蚀能力。相当一部分化学品具有较强腐蚀性，长时间对设备及管道的损伤是巨大的，用不恰当的设备管道储存输送物料，易造成设备管道损坏，泄露的物料对工作人员的安全也造成了极大影响，甚至有火灾或疾病隐患。因此在化工生产之中，增强管道设备的耐腐蚀性一直是化工行业的重点关注研究方向，同时也是提升化工生产质量的保证。
一、化工工程管道优化设计
化工管道设计过程中，尤其要注重安全性原则。设备管道经常输送高温、易燃易爆以及强腐蚀性物质。这些物质本身具备较强的破坏性，因此在设计的时候，需要增强材料的强度及抗腐蚀能力，从而保证符合工艺和工程的需求，对于化工生产企业而言，可以给管道提供一定保护措施，如定期抽检，涂防腐漆等增加其使用寿命，有效提升生产过程的可靠性，减少事故概率，确保化工产品产量的有效增长。关于化工管道优化设计，需要围绕以下几个方面的内容进行，确保设计优化的目的达成，从而提升化工工程的质量。
（一）化工工程设备的优化设计
在化工工程设计的过程中，由于设备本身的特殊性以及材料的特性，需要满足以下几个方面的重要性需求：第一，设计要求。不同的化工设备承担的责任不同，在设计的时候，需要保证化工设备能够承担相应的功能，这是设计中最基本的部分，只有满足了使用的需求之后，才能够对质量以及性价比等方面进行考虑。第二，优化设计部分。这方面主要考虑设备的选材，操作温度、压力，管口方位，固定形式，布置方位等。设备通常分为使用设备以及辅助设备，二者在使用的过程中，互相进行搭配，进而完成整个工艺流程，在实际的使用过程中，辅助设备一般情况下位于主体设备的下风向，二者在安全范围之内，避免发生意外的时候出现危险扩散情况。第三，设备安装、操作、检修部分。在化工设备的安装过程中，需要对实际的设备检修以及操作等留下相应的空间，能够更加便利的完成对于化工设备的检修以及操作，优化当前化工设备的使用效率，提升化工设备的实际使用寿命。最后，在化工工程设备的设计之中，满足工程外观需求，尤其是在化工设备的连续生产使用之中，多数情况下化工设备呈现一种集聚的情况，简洁的设备外观及设备布置可以保证操作人员对设备状态一目了然，方便操作。同时在化工设备的设计过程中，在设备材料，温度、环境等条件许可的情况下露天化处理，让设备在实际的运行中，保持良好的通风。设备布置前，应对化工设备的占地和周边情况等进行了解，确保设备布置既符合国家规范，又符合企业需求。
（二）化工工程管道设计优化
化工工程管道设计优化的过程中，需要保证其本身符合以下几个方面的内容：第一，化工管道需要符合管道设计的规范，在管道设计的时候，采用架空处理的方式，能节省空间的同时，也能够便于检修和更换。第二，在化工工程管道的布置过程中，管道之间保持一定的距离，防止管道泄漏时，物料互相影响，同时也能避免在安装时出现碰撞。第三，化工管道不能放置在吊装区域以及装车区域，这些部分在运作过程中可能会对管道造成不同程度的破坏，也容易引发安全事故。第四，在管道设计中，管道的布置需符合设备的管口方位，确保管道不会对设备产生额外的影响，保证设备的正常运行。第五，运输固体物料的管道，其弯曲半径应大于管道直径，并且保持在五倍左右的数值，让管道能够正常进行输送，不会出现阻塞的现象。
二、化工工程管道材料的优化设计
（一）化工工程管道材料的选择
化工管道材料的选择，针对其使用的范围进行决定，因为在不同的化工工艺之中，物料对材料的影响不同，这些材料的性质也会有一定的差异，因此在管道的选材过程中，确保管道材料不会受到物料的影响，才可以符合当前的使用需求。在实际的使用过程中，材料的选择需要综合进行考虑，通过这样的方式，找出符合当前管道材料使用的有效方式，对于当前的管道进行处理。例如输送酸性物质的管道，管道材料需要抗酸，抗腐蚀。输送蒸汽以及循环水的管道，需要具备一定的抗腐蚀和耐高温能力，蒸汽管道需要另外选择隔热效果好的材料作为保温层以减小管道的热量损失。这样在高温的环境下，管道长期承受水蒸气的侵蚀，氧化，所以材料的选择需要能够规避这部分的问题，才能够完成设计过程中，对于管道材料的需求。
当前化工管道材料的选择，针对所输送物料的性质以及生产需求进行确定，根据物料的不同，确定不同的材料，保证当前的材料能够符合实际的生产需求。同时也应该考虑一些特殊工况，比如极低温，高降水，冰雹，结冰，外部打击，外部腐蚀等，做好相应的保护措施。
（二）化工工程管道材料设计的注意问题
在实际的生产之中，由于温度压力等条件的不同，对于管道材料的选择也会出现一定的差别，在这样的情况下，则需要对管道的材料进行充分的检测分析，找出适合此类管道的建设方式。例如在管道的安装过程中，需要了解管道的抗压力能力，确保管道焊接质量，确认材料是否合格，那么要对管道实施不同的检测方式。以GB8613材料为例，由于它的内部会存在一定的裂口，在实际的使用之中，内部的裂口直接影响了整体的强度，所以在使用之前，需要对材料的内部进行充分的检查，防止在使用的过程中，出现管道断裂，裂纹以及渗漏等问题，一般对于这种材料的检测，会使用超声波无损检测技术或x光射线探伤技术，能直接了解到材料本身是否存在缺陷或不均匀。能检测焊缝是否有缺口。这样才可以充分了解管道真实情况，杜绝内部质量不足的情况，进而应用在管道施工检验、验收之中。
在管道材料的选择过程中，应多维度考虑，根据实际情况对管道材料进行最优选择以及考虑强化措施，针对不同的情况，选择不同的材料进行管道的制造，最终的设计结果满足实际工程需求，并且保证设计内容与施工结果一致，才可以在实际的生产之中，兼顾生产流程的质量和产品的质量。而且实现这样的结果，可以最大程度保证制造的安全，防止出现意外事故，给工作人员以及化工生产提供有效的保证。所以必须重视设备管道的设计施工以及相应材料的选择和优化，提升整个化工流程的质量。
三、结束语
综上所述，在当前的化工工程设备管道与材料优化设计之中，必须注重对于实际问题的考虑。不同的材料，发挥的作用不同，应当把最合适的材料使用在最合适的地方。化工工程设备管道的有效建设，必须重视对于材料的选择，根据实际的情况进行选择和优化，确保材料的选择符合使用需求，提升整体的质量。
参考文献：
[1]王录.化工工程设备管道与材料优化设计[J].当代化工研究,2021(02):146-148.
[2]黄卓亮.化工工程设备管道的优化设计[J].化工管理,2020(30):151-152.