化工管道保温层的分析与设计方法研究

材料，以此将热损失降低到最小，保证化工管道的安全、稳定等性能。

2 化工管道保温层设计的主要措施

其实，在化工管道保温层设计的过程中，应当对所涉及的方面进行综合性的考虑和分析，从而选择相对适合的设计方式，其具体的方式方法为：

2.1 化工管道保温层厚度

在化工管道保温层设计的过程中，所包含的方面有很多，其厚度就是其中的一个。因此，在化工管道保温层厚度设计的过程中，为避免保温层结构散热产生大量的损失，一定要在“经济厚度”的基础之上，将管道的介质进行一定程度上的控制，避免发生不必要的经济损失。同时，在化工管道保温层厚度设计的过程中，若是管道的外径超过102mm，在计算时可以按照平面要求来计算，而其他情况则按照圆筒面计算，这样可以满足化工管道生产的需求。

另外，在化工管道保温层厚度设计的过程中，应当对化工生产环境的实际情况进行一定程度上的了解，针对相对较为寒冷的地区，为了延长长管道内介质冻结、凝固时间，计算保温层厚度时，那么可以采取热平衡的方式，并且利用相应的计算公式，例如：表1所示，这样主要是避免其厚度出现误差，其公式为：。其中，δ表示保温层的厚度，单位m，为管道的外径，其单位为m，表示管内保温层，表示管件与管道支吊架附加热损失系数，取值1.1一1.2，λ表示绝热材料在平均温度下导热系数，单位侧（㎡·℃）。

2.2 防冻裂保温层

在化工管道保温层设计的过程中，防冻裂是其中非常的一项内容，那么，在设计的过程中，可以从以下几个方面展开：

2.2.1 在化工管道保温层设计的过程中，应当选择相对合适的保温材料，并且要求所允许材料使用的温度高于正常操作时介质所产生是的温度。同时，在化工管道保温层设计的过程中，应当选择密度相对较小的材料，其导热系数相对较小，这样在后期操作的时候相对较为方便，并且其成本也相对较低，为其经济效益的提升，起到了非常重要的作用和意义。

2.2.2 在化工管道保温层设计的过程中，应当根据管道的特性，以及直径大小的特点，选择相对适合的保温层设计方式，可以直接选择埋地敷设防冻处理。但是，在处理的过程中，应当对冰冻线进行一定程度上的明确，将化工管道埋设到冰冻线以下的位置，例如：图1所示，这样可以在一定程度上管道内不会出现介质的情况，保证了化工管道处于正常、安全、稳定的使用性能。

2.2.3 在设计的过程中，化工管道的排水阀等方面，也是其中非常重要的一项内容。同时，在设计的过程中，针对介质流动的管道，应当设置蒸汽伴热管设备，这样可以在一定程度上提升化工管道的防冻裂等性能。同时，在化工管道保温层设计的过程中，可以取阀门保温箱或者阀门伴热的方法，进行相应的管道冻裂处理，避免发生不必要的安全事故。另外，在设计的过程中，压缩机或者泵冷缺水排放管进行一定程度上的处理，可以将其设置为坡向管道的模式，并且沿着坡向连接回水或者下水管道，这样可以在一定程度上保证是的化工管道处于正常、稳定的运行状态，避免发生不必要的安全事故。

3 化工管道保温层材料的选择

材料的选择是化工管道保温层设计中，非常重要的一项内容，与管道安全、稳定等性能的提升，起到了非常重要的作用。但是，在材料选择的过程中，可以从以下几个方面分析：

3.1 在化工管道保温层设计的过程中，应当允许使用温度应高于正常操作时介质的最高温度，这样可以在一定程度上降低化工管道散热性能。

3.2 针对不同的施工环节，所选择的化工管道保温层材料也是有着很大程度上的不同。在化工管道保温层设计的过程中，应当选择导热系数、密度等方面相对较小的管道材料。同时，在化工管道保温材料选择的过程中，应当对其成本进行综合的考虑，其成本相对较低，性能相对较好，经济效益相对较高的化工管道保温层材料优先使用。

3.3 在化工管道保温层设计的过程中，若是处于高温的状态下，应当选择复合的化工管道保温层材料，这样可以在一定程度上保证化工管道保温层安全、稳定的使用性能。

4 化工管道保温层施工时的防水问题

4.1 塔器等设备检修孔保温层施工

对于储罐、塔类以及容器类设备而言，其中保温层最容易进水的部位为检修孔、支吊架、盘梯以及管出入口处。通过之前的检修可以发现，上述部位的保温材料一直处于潮湿状态，金属壁板存在着较为严重的腐蚀现象。为了有效防止上述现象的产生，金属保护层在搭接时一定要按照顺水流的方向進行，障碍物开孔测量尺寸一定要准确，正确在规范范围内。除此之外，要在实际琴况的基础上，做一些特殊的处理工作。在对检修孔处的保护层进行处理之后，会有效降低进水的可能性，而且保护层外面的水流能够轻松的绕开检修孔，流入下流。为了防止在进行检修孔盲板螺栓的拆卸时破坏保温层，可以采取图2的方法将局部保温层做成漏斗的形状，通过这种方式，不仅会确保保温层的完整性，还能起到良好的防水效果。

4.2 支吊架施工

在设备支吊架采用一些型钢时，要确保型钢的凹槽是向下的，这样能够有效避免型钢凹槽积水渗入到保温层中。

4.3 储罐盘梯施工

储罐的盘梯也是防水施工中一个较为薄弱的环节，如果采取支耳的方式完成盘梯的固定，那么金属保护层在支耳处的缝隙可能会小一点，有可能会将金属薄板翻边10mm左右，进而起到有效的防水作用。如果在罐壁处直接进行盘梯踏步的焊接，那么就要改变保温结构，即在盘梯上面进行保温支承件的焊接，在支撑保温层重量的同时实现金属保护层的支撑。在盘梯踏步的下面，要进行防水檐的焊接，将金属保护层直接插入到防水檐中。虽然该种结构在盘梯踏步中没有实现保温，进而出现局部散热过大的现象，但是在对储料温度、保温要求不是也别高的情况下是可以采用的。总之，该结构在盘梯处能够起到防水、监测腐蚀情况的作用，大部分化工区域采取了该种方式。

4.4 塔器等设备封头防水施工

塔、容器、热交换器等设备的封头，金属保护层的常规做法为西瓜瓣片式，每片都需要采用自攻螺钉进行连接及固定，在这种情况下，如果遇到下雨天气，那么进水情况会非常严重。为了避免出现进水现象，可以将西瓜瓣片按照筒体直径的大小采取平咬口、立咬口的方式进行连接，使其变成2～6片，进而有效清除进水的可能性。如果设备筒体的直径比较小，比如在600mm时，封头的保温保护层可能做成盒式的，之后将金属盒与封头连接在一起。该种形式的盒式封头具有较强的整体性，与西瓜瓣式相比，更能节省材料和工时，具有较强的防水性能。

管道封头式就是将设备封头作为管道的管端，在完成设备的主保温层施工之后，利用金属板制作圆桶，并直接套入设备封头，在设备筒体连接处利用自攻螺钉进行固定。压延变形式封头主要是对金属薄板进行冲击，使其成形，或者也可以采用刨锤将金属薄板刨成球形或者是椭球形的封头形式，之后套在设备的封头上面。插条可拆式封头主要是将封头做成两部分，或者是更多部分，需要将主保护层附在金属盒的内部，用插条或锁扣进行连接。对于这种可拆式式的封头，使用起来非常方便，比如，热交换器封头采用了这种形式，在检修过程中，将封头盒拆下就可以，要想恢复保温，将盒式封头套在上面就能继续使用，在节省材料和工时的同时，降低了维修费用。

4.5 管道三通处保护层施工

对于三通处保温保护层的施工而言，如果采取以往的做法会导致主管、支管的交接处存在空隙，这时雨水就会非常容易进入。为了有效防治雨水的进入，可以调整主管与支管的位置，使其形成接合形式，这样就会起到了良好的防水作用。 （下转第页）（上接第页）

4.6 弯头外保护层施工

对于弯头保温外保护层而言，之前一直做成虾米腰的形式，每节虾腰都是用自攻螺钉进行连接的，整体性能较差，因此比较容易进水。现阶段，一些单位已经投入冲压两半形弯头的生产，这种弯头具有整体性能好的特点，而且其防水性能也比较强。如果没有冲压弯头，也可以采用平咬口、立咬口的形式将虾米腰进行连接，使其形成两半，之后在弯头保温层外进行安装，这样也能起到良好的防水作用。对于垂直管道的法兰下部，管线保温处极易有雨水灌入，为了防止雨水进入，可以采用不易开裂的胶料，并将端部制成锥形。在国外，为了更加有效的防止雨水进入到保温层中，可以在金属薄板搭接处粘结不干性密封带，同时在支吊架、障碍物开孔处涂抹密封胶，进而确保保温层的防水性能。

综上所述，本文对化工管道保温层设计进行了简要的分析和阐述，并且在此基础之上， 对化工管道保温层设计的一些主要措施，展开了概述。其实，在化工管道保温层设计的过程中，只有利用科学、合理的设计方式，这样才能有效的提升化工管道保温层设计水平，保证了化工管道处于安全、稳定的运行状态，避免安全事故的发生，这对我国化工行业的发展，也是非常有利的。

参考文献：

[1]李薇.关于化工管道保温层的讨论[J].兰州石化职业技术学院学报， 2015（03）.

[2]郑学锋，段中华.化工厂工艺管道防冻保温设计方法[J].化肥设计，2008（04）.

[3]李春成，谢禹钧，李世武，武荣华.工业管道保温结构的优化设计及节能分析[J].辽宁石油化工大学学报，2016（02）.

作者简介：

汪蓉蓉（1982- ），女，汉，安徽巢湖人，工程师，研究方向：材料工程师。

钟原（1983- ），男，汉，吉林农安人，安徽省化工设计院工程师，研究方向：化工设备。

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