石油運輸管道設計分析

王天鴻

摘 要：如今石油作為不可或缺的能源，在日常生活中的使用隨處可見，使用石油來生產加工化工用品時，必須要通過管道的輸送，為了保障石油安全送達，石油運輸管道的設計十分重要。在管道設計時出于對安全性的考慮，需要采取防護措施和遺漏定位技術等，石油運輸管道的設計方案完善，才能盡量避免不必要的失誤，針對石油管道運輸可能出現的問題，文章對石油運輸管道的設計展開了簡要分析。

關鍵詞：石油；運輸管道；設施設計

1 石油運輸管道設計的安全考慮分析

1.1 管道設計的安全性

石油運輸管道在石油化工設備中不可替代，不僅具有連接的作用，而且減少運輸過程中安全事故的發生，例如石油泄露等安全問題。石油管道還必須具備保護運輸的氣體或者液體能安全的運送到目的地的功能，良好的石油運輸管道設計還能節約運輸成本，同時也為維護和保養提供便利。

1.1.1 在石油運輸管道的進出裝置設計上，必須要設計切斷閥。切斷閥位于界區的邊界處，在切斷閥的側面需要設置“8”字形盲板，“8”字形盲板通常運用于有毒氣體或可燃性氣體的運輸管道中，為了保障石油運輸的安全性，石油管道運輸中也應該設置“8”字形盲板。為了避免實際操作中工作人員的失誤引發一些安全事故，“8”字形盲板的設計是進出管道的保護裝置，在安裝設置時一定要落實，以免帶來不必要的損失。

1.1.2 石油運輸管道的安全閥設置，要配備入口切斷閥和旁通閥。在日常工作中，入口切斷閥和旁通閥應該出于鎖定的狀態，a前者在開啟情況下鎖定，后者在關閉情況下鎖定。通常用L.O或者C.S.O的符號表示開啟后鎖定狀態，L.C或者C.S.C的符號表示關閉后鎖定狀態，切斷閥和旁通閥在沒有指示的情況下均不得擅自關閉或開啟，這些指示符號在設計時要注意，工作人員在操作中也需要清楚符號代表的含義，以免造成失誤。

1.2 管道環境的考慮

管道設計不僅要考慮自身的設備，對于管道安裝的環境也需要進行分析。首先要結合石油運輸管道設計路線，從管道鋪設環境為考查點，分析該地的地質地貌以及水文情況，適不適合石油管道的鋪設，若是地質災害多發區，還需要考慮多個因素，以免意外情況的發生造成安全隱患。其次，在地質條件不穩定的區域，鋪設石油運輸管道需要安裝預警設備，若發生災害立即停止對石油的輸送，啟動保護系統，若災害已經發生，對石油運輸管道造成了損害，須立即派施工人員進行搶修維護，以免造成更大的損失。

2 石油運輸管道設計的布置合理性分析

2.1 管廊附加余量的控制

石油運輸管道的設計中，必須要考慮到管道安排的合理性設計，這將直接影響到管道的施工建設以及日后對石油的正常輸送。在設計管廊時，要注意余量一般為10%-20%之間，但為了以后能及時對管廊余量的擴大，在最初安排管道時將熱應力管道設計在兩邊，在技術發展到一定階段，對于余量值可以提高后，能對設備進行升級，不需要耗費更大的成本去換置，而且也有利于設置補償器。

2.2 管道安全閥的設置

安全閥對于石油運輸管道十分重要，在設計時就要引起重視。對于泄壓總管和安全閥的連接，流向角度要精確，通常設計為安全閥出口以45度傾斜，從管道上部流入總管道，角度的傾斜是為了防止總管道的石油倒流進入分支管道，造成操作的失誤。設置管道的傾斜角度，使安全閥出口高于泄壓總管，還能減少對安全閥的背壓。為了防止袋形管積液，需要定期排放至密閉系統。

3 石油運輸管道材料和采購的選擇分析

3.1 選擇管道材料的注意事項

石油運輸管道由于其特殊的性質，要嚴格監管管道的質量，通常在選擇管道原材料時，采用金屬材料為主要原料。在實際操作中，管道要發揮各種功能，首先要選擇合適的管道材料，這樣才能保障石油的正常輸送，減小安全事故的發生幾率。在選材時，金屬墊片和螺栓的使用量較大，在管道中多用于管道等級分界，根據不同的等級管道，選擇相應適合的管道材料，若選擇不恰當，對于維護和修理、保養等都會帶來不便。除了上述材料問題的考慮，對于管道的保溫措施，需要分析管道鋪設的具體環境，相比于已有的管道設計經驗，更多的是“因材施教”，實際的地理狀況和氣候、水文情況，都要注意，全面的分析利弊，才能選擇適合的管道材料。

3.2 采購管道材料的注意事項

對于管道材料的選擇設定后，就要針對選擇的材料進行采購，采購時面臨最重要的問題就是材料的質量，材料質量直接決定了整個管道設置的使用和日常操作，質量不過關，在實際工作中會帶來不少問題。除了質量，采購的數量也是要根據設計來決定，采購數量過多是一種浪費，增加了工程的成本，通常是按照2%-20%的附加量進行采購，具體根據材料的不同進行調整，若采購數量不足又需要進行二次采購，所以采購數量要精確控制。在管道的建設中，施工技術以及施工進度都是要注意的問題，材料在購買時需要了解是否適合某項技術進行的運用，這需要和材料廠家進行交涉和溝通，施工的技術人員也要熟悉管道材料的構成以及使用說明，以免操作失誤影響工程進度以及整體的管道質量。采購管道材料一定有采購清單，這些數據都需要進行保存，除此之外，材料的生產許可證、合格證等資料也需要建立相應的檔案，以方便以后的查詢。

4 石油運輸管道設計的防護措施及保養

4.1 溫度對運輸管道的影響

石油運輸管道的工作環境對輸送有著重要影響，溫度是一個難以把握的問題。若溫度過低，通常低于零下20度時，會造成管道的各項指標下降，和正常溫度情況下相比，壓力和沖擊力數值都降低，這是可能引起管道的破裂。為了避免石油管道破裂造成的泄露以及對土壤、水體的污染，對于低溫的環境，需要采用抗低溫的管道材料來應對管道鋪設環境中的溫度變化。采用金屬材料時考慮金屬的溫度變化，并針對最低溫度進行相關試驗，以應對液化氣體突發性汽化的現象。若管道鋪設環境的溫度較高，金屬管道穩定性遭到了破壞，到達一定的熔點溫度，在恒應力作用下發生應變，隨著時間的變化，金屬也會變形，蠕變失效，穩蠕變發生到快速蠕變，最終導致管道破裂。由于高溫的環境對于碳的穩定性有影響，石墨化的傾向導致管道在使用年限上縮短。

4.2 管道防腐蝕技術的運用

針對頻頻發生的管道腐蝕穿孔導致石油泄漏的事件，造成了環境污染和巨大損失，石油運輸管道的防腐蝕技術需要提高。土壤腐蝕屬于電化學腐蝕，鋼管和土壤接觸后，由于電極電位差異形成腐蝕電池。當土壤性質有差異時會形成腐蝕電池，不同的土壤造成腐蝕電池兩極距離較遠，這是宏腐蝕電池的構成原理。為了提高管道的防腐蝕性能，充分考慮環境對管道的影響，以及管道材料自身的抗腐蝕性，在選材時也要及時注意。

4.3 運輸管道清理的保養

石油運輸管道的長期使用，會在管道內部形成沉積物，這些沉積物呈黑褐色，與管道粘結較為牢固，大部分是臘、膠質和瀝青質混合物。會導致石油運輸能力下降，造成輸送障礙，因此要注重管道的清理。較多使用的方法有三種，分別是化學添加劑防臘和清臘，在管道內刷上涂層減少臘的凝結，再就是采用清管器清臘，這些措施都能有效的減少管道臘的沉積。

5 結束語

石油運輸管道的設計是保障管道施工和日后實際運行的關鍵，在設計中首要考慮的是安全問題，同時對于管道材料的選擇和采購，管道的防腐蝕能力、抗溫度變化能力以及應對自然災害的能力都要進行全面地權衡，將石油運輸管道的設計進一步的完善，才能為實際的操作打下堅實的基礎，對于管道的清理和保養也提供了便利。

參考文獻

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