石油化工管道設計注意事項探討

程振烈 王 鵬

陜西省燃氣設計院遼寧分院

石油化工管道設計注意事項探討

程振烈 王 鵬

陜西省燃氣設計院遼寧分院

隨著經濟發展，以及對能源的開發利用技術不斷提高，我國的石油開采以及工業化程度也逐步提高，邁進了石油工業大國行列。隨之而來的是要不斷更新石油化工裝置以及逐漸擴大的規模。石油化工裝置管道的設計正確與否，對于其是否能夠按照要求正常運轉十分重要，所以這方面的設計研究應該得到充分的重視。并且在設計管道時候需要相當高的精密性，否則將會影響到管道方方面面的性能以及安全性。

石油化工；管道設計；注意事項；探討

1 石油化工管道設計的影響因素

1.1 腐蝕影響

腐蝕是影響管道安全的重要原因。腐蝕主要分為應力腐蝕、局部腐蝕、大氣腐蝕和均勻腐蝕。管道由于材料和環境的不同，其抗腐蝕程度也不同。并且腐蝕是一個復雜的化學變化，很容易由于環境的變化而變化，很難對腐蝕進行準確的預料和有效的控制。

1.2 密封效果

管法蘭密封和閥門密封是目前石油化工企業常用的密封方法，可以防止由于管道腐蝕產生的泄漏。法蘭密封由法蘭、螺栓、墊圈組成，而法蘭的剛度、密封面的形式、墊圈的效果等都會直接影響密封效果。另外，如果管道的位置發生變化，也會影響管道的安全。內漏和外漏是閥門泄漏的兩種類型，根據調查可以發現，閥門和法蘭的泄漏量為2/3時，會對管道的安全產生直接影響，其后果也難以估計。因此，防止閥門和法蘭泄漏是石油化工裝置的重要安全措施。

1.3 物理損傷

管道運輸中出現的低溫脆性斷裂和高溫破壞都是由于石油管道的物理損傷導致。低溫條件下，特別是當管道材料溫度低于脆性轉變溫度時，會使其沖擊韌性下降，甚至發生脆性斷裂。在高溫條件下，管道材料的性能很容易發生惡性變化，例如發生蠕變失效、碳鋼石墨化和脆化等，都會導致管道材料的弱化和脆化。另外，管道使用的金屬材料很容易受到溫度的周期變化或處于交變荷負載的影響而產生疲勞、金屬變形、損傷、斷裂等現象，從而嚴重地影響石油化工管道的安全性。

2 目前石油化工裝置的管道設計的現狀

管道設計工藝路線以及工藝過程的安全性設計 “安全第一”是石油化工管路設計過程必須遵守的準則，無論什么工作安全性都是首要原則，石油化工管路設計依然如此。此外，還需要考慮現實可用性以及成本問題，操作復雜性，安裝適用性等問題。在設計過程中首選安全性大的材料。有效合理地挑選材料，能夠緩沖實際操作條件中遇到的嚴苛環境，還能在一定程度上增加安全性能，把問題簡單化，也要充分考慮選材的經濟性。選材以及設計過程中需要注意以下幾點。①在選材時要保證管道的實際性能，必須考慮實際材料的物理化學特性，以及考慮實際工作環境選材，從始端保證管道安全。②設計管道時不能疏忽易出問題的區域，提高對警報裝置的應用。要做到早發現、早治理，保障設備安全性，防患未然。③在設備上裝置緊急停車裝置，以防止出現意想不到的事故，或者防止危險事態進一步嚴重化。④充分利用當前化工領域先進技術，與管路設計相結合，并且根據當前我國的實際情況，對管路工藝進行周密審查，并且提高相關人員的專業素質及相關知識，設計符合當前國內狀況的化工工藝管路，盡量提高管路設計的水平，設計高質量，安全系數大的管路設備。

3 石油化工管道設計需要注意的事項

3.1 提高管道設計工作人員的素質

目前，很多工作人員設計時都是做一些習慣性的工作，沒有創新精神，缺少主動的思考，或者未對工程的實際情況進行充分的了解就進行管道設計，并且大多數是參考其他企業或以往的數據，缺乏嚴謹性。工業設計人員應對設計的安全有強烈的意識，管道設計人員應明白石油化工裝置管道設計的安全性關乎整個工程項目的安全，并應提高工作人員的責任感、使命感以及增強安全意識。另外，應定期安排管道設計人員學習先進的設計方法和技術手段，企業的負責人應從國外的先進技術和技術手段中選擇合適的工藝供設計人員進行學習，以此提高其知識技術水平。

3.2 避免腐蝕破

(1)在很多類型的腐蝕中，壁厚減薄的均勻腐蝕達到了30%以上，但是，在管道設計中最重要的是參考經驗和試驗的腐蝕率等數據，以及管道設計的壽命、費用的比較。英國采用耐腐蝕性較強的材料或將管道的腐蝕裕量加大。管道的壁厚，應進行子在役檢測，對均勻腐蝕進行必要的監督和有效的控制。

(2)應力腐蝕主要是在應力和腐蝕的共同影響下，致使材料發生失效的情況。其主要有應力腐蝕開裂、磨蝕、氫鼓泡腐蝕，所占比例達到了33.33%，其中應力腐蝕開裂是最常見的，達到了20%，并且在破壞前觀察不到任何前兆，屬于脆性開裂，并且這種失效有很高的危險性。因此，應充分掌握和采用防止應力腐蝕開裂的材料和環境的組合方式。

3.3 避免閥門泄露

閥門密封的具體實驗方法、保壓時間、允許泄漏量等在《閥門試驗與檢驗》中都有明確的規定。隔離或切斷作業的閥門都應做好關閉試驗，以此保證較好的密封性。但是，對于在雙密封座中的閘閥和球閥，每一次的密封檢驗都應達到其相應的標準，只有嚴格按照標準進行檢驗，才能避免泄漏現象。在實際運用中，應明確管道設計的基本要求和限制，并且嚴格根據其標準進行設計，但是也要考慮其對本工業的適用性。另外，對于閥座、閥芯、閥桿等也有明確的規定，避免濫用現象。

總之，管道在其正常運行時，常常由于溫度、地理等自然因素和運行的原因，導致其對管道的安全造成一定的影響，因此，在管道設計中，對其安全性要有足夠的重視，對于設計的前饋管理、運行的過程管理和反饋報告都應進行嚴格管理，以此提高管道設計的安全性。

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