石油化工管道設計的影響因素及注意事項分析

董陽陽

洛陽石化工程設計有限公司

石油化工管道設計的影響因素及注意事項分析

董陽陽

洛陽石化工程設計有限公司

石油作為現代經濟社會中的主要能源之一，石油開采和運輸、加工一直以來備受關注。石油化工管道設計的合理性和科學性，往往影響著石油的輸送效率，關系到石油運輸成本。石油化工管道設計要考慮多方面因素，既要保證合理性，同時也要突出安全性和穩定性。在有效設計基礎上，石油化工管道也要實現科學安置，進而才能實現全過程的高效管理和控制。本文就對石油化工管道設計的影響因素及注意事項進行分析和探討。

石油化工；管道設計；影響因素；注意事項

1 石油化工管道設計的影響因素

石油化工管道運行的安全性，這是對管道設計最基本的要求。但在管道實際設計過程中，不可避免的還存在一些安全影響因素，給管道運行埋下了一定的安全隱患。主要有以下幾種因素：

1.1 周圍環境腐蝕的影響

環境腐蝕是影響管道安全運行的關鍵因素。主要是通過化學反應造成應力腐蝕﹑大氣腐蝕或局部腐蝕等。由于管道本身抗腐蝕性能不同，加之所處的周圍環境的不同，很容易產生腐蝕破壞。如：有的管道周圍環境較為復雜，管材自身有著缺陷和不足，就極易造成腐蝕。

1.2 管道密封效果的影響

石油化工管道主要是閥門與法蘭密封裝置。其中法蘭密封裝置由螺栓﹑法蘭和墊片組成，其密封效果主要由法蘭剛度﹑密封面型式與墊片性法蘭決定，直接影響著管道安全性能。閥門密封裝置有內漏與外漏，而且閥門泄漏量較大，一旦發生泄漏將直接影響管道運行。

1.3 管道物理損傷的影響

高溫破壞和低溫脆性斷裂是石油化工管道物理損傷的兩種形式。當管道所處低溫環境時，管材溫度小于材料脆性轉變溫度，就會發生管道脆性斷裂。當管道所處高溫環境時，管材可能會發生蠕變﹑回火脆化﹑碳鋼等惡性破壞，直接出現管道材料脆性斷裂。此外，在遇到溫度出現周期變化時，管道金屬材料容易出現疲勞損壞，直接造成金屬斷裂，甚至出現更加嚴重的后果。

1.4 進出裝置設置的影響

在管道設計中，對進出裝置的管道必須設計切斷閥，并在裝置側設計“8字盲板”。但在管道實際設計中，有的只是在有毒和可燃氣體的管道設計時，應用“8字盲板”，造成這類進出裝置的管道缺乏保護。如果操作人員違規操作，就會造成人身傷害。因此，“8字盲板”的設計必須要注意和不缺。

2 石油化工管道設計的注意事項

2.1 應注意管道的布置

一是管廊附加余量的控制。管廊附加余量必須符合管道設計施工的基本要求，確保管道施工到位率。二是管道安全閥設置達標。管道中布置安全閥要結合施工實際情況和后期安全管理的具體要求，突出合理和科學性。三是夾套管布置要標準化。在實際施工的管段中，對接焊縫距離大小都有實際的要求，管件彎頭等控制量也有標準，在夾套管施工前，要按照標準和要求做好前期檢測，確保材料合格和施工工藝合理后才能展開實際施工，進而確保施工質量的達標。

2.2 管架設計穩定

管架是管道設計中的重要組成部分，對管道起到固定和保護的作用。在管道運行的過程中，會產生一定的振動和移位，如果不加以固定，會損害到設備，所以要在管道上安裝管架，保證管道的穩定性。在管架設計時，要盡量減少彈簧架的使用，因為一旦彈簧失效，將會影響到管道的穩定性，同時定位銷不要隨意拔掉。在理論上講，在沿塔的管線只設計一個管架，如果承受的荷載力較大的情況下，可以增設承重彈簧吊架，且每隔一段距離設置一個導向支架。吊架的穩定性不強，所以在距離較長的管道中盡量不要使用太多的吊架，以免影響到管道的穩定性。

2.3 材料選擇恰當以及采購

2.3.1 石油化工管道材料選擇。其一是合理設計選材。如在石油化工管道法蘭相連接處螺栓及墊片設計中，由于高壓力規格法蘭要求的密封比壓相對高，因此墊片硬度要低于法蘭核定硬度要求。之所以在材料選材方面采取這種方式，主要是因為差異性規格管道在法蘭連接處會分開，如果螺栓﹑墊片等輔材無法滿足于硬度要求，后期容易產生隱患。其二是設備之間要確保匹配度。隨著石油化工管道應用要求的不斷提高，現階段在管道施工過程中，應用到進口設備﹑材料的機率有所增加，進口設備與國產設備是否能夠匹配成為關鍵。其三是突出環境因素。在石油化工管道設計時，要充分考慮到后期管道運行的環境。尤其是注意隔熱溫度設計，要將隔熱溫度控制在工程允許的范圍之內，進而才能確保管道具備良好的隔熱效果，避免因選材不當導致后期管道運行時出現管道過熱等負面問題。

2.3.2 石油化工管道材料采購。其一是采購總量的科學控制。在實際工程材料采購工作中，材料采購量往往要多于實際預期量，這一差別區間在20%以內。在施工過程中原材料的損耗率已經較低，因此有效控制采購總量，減少實際采購量已經成為一個關鍵點。其二是科學掌握材料參數數據。施工方采購原材料后，應要求材料供應商提供必要的材料參數數據。只有將這些參數數據加以掌握，才能更好地了解材料特性，從而在實際施工時可以更好發揮材料作用，提升施工效率。其三是做好采購驗收和抽檢。在工程材料采購工作中，要進一步做好材料的驗收和抽檢，避免不達標材料投放到施工建設中，對不達標材料，采購部門要堅決予以回退，同時也要與材料批量檢驗存在超標不合格情況的供應商進行約談。

2.4 注重材料檢測及低溫損害的處理

管道材料送到現場后應該先對材料進行檢驗，確保材料的數量和質量。金屬管道材料都要進行水壓和氣密試驗，按安全級別的不同對閥門進行水壓測試和調試抽檢。當石油管道的工作環境溫度過低時，由于低溫導致管道所能承受的壓力和沖擊力限度極大的降低，很容易就出現破損的現象。所以，在實際操作過程中，當操作溫度等于或低于零下20℃時，就必須要根據實際要求選用低溫材料。但在設計過程中應注意當地環境溫度的影響，或如液化氣體急劇氣化時，應考慮到管道金屬溫度值，并按相關規定設計最低溫度做沖擊試驗。

[1]豐晨琛，童寅.石油化工管道設計注意事項探討[J].化工管理，2013，22：188.

[2]穆柯，張博.石油化工裝置工藝管道設計探討[J].中國石油和化工標準與質量，2013，23：31-32.