石油化工管道設(shè)計(jì)的影響因素及注意事項(xiàng)分析

董陽陽

洛陽石化工程設(shè)計(jì)有限公司

石油化工管道設(shè)計(jì)的影響因素及注意事項(xiàng)分析

董陽陽

洛陽石化工程設(shè)計(jì)有限公司

石油作為現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)中的主要能源之一，石油開采和運(yùn)輸、加工一直以來備受關(guān)注。石油化工管道設(shè)計(jì)的合理性和科學(xué)性，往往影響著石油的輸送效率，關(guān)系到石油運(yùn)輸成本。石油化工管道設(shè)計(jì)要考慮多方面因素，既要保證合理性，同時(shí)也要突出安全性和穩(wěn)定性。在有效設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，石油化工管道也要實(shí)現(xiàn)科學(xué)安置，進(jìn)而才能實(shí)現(xiàn)全過程的高效管理和控制。本文就對(duì)石油化工管道設(shè)計(jì)的影響因素及注意事項(xiàng)進(jìn)行分析和探討。

石油化工；管道設(shè)計(jì)；影響因素；注意事項(xiàng)

1 石油化工管道設(shè)計(jì)的影響因素

石油化工管道運(yùn)行的安全性，這是對(duì)管道設(shè)計(jì)最基本的要求。但在管道實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，不可避免的還存在一些安全影響因素，給管道運(yùn)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(huán)境腐蝕的影響

環(huán)境腐蝕是影響管道安全運(yùn)行的關(guān)鍵因素。主要是通過化學(xué)反應(yīng)造成應(yīng)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(huán)境的不同，很容易產(chǎn)生腐蝕破壞。如：有的管道周圍環(huán)境較為復(fù)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(nèi)漏與外漏，而且閥門泄漏量較大，一旦發(fā)生泄漏將直接影響管道運(yùn)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(dāng)管道所處低溫環(huán)境時(shí)，管材溫度小于材料脆性轉(zhuǎn)變溫度，就會(huì)發(fā)生管道脆性斷裂。當(dāng)管道所處高溫環(huán)境時(shí)，管材可能會(huì)發(fā)生蠕變﹑回火脆化﹑碳鋼等惡性破壞，直接出現(xiàn)管道材料脆性斷裂。此外，在遇到溫度出現(xiàn)周期變化時(shí)，管道金屬材料容易出現(xiàn)疲勞損壞，直接造成金屬斷裂，甚至出現(xiàn)更加嚴(yán)重的后果。

1.4 進(jìn)出裝置設(shè)置的影響

在管道設(shè)計(jì)中，對(duì)進(jìn)出裝置的管道必須設(shè)計(jì)切斷閥，并在裝置側(cè)設(shè)計(jì)“8字盲板”。但在管道實(shí)際設(shè)計(jì)中，有的只是在有毒和可燃?xì)怏w的管道設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)用“8字盲板”，造成這類進(jìn)出裝置的管道缺乏保護(hù)。如果操作人員違規(guī)操作，就會(huì)造成人身傷害。因此，“8字盲板”的設(shè)計(jì)必須要注意和不缺。

2 石油化工管道設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)

2.1 應(yīng)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(shè)計(jì)施工的基本要求，確保管道施工到位率。二是管道安全閥設(shè)置達(dá)標(biāo)。管道中布置安全閥要結(jié)合施工實(shí)際情況和后期安全管理的具體要求，突出合理和科學(xué)性。三是夾套管布置要標(biāo)準(zhǔn)化。在實(shí)際施工的管段中，對(duì)接焊縫距離大小都有實(shí)際的要求，管件彎頭等控制量也有標(biāo)準(zhǔn)，在夾套管施工前，要按照標(biāo)準(zhǔn)和要求做好前期檢測(cè)，確保材料合格和施工工藝合理后才能展開實(shí)際施工，進(jìn)而確保施工質(zhì)量的達(dá)標(biāo)。

2.2 管架設(shè)計(jì)穩(wěn)定

管架是管道設(shè)計(jì)中的重要組成部分，對(duì)管道起到固定和保護(hù)的作用。在管道運(yùn)行的過程中，會(huì)產(chǎn)生一定的振動(dòng)和移位，如果不加以固定，會(huì)損害到設(shè)備，所以要在管道上安裝管架，保證管道的穩(wěn)定性。在管架設(shè)計(jì)時(shí)，要盡量減少?gòu)椈杉艿氖褂茫驗(yàn)橐坏椈墒В瑢?huì)影響到管道的穩(wěn)定性，同時(shí)定位銷不要隨意拔掉。在理論上講，在沿塔的管線只設(shè)計(jì)一個(gè)管架，如果承受的荷載力較大的情況下，可以增設(shè)承重彈簧吊架，且每隔一段距離設(shè)置一個(gè)導(dǎo)向支架。吊架的穩(wěn)定性不強(qiáng)，所以在距離較長(zhǎng)的管道中盡量不要使用太多的吊架，以免影響到管道的穩(wěn)定性。

2.3 材料選擇恰當(dāng)以及采購(gòu)

2.3.1 石油化工管道材料選擇。其一是合理設(shè)計(jì)選材。如在石油化工管道法蘭相連接處螺栓及墊片設(shè)計(jì)中，由于高壓力規(guī)格法蘭要求的密封比壓相對(duì)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?yàn)椴町愋砸?guī)格管道在法蘭連接處會(huì)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(chǎn)生隱患。其二是設(shè)備之間要確保匹配度。隨著石油化工管道應(yīng)用要求的不斷提高，現(xiàn)階段在管道施工過程中，應(yīng)用到進(jìn)口設(shè)備﹑材料的機(jī)率有所增加，進(jìn)口設(shè)備與國(guó)產(chǎn)設(shè)備是否能夠匹配成為關(guān)鍵。其三是突出環(huán)境因素。在石油化工管道設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮到后期管道運(yùn)行的環(huán)境。尤其是注意隔熱溫度設(shè)計(jì)，要將隔熱溫度控制在工程允許的范圍之內(nèi)，進(jìn)而才能確保管道具備良好的隔熱效果，避免因選材不當(dāng)導(dǎo)致后期管道運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)管道過熱等負(fù)面問題。

2.3.2 石油化工管道材料采購(gòu)。其一是采購(gòu)總量的科學(xué)控制。在實(shí)際工程材料采購(gòu)工作中，材料采購(gòu)量往往要多于實(shí)際預(yù)期量，這一差別區(qū)間在20%以內(nèi)。在施工過程中原材料的損耗率已經(jīng)較低，因此有效控制采購(gòu)總量，減少實(shí)際采購(gòu)量已經(jīng)成為一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。其二是科學(xué)掌握材料參數(shù)數(shù)據(jù)。施工方采購(gòu)原材料后，應(yīng)要求材料供應(yīng)商提供必要的材料參數(shù)數(shù)據(jù)。只有將這些參數(shù)數(shù)據(jù)加以掌握，才能更好地了解材料特性，從而在實(shí)際施工時(shí)可以更好發(fā)揮材料作用，提升施工效率。其三是做好采購(gòu)驗(yàn)收和抽檢。在工程材料采購(gòu)工作中，要進(jìn)一步做好材料的驗(yàn)收和抽檢，避免不達(dá)標(biāo)材料投放到施工建設(shè)中，對(duì)不達(dá)標(biāo)材料，采購(gòu)部門要堅(jiān)決予以回退，同時(shí)也要與材料批量檢驗(yàn)存在超標(biāo)不合格情況的供應(yīng)商進(jìn)行約談。

2.4 注重材料檢測(cè)及低溫?fù)p害的處理

管道材料送到現(xiàn)場(chǎng)后應(yīng)該先對(duì)材料進(jìn)行檢驗(yàn)，確保材料的數(shù)量和質(zhì)量。金屬管道材料都要進(jìn)行水壓和氣密試驗(yàn)，按安全級(jí)別的不同對(duì)閥門進(jìn)行水壓測(cè)試和調(diào)試抽檢。當(dāng)石油管道的工作環(huán)境溫度過低時(shí)，由于低溫導(dǎo)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(xiàn)破損的現(xiàn)象。所以，在實(shí)際操作過程中，當(dāng)操作溫度等于或低于零下20℃時(shí)，就必須要根據(jù)實(shí)際要求選用低溫材料。但在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)注意當(dāng)?shù)丨h(huán)境溫度的影響，或如液化氣體急劇氣化時(shí)，應(yīng)考慮到管道金屬溫度值，并按相關(guān)規(guī)定設(shè)計(jì)最低溫度做沖擊試驗(yàn)。

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[2]穆柯，張博.石油化工裝置工藝管道設(shè)計(jì)探討[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2013，23：31-32.