淺談影響石油化工管道設(shè)計的因素及解決策略

吳倩

摘 要：石油化工管道設(shè)計時，設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)對相關(guān)影響因素進(jìn)行深入剖析，如密封、腐蝕、溫度、機械損傷等。根據(jù)實際分析結(jié)果，進(jìn)而制定相關(guān)解決措施，消除設(shè)計安全隱患，保證石油化工管道設(shè)計方案可行性。下文就影響石油化工管道設(shè)計的因素及解決策略分析探討。

關(guān)鍵詞：石油化工;管道設(shè)計;影響因素;解決策略

石油化工行業(yè)特殊，為保證各項工作開展安全性，應(yīng)當(dāng)對化工管道設(shè)計工作進(jìn)行嚴(yán)格控制，保證化工管道設(shè)計草案可行性與安全性。基于影響因素，主動對設(shè)計草案進(jìn)行完善優(yōu)化，以主動規(guī)避相關(guān)設(shè)計風(fēng)險。

1 影響因素

1.1 密封問題

密封質(zhì)量直接影響到化工管道設(shè)計方案可行性，任何管道區(qū)域出現(xiàn)密封質(zhì)量缺陷，都可能誘發(fā)危險事故，造成嚴(yán)重的化工生產(chǎn)災(zāi)難。如管道焊接質(zhì)量缺陷、選擇閥門質(zhì)量、管道生產(chǎn)質(zhì)量、設(shè)備儀器質(zhì)量等，由于石油化工管道，需進(jìn)行長年高溫高壓運行，若相關(guān)設(shè)備零配件存在質(zhì)量缺陷，則會造成安全隱患。如管道焊接質(zhì)量缺陷，管道連接處需進(jìn)行焊接處理，若焊接的整體效果，無法達(dá)到管道密封性能要求，則不能保證管道整體運行可靠性。因此進(jìn)行管道設(shè)計工作時，需進(jìn)行全面細(xì)化設(shè)計，針對影響密封性能的每一個因素進(jìn)行設(shè)計消除。

1.2 管道腐蝕

管道腐蝕是化工管線運行中不可避免的問題，腐蝕性介質(zhì)運輸、高溫高壓運行狀態(tài)、極端惡劣外界條件等因素干擾，使得管道設(shè)計性能出現(xiàn)直線下降，無法滿足管道運行的質(zhì)量要求與安全標(biāo)準(zhǔn)。如管道的內(nèi)部腐蝕、外部腐蝕、損耗腐蝕、介質(zhì)腐蝕等。每一種腐蝕問題都存在著不同的腐蝕機理。為有效預(yù)控管道腐蝕問題，將管道腐蝕問題控制在一定范圍內(nèi)，需在設(shè)計階段開展相關(guān)防腐蝕設(shè)計工作，為后續(xù)工作的開展鋪墊基礎(chǔ)。

1.3 機械損傷

機械損傷是管道運行過程中受到的外力損壞，在極端惡劣的自然條件下，管道很容易出現(xiàn)機械損傷，長期的機械損傷累積，可能會導(dǎo)致管道出現(xiàn)斷裂損傷，直接影響到石油化工管線運行安全性。鑒于機械損傷的危害性，應(yīng)當(dāng)對機械損傷進(jìn)行深入分析，而后開展針對性設(shè)計優(yōu)化措施，以消除機械損傷風(fēng)險。如管道進(jìn)入低溫臨界值時，會呈現(xiàn)出脆性特征，一旦受到外力沖擊，則會出現(xiàn)管道斷裂問題，影響到管道運行安全性。機械損傷問題不容忽視，應(yīng)當(dāng)分析機械損傷產(chǎn)生的不同機理，為設(shè)計工作提供參考資料，保障管線設(shè)計方案的可靠性。

1.4 溫度因素

溫度因素會直接影響到管道設(shè)計可靠性，由于管道長期暴露在戶外，極端溫度的變化，會加劇管道的損耗，降低管道的設(shè)計壽命，使得化工管線運行穩(wěn)定性受到一定影響。溫度因素進(jìn)行控制時，需開展綜合全面的調(diào)查，收集多方面資料，為設(shè)計工作提供參考，合理優(yōu)化設(shè)計方案，消除溫度對管線的質(zhì)量影響，提高石油化工管線的整體運行安全性與可靠性，保證石油化工企業(yè)的各項工作有序開展。

2 解決策略

2.1 密封優(yōu)化設(shè)計

石油化工管線需進(jìn)行高溫高壓介質(zhì)運輸，因此管道密封設(shè)計，必須達(dá)到項目運行可靠性。一旦管道密封出現(xiàn)問題，可能會出現(xiàn)泄漏爆炸等危險事故，直接影響到石油化工管線的整體運行可靠性。管道密封設(shè)計優(yōu)化時，應(yīng)當(dāng)保證密封結(jié)構(gòu)，具有更好的穩(wěn)定性與可靠性。如化工管道法蘭密封設(shè)計時，為保證法蘭整體系統(tǒng)運行的安全性與可靠性，應(yīng)當(dāng)對管道法蘭運行規(guī)律進(jìn)行分析，了解法蘭相關(guān)配件的匹配度，進(jìn)而得出運行過程中出現(xiàn)的密封問題，針對密封問題采取合理措施，調(diào)整相關(guān)配件的匹配度，保證法蘭配套系統(tǒng)的整體密封性能。如石油化工管道閥門密封性能優(yōu)化設(shè)計時，需對閥門的實際運行要求進(jìn)行分析，選擇合適的閥門型號與材料，確保閥門具有較高的可靠性，且閥門與相關(guān)管道的銜接，可達(dá)到設(shè)計密封要求，提高管線的整體運行安全性。

2.2 防腐蝕設(shè)計

由于石油化工產(chǎn)品的特殊性，開展管線設(shè)計時，必須進(jìn)行有效防腐蝕設(shè)計，針對管道腐蝕問題進(jìn)行合理分析，根據(jù)管道腐蝕產(chǎn)生機理，開展管線防腐蝕設(shè)計，有效提高管線運行可靠性。管線防腐蝕設(shè)計工作開展時，需對管道運輸?shù)慕橘|(zhì)進(jìn)行深度分析，研究不同介質(zhì)對管道產(chǎn)生的腐蝕情況，如強酸強堿介質(zhì)、腐蝕性氣體介質(zhì)等，根據(jù)管道運輸介質(zhì)腐蝕特點，開展針對性管道設(shè)計，以發(fā)揮出管道防腐蝕設(shè)計工作價值。通過對石油化工管道腐蝕問題進(jìn)行解析，發(fā)現(xiàn)均勻腐蝕、應(yīng)力腐蝕、局部腐蝕、電化學(xué)腐蝕等問題存在，為保證化工管線的運行安全性，應(yīng)當(dāng)針對不同的腐蝕類型，采取針對性防腐蝕設(shè)計方案。如電化學(xué)腐蝕防治時，設(shè)計電源保護(hù)技術(shù)方案，主動消除電化學(xué)腐蝕隱患。

2.3 防機械損傷設(shè)計

石油化工管線運行時，出現(xiàn)的機械損傷問題，會降低管線整體運行穩(wěn)定性。管線設(shè)計階段，對機械損傷進(jìn)行深入全面分析，以實現(xiàn)防機械損傷設(shè)計預(yù)期效果。通過對機械損傷進(jìn)行研究剖析可知，該類問題主要集中于高溫管道與低溫管道，因此設(shè)計工作開展時，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行針對性預(yù)防設(shè)計，以提升管道運行安全。如低溫管道防機械損傷設(shè)計工作開展時，可合理選擇合金材料進(jìn)行管道設(shè)計。根據(jù)低溫管道的實際運行需求，適當(dāng)增加材料的合金含量，進(jìn)而有效提升管道的耐低溫性能，確保設(shè)計管道達(dá)到理想耐沖擊效果。如高溫管道運行過程中，出現(xiàn)的蠕變效應(yīng)與石墨化機械損傷問題，直接影響到管道運行安全性。為此，設(shè)計人員開展高溫管線設(shè)計時，應(yīng)當(dāng)主動規(guī)避使用含碳量較高的管道材料，有效抑制蠕變與石墨化問題。石油化工管線設(shè)計工作開展時，為提高管道的整體穩(wěn)定性，需保證設(shè)計管道材料強度達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，且對管道運輸過程中出現(xiàn)的機械損傷，設(shè)計針對性防控措施，避免運輸階段機械損傷，對管道整體質(zhì)量產(chǎn)生較大影響。

2.4 管線溫度控制

溫度變化是石油化工管道設(shè)計的主要影響因素之一，化工管線設(shè)計時，應(yīng)當(dāng)對溫度進(jìn)行有效控制，主動消除溫度變化對管線運行產(chǎn)生的安全隱患。為保證溫度設(shè)計控制效果，應(yīng)當(dāng)對管道設(shè)計進(jìn)行全面調(diào)查，了解相關(guān)區(qū)域的溫度變化規(guī)律，依據(jù)溫度變化數(shù)據(jù)繪制相關(guān)曲線，進(jìn)而直觀分析溫度對管線運行產(chǎn)生的影響，并生成相關(guān)設(shè)計意見，為后續(xù)管線設(shè)計工作提供參考。如管道材料設(shè)計篩選時，應(yīng)當(dāng)考量相關(guān)管道材料具有很好的溫度適應(yīng)性，即在最高溫度與最低溫度下，仍舊保證具備很好穩(wěn)定性與安全性。部分特殊區(qū)域進(jìn)行管線設(shè)計時，為避免極端天氣產(chǎn)生的溫度變化，影響到管線運行安全性與可靠性，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行管道保護(hù)設(shè)計，保證管道具有很好的保溫與隔熱性能，有效抑制極端溫度對管線運行安全產(chǎn)生影響。為此，石油化工管線設(shè)計時，可根據(jù)實際運行情況，進(jìn)行管道保溫層設(shè)計，實現(xiàn)管線運行工作目標(biāo)。

2.5 設(shè)計流程完善

管線設(shè)計工作進(jìn)行時，為保證系統(tǒng)設(shè)計的安全性與可靠性，應(yīng)當(dāng)對設(shè)計流程進(jìn)行完善優(yōu)化，保證整體管線設(shè)計工作開展的流暢性與協(xié)調(diào)性，避免管線設(shè)計出現(xiàn)交接不當(dāng)問題，影響到管道設(shè)計草案安全性。石油化工管線設(shè)計非常復(fù)雜，且包含很多危險產(chǎn)品的運輸。若沒有標(biāo)準(zhǔn)流程化的設(shè)計步驟，則無法保證設(shè)計工作的可靠性。在提高設(shè)計方案可行性時，應(yīng)當(dāng)針對具體管道的設(shè)計區(qū)域，分析相關(guān)設(shè)計影響因素，進(jìn)而對管線設(shè)計方案進(jìn)行合理有效優(yōu)化，主動消除危險隱患。如易燃產(chǎn)品運輸時，需確保周邊沒有易燃物與易爆物品，實現(xiàn)對管道區(qū)域的精準(zhǔn)布控設(shè)計，主動消除安全隱患。管線設(shè)計工作整體進(jìn)行時，為有效控制建設(shè)成本，應(yīng)當(dāng)對管線的整體長度進(jìn)行有效控制，保證項目開發(fā)經(jīng)濟性。設(shè)計人員合理應(yīng)用BIM技術(shù)，對管線設(shè)計方案進(jìn)行可行性論證，對管線沖突與設(shè)計風(fēng)險問題進(jìn)行及時處理，確保管線設(shè)計的可行性與可靠性。

3 結(jié)語

為達(dá)到石油化工管線項目設(shè)計要求，開展管道設(shè)計工作時，應(yīng)當(dāng)對相關(guān)設(shè)計影響因素進(jìn)行解析，并采取有效解決措施，消除危險因素，保障設(shè)計工作的質(zhì)量，提高化工管線的整體建設(shè)安全性。

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