化工工藝管道的安裝與維護(hù)研究

王 崇

（吉林夢溪工程管理有限公司，吉林省吉林市 132000）

化工行業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)中的重要構(gòu)成，每年生產(chǎn)了大量生產(chǎn)生活所需的化工產(chǎn)品。化工生產(chǎn)具有高危性、復(fù)雜性，生產(chǎn)要素較多，工藝管道是其中的一個方面。根據(jù)化工企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，工藝管道關(guān)乎生產(chǎn)安全、產(chǎn)量與效益，為促進(jìn)生產(chǎn)現(xiàn)代化、標(biāo)準(zhǔn)化，保障產(chǎn)量提升效益，化工企業(yè)開展工藝管道安裝與維護(hù)極為重要。一些化工企業(yè)在化工工藝管道安裝與維護(hù)方面存在諸多問題，嚴(yán)重干擾了生產(chǎn)活動，未來為實(shí)現(xiàn)高效、安全生產(chǎn)，需創(chuàng)新化工工藝管道的安裝、維護(hù)。

1 化工工藝管道設(shè)計(jì)

1.1 管道參數(shù)設(shè)計(jì)

參數(shù)設(shè)計(jì)是工藝管道設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵任務(wù)，設(shè)計(jì)效果與生產(chǎn)安全息息相關(guān)，通過科學(xué)的參數(shù)設(shè)計(jì)能提升工藝管道的運(yùn)行安全性。管道參數(shù)設(shè)計(jì)中，需考慮諸多因素以保障每個參數(shù)的合理性，避免任何一個參數(shù)設(shè)計(jì)不當(dāng)引發(fā)的生產(chǎn)事故。溫度、壓力是比較常見的管道參數(shù)，一些化工企業(yè)經(jīng)常因?yàn)闇囟然蛘邏毫?shù)設(shè)置不合理影響生產(chǎn)，為減少參數(shù)問題引發(fā)的事故，應(yīng)重視工藝管道參數(shù)設(shè)計(jì)。

1.2 管道材料及等級設(shè)計(jì)

化工企業(yè)的生產(chǎn)中依據(jù)管道內(nèi)部的承壓大小，有高壓管道和低壓管道兩種，兩種管道在溫度、壓力等方面不同，在工藝管道設(shè)計(jì)中需考慮這些差異，以保障在不同情況下合理選擇管材與連接方式。如壓力等級相同、材質(zhì)不同的情況下，針對螺栓與閥門一般應(yīng)選高材質(zhì)材料，法蘭和墊片可根據(jù)具體情況選擇材質(zhì)相對較低的材料；材質(zhì)相同、壓力等級不同的情況下，閥門、螺栓、法蘭和墊片等各類配件應(yīng)選擇高材質(zhì)材料，以保障管道運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性；材質(zhì)、壓力均不相同時，閥門、螺栓最好在高壓一側(cè)選用高質(zhì)材料，法蘭、墊片最好在低壓一側(cè)選擇低質(zhì)材料[1]。

1.3 管道安全性設(shè)計(jì)

化工工藝管道的安全性設(shè)計(jì)就是要嚴(yán)格遵循安全設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，從安全角度優(yōu)化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員需根據(jù)化工生產(chǎn)的具體特征，選擇合適的管道材料，一般應(yīng)選用抗腐蝕、耐摩擦管材；在管道有關(guān)位置加設(shè)警報(bào)系統(tǒng)，后續(xù)工藝管道運(yùn)行出現(xiàn)問題時該系統(tǒng)發(fā)送警報(bào)提醒有關(guān)人員注意處理，避免問題進(jìn)一步擴(kuò)大；管道系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置聯(lián)動閉鎖裝置，當(dāng)管道某一位置有泄漏情況時，該裝置起隔離作用，控制事故影響范圍。

1.4 塔與容器管線的設(shè)計(jì)

化工生產(chǎn)中的工藝管道在工藝設(shè)備間起連接作用，各類工藝管道與各類塔、容器都有緊密聯(lián)系，為提高工藝管道設(shè)計(jì)水平，在設(shè)計(jì)時也需關(guān)注塔與容器管線的設(shè)計(jì)，嚴(yán)格遵循有關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)定。塔與容器管線設(shè)計(jì)包含分餾塔與回流罐之間的管線設(shè)計(jì)、分餾塔與汽提塔之間的管線設(shè)計(jì)。前一個設(shè)計(jì)需把握調(diào)節(jié)閥位置，因?yàn)榉逐s塔運(yùn)行中控制塔頂壓力借助熱旁路，在調(diào)節(jié)閥位置確定時需考慮熱旁路不足的現(xiàn)象；后一個管線設(shè)計(jì)任務(wù)中的調(diào)節(jié)閥以調(diào)節(jié)閥組形式存在，一般設(shè)置于臨近汽提塔附近，通過科學(xué)控制調(diào)節(jié)閥組可保障管線介質(zhì)的高效運(yùn)輸[2]。

1.5 泵的管線設(shè)計(jì)

化工工藝管道設(shè)計(jì)中，泵入口管線的設(shè)計(jì)也是需要引起注意的地方，一旦設(shè)計(jì)不合理將導(dǎo)致泵入口管道路段的氣體聚集，長此以往增大了生產(chǎn)的安全隱患。因此，泵管線的設(shè)計(jì)中，應(yīng)考慮諸多設(shè)計(jì)要求：所采用的入口支架應(yīng)為可調(diào)節(jié)式，后續(xù)管道運(yùn)行中自動根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)入口高度與角度；入口管道與閥門裝置設(shè)計(jì)在泵的前端偏側(cè)一方，設(shè)計(jì)時考慮管道內(nèi)氣體阻塞問題，采取頂平安裝預(yù)防氣阻問題；主要管道選用柔韌管道。

2 化工工藝管道安裝要點(diǎn)

2.1 安裝準(zhǔn)備

化工工藝管道安裝的專業(yè)性強(qiáng)，安裝工作中有諸多交叉環(huán)節(jié)，為提高安裝的質(zhì)量水平應(yīng)做好充分的前期準(zhǔn)備，為后續(xù)安裝作業(yè)創(chuàng)造良好的條件。安裝準(zhǔn)備階段的工作主要為：①材料準(zhǔn)備。確保工藝管道安裝時的材料符合質(zhì)量規(guī)定，嚴(yán)禁使用劣質(zhì)材料，安排有關(guān)人員檢查和驗(yàn)收材料，不僅要保障材料的質(zhì)量，還需提前根據(jù)各個環(huán)節(jié)的安裝要求制定材料配備計(jì)劃。②人員準(zhǔn)備。開展崗前培訓(xùn)，保障參與安裝工作的相關(guān)人員掌握焊接操作規(guī)范、安裝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等，提高人員專業(yè)素質(zhì)，避免后續(xù)出現(xiàn)安裝失誤等現(xiàn)象，對有特殊規(guī)定的崗位人員應(yīng)采取準(zhǔn)入原則，如焊接人員要取得焊接資格證，熟知各種焊接工藝并有豐富的焊接經(jīng)驗(yàn)。③技術(shù)與組織準(zhǔn)備。制定工藝管道安裝的技術(shù)方案、組織管理機(jī)制，保障技術(shù)措施與組織措施的全面對接，由專業(yè)管理部門統(tǒng)一執(zhí)行技術(shù)與組織管理，協(xié)調(diào)各項(xiàng)任務(wù)。

2.2 閥門安裝

化工工藝管道的安裝任務(wù)艱巨，存在許多安裝工作，閥門安裝是其中的一種。化工企業(yè)的生產(chǎn)中，閥門安裝的工作量大，需投入較大的人力與物力資源，為提高安裝效率與水平，相關(guān)部門應(yīng)保障不同安裝環(huán)節(jié)的高度銜接。閥門安裝時應(yīng)考慮后續(xù)的管理與維護(hù)便捷性，通常情況下需將閥門安裝于顯眼位置，手輪間隔距離為100mm。閥門多為水平安裝，為避免閥桿朝下的現(xiàn)象，應(yīng)嚴(yán)格遵循水平安裝的規(guī)定。市場上的部分閥門重量偏大，利用人工無法完成安裝作業(yè)，配備專業(yè)機(jī)械將閥門吊起再安裝。綜合來看，閥門安裝中應(yīng)注意以下方面：安裝時應(yīng)錯開處理，嚴(yán)禁多個閥門同時安裝，科學(xué)控制管道間距；閥門存在功能差異，安裝中考慮這些差異，對于運(yùn)輸有毒或者易燃易爆物質(zhì)的工藝管道，采用管口直連方式；消防閥安裝應(yīng)考慮現(xiàn)場情況，從安全性、便捷性角度選用分化安裝方法，盡量將其安裝于控制室后面；如果未有明確的安裝規(guī)定，智能閥門應(yīng)選擇水平安裝；調(diào)節(jié)閥應(yīng)安裝在便于操作的地方，不得隨意變更位置。

2.3 泵的安裝

化工生產(chǎn)中泵的功能突出，工藝管道安裝中不可忽視泵的安裝，此安裝環(huán)節(jié)為一個循序漸進(jìn)的過程，為達(dá)到最佳的安裝效果需綜合考慮各種要求。由于泵的特殊性，不論何種類型的泵在安裝時都要遠(yuǎn)離火源，泵口中心線處于中間位置且兩端線口要對齊；泵與泵之間的距離需控制，一般此間距需在0.7m以上，如果現(xiàn)場為雙排布置的方式，2個排泵上的端口應(yīng)處于水平條件，且泵口之間應(yīng)預(yù)留恰當(dāng)?shù)耐ㄐ芯嚯x；化工生產(chǎn)作業(yè)中所采用的泵，一些為室內(nèi)安裝，室內(nèi)泵安裝時雙排泵的距離不得小于2m，離地距離大約為100mm；化工企業(yè)的生產(chǎn)作業(yè)中泵處于高強(qiáng)度運(yùn)轉(zhuǎn)條件，為避免泵故障影響生產(chǎn)作業(yè)，應(yīng)多配備幾個備用泵，這些備用泵不得安裝在主泵之間；泵的進(jìn)口位置安裝切斷網(wǎng)，關(guān)鍵情況下切斷網(wǎng)發(fā)揮阻隔與緩沖作用；吸入管長度也是泵安裝時需關(guān)注的一個指標(biāo)，吸入管長度不能過大也不能過小，應(yīng)將其控制在合理范圍內(nèi)[3]。

2.4 壓縮機(jī)的布置

化工工藝管道安裝作業(yè)中，也需注意壓縮機(jī)的布置，需保障布置位置的合理性，以從根本上減少彎頭數(shù)量。壓縮機(jī)布置時提前做好準(zhǔn)備工作，在不影響后續(xù)檢修工作的前提下組織安裝作業(yè)。由于化工生產(chǎn)的特殊性，壓縮機(jī)安裝時一些為獨(dú)立安裝，一些為并排安裝，不同的安裝方式下有對應(yīng)的安裝要求，如并排安裝多個壓縮機(jī)時，需將管道設(shè)備安裝于管道的上部區(qū)域，以方便后續(xù)工作。如果現(xiàn)場管道操作平面的距離過高，一般需增設(shè)一個操作平臺，無特殊要求的情況下使用可燃?xì)怏w壓縮機(jī)，將其安裝于露天環(huán)境。壓縮機(jī)原理如圖1所示。

圖1 壓縮機(jī)原理示意圖

2.5 穿越型管道預(yù)留預(yù)埋

化工企業(yè)中的工藝管道許多為地下鋪設(shè)，現(xiàn)場環(huán)境相對復(fù)雜且惡劣，地下鋪設(shè)涉及穿越安裝，安裝工作中需按照有關(guān)的技術(shù)規(guī)定實(shí)施預(yù)處理，實(shí)現(xiàn)管道防護(hù)，主要包含以下兩種方式：①管道接頭處為鋼制套管時，應(yīng)選擇恰當(dāng)?shù)牟牧蠈?shí)施填充處理，但一些安裝環(huán)境的濕度較大，應(yīng)設(shè)置環(huán)縫，除使用水膩?zhàn)娱_展填充處理外還需開展防水作業(yè)。當(dāng)有特殊的防火要求時，選用防火材料封堵環(huán)縫。②管道安裝屬于預(yù)留預(yù)埋情況時，安裝工作中的裝置套管與管道之間一般不采用焊接連接工藝，因?yàn)楹附訒r易損壞管道，因此應(yīng)利用咬口方式完成連接，使用鋼筋固定管道。

2.6 工藝管道安裝連接

化工工藝管道的安裝中，管道連接處理十分重要，連接處的處理效果關(guān)乎管道在生產(chǎn)中的作用，實(shí)際的處理中應(yīng)選擇先進(jìn)的技術(shù)與工藝，以提高連接部位的整體質(zhì)量。化工工藝管道的連接中主要有以下工藝：①法蘭連接。化工工藝管道中法蘭連接相對常用，利用這一連接工藝時應(yīng)確保法蘭與工藝管道中心線相垂直，使法蘭與管道之間接觸面的密封性達(dá)到要求。一些化工工藝管道采用法蘭連接時，未保障法蘭與管道中心線相垂直，在此情況下需使法蘭與管道的接合縫隙更均勻，再開始焊接作業(yè)。②管道焊接。焊接是化工工藝管道中較為常用的連接方法，焊接質(zhì)量與管道安全相關(guān)，焊接作業(yè)前需在管道接頭部位加工出坡口，清理接口處的水、油、土等污染物，完全清理干凈后進(jìn)入焊接處理環(huán)節(jié)。焊接工作中除了要選擇恰當(dāng)?shù)暮附庸に嚕€應(yīng)根據(jù)焊接要求選擇焊接材料、控制焊接參數(shù)，開展規(guī)范化焊接作業(yè)。焊接作業(yè)結(jié)束后打磨焊縫，采用無損探傷檢驗(yàn)焊縫質(zhì)量，一旦發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題及時返工修復(fù)。

3 化工工藝管道的維護(hù)

3.1 加強(qiáng)設(shè)計(jì)及施工環(huán)節(jié)的安全意識

針對化工工藝管道的維護(hù)需開展全過程維護(hù)管理，設(shè)計(jì)作為工藝管道的前期環(huán)節(jié)，應(yīng)嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)規(guī)定，把控設(shè)計(jì)的各個細(xì)節(jié)，組織多個部門審核設(shè)計(jì)方案，不合理的地方需及時調(diào)整與優(yōu)化，得到最為安全、可行的設(shè)計(jì)方案。后續(xù)施工作業(yè)應(yīng)嚴(yán)格根據(jù)前期設(shè)計(jì)方案展開，開展規(guī)范化施工作業(yè)，如選擇管道材料時多方面考慮，綜合介質(zhì)特性、管道壓力、溫度變化來選擇，從根本上把關(guān)管道材料，嚴(yán)禁使用質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的管材，一旦化工工藝管道中使用了劣質(zhì)管材，后續(xù)可能因?yàn)楣艿榔茡p、可燃物泄漏出現(xiàn)火災(zāi)或者爆炸事故；管道口直徑與管道彎曲度要合理，減少拐彎節(jié)點(diǎn)；管道內(nèi)壁應(yīng)平整和光滑，表層不得有凸起；少用網(wǎng)格形式的配件，因?yàn)榇祟惻浼焕谔岣吖艿赖倪\(yùn)行效率；遇到管道穿墻情況時加設(shè)防護(hù)套裝。

3.2 選用合適的防腐措施

化工企業(yè)的生產(chǎn)中，工藝管道所接觸的物質(zhì)具有易燃易爆、易腐蝕特性。為避免管道運(yùn)行中腐蝕造成的事故，需將防腐作為工藝管道維護(hù)的常態(tài)性工作，在日常的工作中要密切監(jiān)督管道的運(yùn)行與使用情況，采取有效的防腐處理措施。化工工藝管道中涂層防腐工藝較為常用，其中涂料防腐的應(yīng)用范圍最廣，就是在管道內(nèi)部涂抹一層防腐隔膜，用隔膜阻隔傳輸介質(zhì)對管道的腐蝕。

3.3 預(yù)防振動

化工工藝管道的振動問題也相對常見，當(dāng)工藝管道出現(xiàn)振動問題后，管道無法維持正常的運(yùn)行狀態(tài)。因此，化工工藝管道的維護(hù)中也需重視管道振動的預(yù)防。當(dāng)前市場上針對工藝管道振動預(yù)防有多種方法，增設(shè)減振裝置最為常用，就是在恰當(dāng)?shù)奈恢冒惭b減振裝置，利用該裝置減小振動。

3.4 操作規(guī)范

化工工藝管道投入運(yùn)行后，運(yùn)行過程中存在諸多不可控因素，這些因素都是管道維護(hù)中需重視的方面，如果缺乏對這些因素的把控，管道則無法正常運(yùn)行，如溫度和介質(zhì)流動速度異常的情況下工藝管道的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)加大。化工工藝管道運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)具有特殊性，許多物質(zhì)的危害較大，運(yùn)輸時的要求較高，如運(yùn)輸可燃性氣體或者液體時，應(yīng)嚴(yán)格控制管道溫度，避免管道溫度超出標(biāo)準(zhǔn)引發(fā)爆炸事故；輸送冷卻介質(zhì)時應(yīng)保障輸送的連續(xù)性，冷卻介質(zhì)輸送不能中斷，必要情況下安裝2條電氣線路，即使溫度波動異常也能及時采取控制措施。化工企業(yè)需定期清理管道上的污垢，避免污垢影響管道運(yùn)行，清理時不僅需清理外部也需清理內(nèi)部。總之，化工工藝管道投入使用后應(yīng)制定操作規(guī)范，在工作中應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，避免操作不當(dāng)引發(fā)的問題。

3.5 設(shè)置安全裝置

化工工藝管道運(yùn)行中易出現(xiàn)各類問題，其中管道爆炸問題比較常見，針對這一問題，日常的維護(hù)工作中需在易出現(xiàn)爆炸的部位安裝安全閥，在易燃燒管段安裝防火閥。設(shè)置安全裝置是化工工藝管道維護(hù)中最為常見的方式，化工企業(yè)需根據(jù)其工藝管線的類型與特征，選擇合適的安全裝置，不同問題下選擇的安全裝置各有不同，需結(jié)合實(shí)際情況選擇，通過安全裝置減少安全事故，即使化工工藝管道運(yùn)行中出現(xiàn)了安全問題，安全裝置可立即切斷閥與閥之間的連接點(diǎn)，避免相互作用。

4 結(jié)語

化工工藝管道的安裝與維護(hù)是化工企業(yè)的關(guān)鍵任務(wù)，這些工作的專業(yè)度高，為提高安裝維護(hù)水平，應(yīng)根據(jù)企業(yè)的實(shí)際情況選擇恰當(dāng)?shù)墓に嚰夹g(shù)，制定更為完善且科學(xué)的監(jiān)管制度，促進(jìn)生產(chǎn)的高效推進(jìn)。未來每個化工企業(yè)都需重視工藝管道的安裝與維護(hù)，增大在這些工作中的技術(shù)、人員、設(shè)備等配備，促進(jìn)企業(yè)的長遠(yuǎn)穩(wěn)定發(fā)展。