石油化工工藝管線試壓技術(shù)的設(shè)計與應(yīng)用

李元培

在石油化工生產(chǎn)中以石油化工工藝管線數(shù)量眾多，且在整體裝置中的地位十分重要。在石油加工為主體的生產(chǎn)裝置中，裝置內(nèi)的各種工藝介質(zhì)多為易燃、易爆和有毒性的物質(zhì)。因此，在石油化工裝置施工過程中，各類工藝管道的安裝質(zhì)量必須嚴(yán)格控制，嚴(yán)禁其泄漏，否則將造成嚴(yán)重后果。本文旨是根據(jù)石油化工裝置工藝技術(shù)的危險因素，隱患排查方面進(jìn)行認(rèn)真的分析與研究。

石油化工；工藝管線；試壓管道

目前，我國的石油化工產(chǎn)品需求不斷增大，可是石油化工裝置是以石油裂解加工為主體生產(chǎn)的產(chǎn)成品，以及是以化工原料為主體的生產(chǎn)裝置的，裝置內(nèi)存在著各種工藝介質(zhì)很多都是有毒性的物質(zhì)，易燃、易爆等大量危險物質(zhì)。可以說在石油化工裝置施工過程中，各類工藝管道的安裝質(zhì)量必須嚴(yán)格控制，嚴(yán)禁其泄漏，否則將造成嚴(yán)重后果。工藝管線安裝過程中，為檢驗(yàn)焊縫的質(zhì)量及法蘭連接處的密閉性，管線試壓工作具有十分重要的意義，不容一點(diǎn)疏忽。在遼河油田的石油化工企業(yè)，安全管理一直是重中之重。從加強(qiáng)HSE體系管理，提升標(biāo)本兼治的理念水平來看，管線的質(zhì)量對安全生產(chǎn)有著不可忽視的影響。石油化工裝置設(shè)計安全是預(yù)防火災(zāi)爆炸事故發(fā)生，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的一項(xiàng)重要工作。那么要如何保證裝置設(shè)計安全呢，當(dāng)然就要嚴(yán)格、正確地執(zhí)行相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，以保證生產(chǎn)裝置的安全來保證生產(chǎn)安全。1.石油化工生產(chǎn)中管道工藝和技術(shù)

管線的設(shè)計。石化生產(chǎn)用泵吸入管道設(shè)計是確保泵經(jīng)常處于正常工作狀態(tài)的關(guān)鍵。當(dāng)泵人口管系統(tǒng)有變徑時，要采用偏心大小頭以防變徑處氣體積聚，偏心異徑管的安裝方式如下：一般采用項(xiàng)平安裝，當(dāng)異徑管與向上彎的彎頭直連的情況下可以采用底平安裝。這種安裝方式可以省去低點(diǎn)排液。泵在布置人口管線時，要重點(diǎn)考慮到幾個方面的因素：

泵的人口管支架的設(shè)置。如泵的進(jìn)口在一側(cè)，則泵的入口管支架應(yīng)是可調(diào)式，且人口管及閥門位置在泵的側(cè)前方。

氣阻。進(jìn)泵管線不得有氣阻，這一點(diǎn)很容易被忽視，某些布置雖符合工藝流程圖，但在局部會產(chǎn)生氣阻現(xiàn)象，從而嚴(yán)重影響泵的運(yùn)行。

管道柔性。泵是同轉(zhuǎn)機(jī)械，管道推力作用在管嘴上會使轉(zhuǎn)軸的定位偏移，因此管道設(shè)計要保證泵嘴受力在允許數(shù)值內(nèi)。塔底進(jìn)泵的高溫管線尤其需要考慮熱補(bǔ)償。冷換設(shè)備的管線

設(shè)計逆流換熱。冷換設(shè)備冷水走管程由下部進(jìn)入，上部排出。這樣供水發(fā)生故障時，換熱器內(nèi)有存水，不致排空。如作為加熱器時用蒸汽加熱，蒸汽從上部引入，凝結(jié)水由下部排出。安裝凈距。為了方便檢修，換熱器進(jìn)出口管線及閥門法蘭。均應(yīng)與設(shè)備封頭蓋法蘭保持一定距離，為方便拆卸螺栓凈距一般為300mm。熱應(yīng)力。換熱器的固定點(diǎn)一般是在管箱端，凡連接封頭端管嘴的管道必須考慮因換熱器熱脹而位移的影響。重沸器返回線各段管線長度的分配要恰當(dāng)，可以防止設(shè)備管嘴受力過大。回線各段管線長度的分配要恰當(dāng)，可以防止設(shè)備管嘴受力過大。

塔和容器的管線設(shè)計。依據(jù)工藝原理合理布置。分餾塔與汽提塔之間的管線布置。通常分餾塔到汽提塔有調(diào)節(jié)閥組，調(diào)節(jié)閥組應(yīng)靠近汽提塔安裝，以保證調(diào)節(jié)閥前有足夠離的液柱。分餾塔與回餾罐之間的管線布置。當(dāng)分餾塔的塔頂壓力用熱旁路控制時，熱旁路應(yīng)盡量短且不得出現(xiàn)袋形，調(diào)節(jié)閥應(yīng)設(shè)在回流罐的上部。汽液兩相流的管道布置時，管道上的調(diào)節(jié)閥應(yīng)盡量靠近接收介質(zhì)的容器布置，減少管道壓降，避免管道震動。如圖3所示。由此可見，管線不可隨意布放。

2.裝置管線的試壓工藝技術(shù)

技術(shù)準(zhǔn)備。大型石油化工裝置工藝管線系統(tǒng)多，走向錯綜復(fù)雜，為了使試壓工作正常進(jìn)行，必須預(yù)先做好充分的技術(shù)準(zhǔn)備。試壓前，應(yīng)根據(jù)工藝流程圖編制試壓方案，理清試壓流程，按要求確定試壓介質(zhì)、方法、步驟及試壓各項(xiàng)安全技術(shù)措施等。

管線的完整性檢查。管線的完整性檢查是管線試壓前的必要工作，沒有經(jīng)過完整性檢查確認(rèn)合格的系統(tǒng)一律不得進(jìn)行試壓試驗(yàn)。完整性檢查的依據(jù)是管道系統(tǒng)圖、管道平面圖、管道剖面圖、管道支架圖、管道簡易試壓系統(tǒng)圖等技術(shù)文件。完整性檢查的方法一是施工班組對自己施工的管線按設(shè)計圖紙自行檢查，二是施工技術(shù)人員對試壓的系統(tǒng)每根管線逐條復(fù)檢，三是試壓系統(tǒng)中所有管線按設(shè)計圖紙均檢查合格后，申報質(zhì)監(jiān)、業(yè)主進(jìn)行審檢、質(zhì)檢。完整性檢查的內(nèi)容分硬件和軟件兩部分。

前期物資準(zhǔn)備。管線試壓介質(zhì)一般分為兩類：一類是氣體，一類是液體。氣體一般采用空氣、干燥無油空氣和氮?dú)獾?。液體一般采用水、潔凈水和純水等。因此，如果管線沒有特殊的要求，試壓介質(zhì)一般多采用水。試壓工作是一種比較危險的工作。因此，在此項(xiàng)工作開始前應(yīng)進(jìn)行充分的物資準(zhǔn)備工作。主要包括試壓設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)、安全檢查和進(jìn)場布設(shè)；各種試壓用儀器、儀表的校驗(yàn)、檢查和安裝；試壓臨時管線及配件的安裝布置；試壓用盲板、螺栓、螺母、墊片等材料的準(zhǔn)備；設(shè)備、儀表、閥門、管件、安全閥、流量計等隔離措施的實(shí)施；試壓中各種安全技術(shù)措施所需物資的供應(yīng)及現(xiàn)場的布置等工作。

安全技術(shù)規(guī)范。管線試壓是非常危險的，應(yīng)做好各項(xiàng)安全技術(shù)措施。液壓試驗(yàn)管段長度一般不應(yīng)超過1000米，試驗(yàn)用的臨時加固措施應(yīng)經(jīng)檢查確認(rèn)安全可靠，并做好標(biāo)識。試驗(yàn)用壓力表應(yīng)在檢定合格期內(nèi)，精度不低于1.5級，量程是被測壓力的1.5～2倍，試壓系統(tǒng)中的壓力表不得少于2塊。液壓試驗(yàn)系統(tǒng)注水時，應(yīng)將空氣排盡，宜在環(huán)境溫度5℃以上進(jìn)行，否則須有防凍措施。合金鋼管道系統(tǒng)，液體溫度不得低于5℃。試驗(yàn)過程中，如遇泄漏，不得帶壓修理，缺陷消除后，應(yīng)重新試壓。試壓合格后應(yīng)及時卸壓，液體試壓時應(yīng)及時將管內(nèi)液體排盡。系統(tǒng)試驗(yàn)完畢后，應(yīng)及時拆除所有臨時盲板，填寫試壓記錄。試壓過程中，試壓區(qū)域要設(shè)置警戒線，無關(guān)人員不得入內(nèi)，操作人員必須聽從指揮，不得隨意開關(guān)閥門。

壓力試驗(yàn)。承受內(nèi)壓管線的試驗(yàn)壓力為管線設(shè)計壓力的1.5倍；當(dāng)管道的設(shè)計溫度高于試驗(yàn)溫度時，試驗(yàn)壓力應(yīng)符合下式Ps=1.51/21/2>6.5時，取6.5值；當(dāng)Ps在試驗(yàn)溫度下，產(chǎn)生超過屈服強(qiáng)度應(yīng)力時，應(yīng)應(yīng)將試驗(yàn)壓力降至管道壓力不超過屈服強(qiáng)度時的最高試驗(yàn)壓力。氣壓試驗(yàn)管道的試驗(yàn)壓力為設(shè)計。對于氣壓作強(qiáng)度試驗(yàn)的管線，當(dāng)強(qiáng)度試驗(yàn)合格后，直接將試驗(yàn)壓力降至氣密性試驗(yàn)的壓力，穩(wěn)壓30分鐘，以無泄漏、無壓降為合格。檢驗(yàn)采用在焊口、發(fā)蘭、密封處刷檢漏液的方法。

石油化工的設(shè)計方法和手段的不斷進(jìn)步，是提高石化生產(chǎn)質(zhì)量保證的基礎(chǔ)。當(dāng)前，石油化工生產(chǎn)裝置的設(shè)計要廣泛推進(jìn)計算機(jī)輔助設(shè)計CAD等的有效應(yīng)用，從而不斷提高石油化工的安全生產(chǎn)水平，使企業(yè)更能科學(xué)平穩(wěn)地實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。

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