淺析石油化工管道設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

武琳

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，以及對(duì)能源的開發(fā)利用技術(shù)不斷提高，我國(guó)的石油開采以及工業(yè)化程度也逐步提高，邁進(jìn)了石油工業(yè)大國(guó)行列。隨之而來(lái)的是要不斷更新石油化工裝置以及逐漸擴(kuò)大的規(guī)模。石油化工裝置管道的設(shè)計(jì)正確與否，對(duì)于其是否能夠按照要求正常運(yùn)轉(zhuǎn)十分重要，所以這方面的設(shè)計(jì)研究應(yīng)該得到充分的重視。并且在設(shè)計(jì)管道時(shí)候需要相當(dāng)高的精密性，否則將會(huì)影響到管道方方面面的性能以及安全性。

關(guān)鍵詞：石油化工；管道設(shè)計(jì)；注意事項(xiàng)；探討

1 石油化工管道設(shè)計(jì)的影響因素

1.1 腐蝕影響

腐蝕是影響管道安全的重要原因。腐蝕主要分為應(yīng)力腐蝕、局部腐蝕、大氣腐蝕和均勻腐蝕。管道由于材料和環(huán)境的不同，其抗腐蝕程度也不同。并且腐蝕是一個(gè)復(fù)雜的化學(xué)變化，很容易由于環(huán)境的變化而變化，很難對(duì)腐蝕進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)料和有效的控制。

1.2 密封效果

管法蘭密封和閥門密封是目前石油化工企業(yè)常用的密封方法，可以防止由于管道腐蝕產(chǎn)生的泄漏。法蘭密封由法蘭、螺栓、墊圈組成，而法蘭的剛度、密封面的形式、墊圈的效果等都會(huì)直接影響密封效果。另外，如果管道的位置發(fā)生變化，也會(huì)影響管道的安全。內(nèi)漏和外漏是閥門泄漏的兩種類型，根據(jù)調(diào)查可以發(fā)現(xiàn)，閥門和法蘭的泄漏量為2/3時(shí)，會(huì)對(duì)管道的安全產(chǎn)生直接影響，其后果也難以估計(jì)。因此，防止閥門和法蘭泄漏是石油化工裝置的重要安全措施。

1.3 物理?yè)p傷

管道運(yùn)輸中出現(xiàn)的低溫脆性斷裂和高溫破壞都是由于石油管道的物理?yè)p傷導(dǎo)致。低溫條件下，特別是當(dāng)管道材料溫度低于脆性轉(zhuǎn)變溫度時(shí)，會(huì)使其沖擊韌性下降，甚至發(fā)生脆性斷裂。在高溫條件下，管道材料的性能很容易發(fā)生惡性變化，例如發(fā)生蠕變失效、碳鋼石墨化和脆化等，都會(huì)導(dǎo)致管道材料的弱化和脆化。另外，管道使用的金屬材料很容易受到溫度的周期變化或處于交變荷負(fù)載的影響而產(chǎn)生疲勞、金屬變形、損傷、斷裂等現(xiàn)象，從而嚴(yán)重地影響石油化工管道的安全性。

2 目前石油化工裝置的管道設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀

管道設(shè)計(jì)工藝路線以及工藝過程的安全性設(shè)計(jì) “安全第一”是石油化工管路設(shè)計(jì)過程必須遵守的準(zhǔn)則，無(wú)論什么工作安全性都是首要原則，石油化工管路設(shè)計(jì)依然如此。此外，還需要考慮現(xiàn)實(shí)可用性以及成本問題，操作復(fù)雜性，安裝適用性等問題。在設(shè)計(jì)過程中首選安全性大的材料。有效合理地挑選材料，能夠緩沖實(shí)際操作條件中遇到的嚴(yán)苛環(huán)境，還能在一定程度上增加安全性能，把問題簡(jiǎn)單化，也要充分考慮選材的經(jīng)濟(jì)性。選材以及設(shè)計(jì)過程中需要注意以下幾點(diǎn)。①在選材時(shí)要保證管道的實(shí)際性能，必須考慮實(shí)際材料的物理化學(xué)特性，以及考慮實(shí)際工作環(huán)境選材，從始端保證管道安全。②設(shè)計(jì)管道時(shí)不能疏忽易出問題的區(qū)域，提高對(duì)警報(bào)裝置的應(yīng)用。要做到早發(fā)現(xiàn)、早治理，保障設(shè)備安全性，防患未然。③在設(shè)備上裝置緊急停車裝置，以防止出現(xiàn)意想不到的事故，或者防止危險(xiǎn)事態(tài)進(jìn)一步嚴(yán)重化。④充分利用當(dāng)前化工領(lǐng)域先進(jìn)技術(shù)，與管路設(shè)計(jì)相結(jié)合，并且根據(jù)當(dāng)前我國(guó)的實(shí)際情況，對(duì)管路工藝進(jìn)行周密審查，并且提高相關(guān)人員的專業(yè)素質(zhì)及相關(guān)知識(shí)，設(shè)計(jì)符合當(dāng)前國(guó)內(nèi)狀況的化工工藝管路，盡量提高管路設(shè)計(jì)的水平，設(shè)計(jì)高質(zhì)量，安全系數(shù)大的管路設(shè)備。

3 石油化工管道設(shè)計(jì)需要注意的事項(xiàng)

3.1 提高管道設(shè)計(jì)工作人員的素質(zhì)

目前，很多工作人員設(shè)計(jì)時(shí)都是做一些習(xí)慣性的工作，沒有創(chuàng)新精神，缺少主動(dòng)的思考，或者未對(duì)工程的實(shí)際情況進(jìn)行充分的了解就進(jìn)行管道設(shè)計(jì)，并且大多數(shù)是參考其他企業(yè)或以往的數(shù)據(jù)，缺乏嚴(yán)謹(jǐn)性。工業(yè)設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)的安全有強(qiáng)烈的意識(shí)，管道設(shè)計(jì)人員應(yīng)明白石油化工裝置管道設(shè)計(jì)的安全性關(guān)乎整個(gè)工程項(xiàng)目的安全，并應(yīng)提高工作人員的責(zé)任感、使命感以及增強(qiáng)安全意識(shí)。另外，應(yīng)定期安排管道設(shè)計(jì)人員學(xué)習(xí)先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法和技術(shù)手段，企業(yè)的負(fù)責(zé)人應(yīng)從國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)和技術(shù)手段中選擇合適的工藝供設(shè)計(jì)人員進(jìn)行學(xué)習(xí)，以此提高其知識(shí)技術(shù)水平。

3.2 避免腐蝕破

（1）在很多類型的腐蝕中，壁厚減薄的均勻腐蝕達(dá)到了30%以上，但是，在管道設(shè)計(jì)中最重要的是參考經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)的腐蝕率等數(shù)據(jù)，以及管道設(shè)計(jì)的壽命、費(fèi)用的比較。英國(guó)采用耐腐蝕性較強(qiáng)的材料或?qū)⒐艿赖母g裕量加大。管道的壁厚，應(yīng)進(jìn)行子在役檢測(cè)，對(duì)均勻腐蝕進(jìn)行必要的監(jiān)督和有效的控制。

（2）應(yīng)力腐蝕主要是在應(yīng)力和腐蝕的共同影響下，致使材料發(fā)生失效的情況。其主要有應(yīng)力腐蝕開裂、磨蝕、氫鼓泡腐蝕，所占比例達(dá)到了33.33%，其中應(yīng)力腐蝕開裂是最常見的，達(dá)到了20%，并且在破壞前觀察不到任何前兆，屬于脆性開裂，并且這種失效有很高的危險(xiǎn)性。因此，應(yīng)充分掌握和采用防止應(yīng)力腐蝕開裂的材料和環(huán)境的組合方式。

3.3 避免閥門泄露

閥門密封的具體實(shí)驗(yàn)方法、保壓時(shí)間、允許泄漏量等在《閥門試驗(yàn)與檢驗(yàn)》中都有明確的規(guī)定。隔離或切斷作業(yè)的閥門都應(yīng)做好關(guān)閉試驗(yàn)，以此保證較好的密封性。但是，對(duì)于在雙密封座中的閘閥和球閥，每一次的密封檢驗(yàn)都應(yīng)達(dá)到其相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，只有嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)，才能避免泄漏現(xiàn)象。在實(shí)際運(yùn)用中，應(yīng)明確管道設(shè)計(jì)的基本要求和限制，并且嚴(yán)格根據(jù)其標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，但是也要考慮其對(duì)本工業(yè)的適用性。另外，對(duì)于閥座、閥芯、閥桿等也有明確的規(guī)定，避免濫用現(xiàn)象。

總之，管道在其正常運(yùn)行時(shí)，常常由于溫度、地理等自然因素和運(yùn)行的原因，導(dǎo)致其對(duì)管道的安全造成一定的影響，因此，在管道設(shè)計(jì)中，對(duì)其安全性要有足夠的重視，對(duì)于設(shè)計(jì)的前饋管理、運(yùn)行的過程管理和反饋報(bào)告都應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格管理，以此提高管道設(shè)計(jì)的安全性。

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