化工管道設(shè)計(jì)中的自然補(bǔ)償法簡(jiǎn)述

王麗春

（天津市創(chuàng)舉科技股份有限公司，天津 300392)

化工管道設(shè)計(jì)中的自然補(bǔ)償法簡(jiǎn)述

王麗春

（天津市創(chuàng)舉科技股份有限公司，天津 300392)

化工管道設(shè)計(jì)是確保化工行業(yè)有序運(yùn)行的重要條件。為了保障化工管道設(shè)計(jì)能夠較為可靠協(xié)調(diào)，能夠促使其在后續(xù)運(yùn)營(yíng)使用中保證管道的有效運(yùn)行，管道的柔性設(shè)計(jì)是不可或缺的。通常柔性設(shè)計(jì)采用管道熱補(bǔ)償?shù)姆椒?，其中采用自然補(bǔ)償法進(jìn)行處理是較為經(jīng)濟(jì)安全的一類。重點(diǎn)圍繞著化工管道設(shè)計(jì)中自然補(bǔ)償法的應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析論述。

化工管道設(shè)計(jì)；自然補(bǔ)償法；柔性分析

在化工行業(yè)發(fā)展運(yùn)行中，化工管道設(shè)計(jì)可以說(shuō)是比較重要的一個(gè)方面，這種化工管道設(shè)計(jì)需要充分考慮后續(xù)化工工程運(yùn)行的基本需求，了解后續(xù)化工管道運(yùn)輸過(guò)程中可能存在的各類隱患缺陷，主要是需要了解化工管道在運(yùn)行中可能出現(xiàn)的熱脹冷縮現(xiàn)象，采取較為理想的補(bǔ)償方式進(jìn)行調(diào)節(jié)。在化工管道設(shè)計(jì)過(guò)程中，這種溫度帶來(lái)的熱脹冷縮問(wèn)題采用自然補(bǔ)償法是比較有效的一種方法，能夠表現(xiàn)出理想的經(jīng)濟(jì)性和可靠性，值得進(jìn)行研究探索。

1 自然補(bǔ)償法在化工管道設(shè)計(jì)中的應(yīng)用對(duì)象

對(duì)于化工管道設(shè)計(jì)中補(bǔ)償方法的有效應(yīng)用，人工補(bǔ)償和自然補(bǔ)償是兩種基本處理手段，其中自然補(bǔ)償法的應(yīng)用相對(duì)于人工補(bǔ)償法具備著更強(qiáng)的實(shí)用性，在當(dāng)前化工行業(yè)的管道設(shè)計(jì)處理中，自然補(bǔ)償方法的應(yīng)用一般涉及到了以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：

1）對(duì)于公稱管徑在100mm以上的化工管道，其如果在運(yùn)輸過(guò)程中溫度超過(guò)230℃，或者是溫度低于20℃，就需要采取補(bǔ)償方法進(jìn)行設(shè)置，自然補(bǔ)償法的應(yīng)用必然也就能夠表現(xiàn)出較為理想的作用效果，能夠有效規(guī)避該類管道運(yùn)行中可能出現(xiàn)的問(wèn)題。因?yàn)樵擃惢す艿涝谶\(yùn)輸過(guò)程中存在的溫度應(yīng)力是比較突出的，進(jìn)而也就必然容易導(dǎo)致其熱脹冷縮問(wèn)題的發(fā)生，由此帶來(lái)的影響也就需要進(jìn)行控制。

2）當(dāng)公稱管徑在150mm以上時(shí)，如果其溫度高于120℃，并且在具體運(yùn)行安裝中和空冷器有連接的現(xiàn)象，同樣也需要采取較為理想的自然補(bǔ)償法進(jìn)行設(shè)置，并且要確保其設(shè)置強(qiáng)度較為合理，能夠適合于管道的有序運(yùn)行需求。因?yàn)楹涂绽淦飨噙B接的管道材料很容易在后續(xù)長(zhǎng)期應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)熱脹冷縮問(wèn)題，如此也就必然容易導(dǎo)致整體運(yùn)行安全受損，甚至有可能在連接處出現(xiàn)斷裂缺陷。

3）對(duì)于一些化工管道連接到壓力容器的現(xiàn)象，或者是相應(yīng)管廊公稱直徑在150mm以上的管道，同樣也需要借助于自然補(bǔ)償法進(jìn)行處理。一旦這種壓力容器和管道之間的連接處理不當(dāng)，出現(xiàn)熱脹冷縮，應(yīng)力集中而致使其產(chǎn)生管口受力過(guò)大，法蘭泄露等問(wèn)題，必然也就需要加強(qiáng)詳細(xì)分析和控制，在自然補(bǔ)償法的應(yīng)用中進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，降低可能產(chǎn)生的各類危險(xiǎn)問(wèn)題，保證機(jī)械、設(shè)備的安全。

4）在化工管道的后續(xù)應(yīng)用過(guò)程中，需要進(jìn)行柔性分析的相關(guān)管道區(qū)域同樣也應(yīng)該結(jié)合其基本狀況構(gòu)建較為理想的自然補(bǔ)償法應(yīng)用。隨著當(dāng)前化工行業(yè)的不斷發(fā)展，這種柔性分析方面的要求越來(lái)越常見(jiàn)，一旦處理不當(dāng)極有可能會(huì)產(chǎn)生較為明顯的威脅，對(duì)于整體化工管道運(yùn)行的安全產(chǎn)生影響，需要引起足夠重視。

2 化工管道設(shè)計(jì)中自然補(bǔ)償法的應(yīng)用要點(diǎn)

對(duì)于化工管道后續(xù)運(yùn)行中產(chǎn)生的熱應(yīng)力現(xiàn)象，其如果超出了管道材料的承受極限，很可能會(huì)出現(xiàn)較為明顯的管道變形問(wèn)題，進(jìn)而也就必然會(huì)對(duì)于管道的安全性產(chǎn)生威脅，最終帶來(lái)較為明顯的損失或者是安全事故損害。自然補(bǔ)償法的應(yīng)用能夠較好借助于管道工程項(xiàng)目中的拐彎處形成Z型或者是L型，進(jìn)而也就能夠促使其在一定程度上表現(xiàn)為較為理想的彎曲或者是扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象，最終確保其能夠在管道后續(xù)熱脹冷縮方面進(jìn)行有效防控，避免其可能受到的損壞問(wèn)題，并且對(duì)于管道體系的位移形成較為明顯的控制。

在當(dāng)前化工管道設(shè)計(jì)中自然補(bǔ)償法的應(yīng)用過(guò)程中，為了提升其最終落實(shí)效果，重點(diǎn)采用加設(shè)彎頭或者是改變管道走向的方式進(jìn)行處理是比較重要的手段和方法，在當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛。此外，在一些特殊化工管道設(shè)計(jì)對(duì)象中，還可以通過(guò)改變?cè)O(shè)備布置或者是有效設(shè)置相關(guān)約束條件來(lái)提升其補(bǔ)償效果，為化工管道體系的有效運(yùn)行服務(wù)。

結(jié)合現(xiàn)階段化工管道設(shè)計(jì)中自然補(bǔ)償法的實(shí)際應(yīng)用，其需要重點(diǎn)圍繞著相應(yīng)化工管道的具體分布狀況以及運(yùn)行特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)分析，了解具體化工管道設(shè)計(jì)的自然補(bǔ)償法應(yīng)用需求和強(qiáng)度，進(jìn)而也就能夠保障相應(yīng)化工管道設(shè)計(jì)中自然補(bǔ)償法的運(yùn)行較為可靠。當(dāng)前自然補(bǔ)償法在化工管道設(shè)計(jì)中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在L形直角彎自然補(bǔ)償以及Z形折角彎自然補(bǔ)償、π形彎自然補(bǔ)償三個(gè)方面：

1）L形直角彎自然補(bǔ)償設(shè)計(jì)。對(duì)于L形直角彎自然補(bǔ)償法的應(yīng)用，其在現(xiàn)階段化工管道設(shè)計(jì)中較為常見(jiàn)，也是相對(duì)而言比較簡(jiǎn)單的一種方式，其能夠較好利用彎頭進(jìn)行有效補(bǔ)償，促使其能夠?qū)τ谠摻Y(jié)構(gòu)周圍的管道體系形成理想的保護(hù)效果，有效控制和規(guī)避可能出現(xiàn)的各類熱脹冷縮損壞。在此過(guò)程中，詳細(xì)計(jì)算L形自然補(bǔ)償短臂的長(zhǎng)度可以說(shuō)是比較重要的一個(gè)方面，分析了解熱伸長(zhǎng)量等方面的變化，進(jìn)而也就能夠促使其相關(guān)作用能夠發(fā)揮到最大。在相關(guān)計(jì)算分析過(guò)程中，需要結(jié)合相關(guān)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化示意圖進(jìn)行處理，其基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。在具體計(jì)算分析過(guò)程中，需要考慮到整個(gè)L形直角彎的長(zhǎng)臂可能出現(xiàn)的熱伸長(zhǎng)量，進(jìn)而也就能夠結(jié)合管道外徑的大小來(lái)計(jì)算得出短臂的長(zhǎng)度，確保其相應(yīng)設(shè)計(jì)結(jié)果能夠滿足于熱脹冷縮控制需求。

圖1 L形直角彎自然補(bǔ)償設(shè)計(jì)示意圖

2）Z形折角彎自然補(bǔ)償設(shè)計(jì)。在Z形折角彎的設(shè)計(jì)應(yīng)用中，其同樣也比較常見(jiàn)，該設(shè)計(jì)模式中涉及到了兩個(gè)彎頭的應(yīng)用，其補(bǔ)償效果同樣也是比較突出的。在具體補(bǔ)償分析處理中，同樣也需要詳細(xì)分析熱伸長(zhǎng)量，并且結(jié)合管道材料以及外徑大小進(jìn)行計(jì)算，促使其Z形折角彎的相關(guān)短臂長(zhǎng)度得到較好設(shè)定，能夠發(fā)揮出應(yīng)有補(bǔ)償價(jià)值。這種Z形折角彎自然補(bǔ)償設(shè)計(jì)和上述L形存在著一定的相似之處，也需要進(jìn)行全方位的計(jì)算分析，并且因?yàn)槠渖婕暗搅藘蓚€(gè)彎折，相關(guān)計(jì)算相對(duì)更為復(fù)雜，其具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)構(gòu)建示意圖如圖2所示。

圖2 Z形折角彎自然補(bǔ)償設(shè)計(jì)示意圖

3）π形彎自然補(bǔ)償設(shè)計(jì)。對(duì)于一些需要補(bǔ)償強(qiáng)度較大的化工管道區(qū)域，采用π形彎進(jìn)行補(bǔ)償可以說(shuō)是比較重要的一各方面，這種π形彎自然補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用涉及到了4個(gè)或者是6個(gè)彎頭，如此也就能夠體現(xiàn)出更強(qiáng)的自然補(bǔ)償效果，相關(guān)計(jì)算分析同樣也需要較為精確可靠。其中4個(gè)彎頭的自然補(bǔ)償示意圖如圖3所示，而6個(gè)彎頭的自然補(bǔ)償設(shè)計(jì)示意圖如圖4所示。在具體計(jì)算分析中，其更是應(yīng)該全方位思考和探索，在滿足應(yīng)力要求的前提下，還要考慮管道布置的空間和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，確保其計(jì)算結(jié)果能夠滿足化工管道在該類型方面的基本要求，對(duì)于補(bǔ)償量的明確需要較為精確可靠，能夠較好降低可能出現(xiàn)的隱患缺陷。

圖3 π形彎4個(gè)彎頭自然補(bǔ)償設(shè)計(jì)示意圖

圖4 π形彎6個(gè)彎頭自然補(bǔ)償設(shè)計(jì)示意圖

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，對(duì)于化工管道設(shè)計(jì)工作的有效落實(shí)，考慮其后續(xù)應(yīng)用過(guò)程中存在的熱脹冷縮問(wèn)題是比較重要的一個(gè)方面，這種熱脹冷縮問(wèn)題需要加強(qiáng)對(duì)于補(bǔ)償方面的關(guān)注，借助于自然補(bǔ)償法進(jìn)行處理可以說(shuō)既安全有效，又理想經(jīng)濟(jì)。

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A Brief Introduction to the Natural Compensation Method in Chemical Pipeline Design

Wang Li-chun

The design of chemical pipeline is an important condition to ensure the orderly operation of chemical industry.In order to ensure the reliable coordination of chemical pipeline design，it can promote the effective operation of pipeline in the follow-up operation.The flexible design of pipeline is indispensable，Usually flexible design using the pipeline heat compensation method，which uses the natural compensation method is more economical and safe to deal with a class.This paper focuses on the application of natural compensation method in chemical pipeline design.

chemical pipeline design；natural compensation method；flexible analysis

TE65；TE973.1

B

1003–6490（2017）11–0137–02

2017–08–30

王麗春（1984—），女，河北興隆人，工程師，主要從事管道設(shè)計(jì)工作。