石油化工裝置管道設(shè)計的安全問題

王振興

摘 要：管道是石油化工企業(yè)生產(chǎn)的基本構(gòu)件，用于輸送生產(chǎn)過程中的各種流體。因此工藝管道的安全性也是安全生產(chǎn)的重要組成部分。

關(guān)鍵詞：石油化工;裝置;管道設(shè)計;安全

1 管道應(yīng)力對石油化工管道產(chǎn)生的影響

在管道應(yīng)用過程中，對管道的安全設(shè)計性能要求主要包括管道的耐壓強度、耐腐蝕性和密封程度，設(shè)計人員要選擇符合標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計材料，有效避免石油和外界環(huán)境對管道的腐蝕。管道布設(shè)不合理，或者管道柔性設(shè)計難以承載應(yīng)力，就會產(chǎn)生一定的安全隱患。比如熱銷量較大，管道就會出現(xiàn)破損。

1.1 管道應(yīng)力分析的意義

管道設(shè)計過程中的安全性能，要滿足耐壓、耐腐蝕和密封的要求，在設(shè)計過程中選擇符合性能標(biāo)準(zhǔn)的材料進(jìn)行設(shè)計，降低外部環(huán)境對管道造成的影響。在實際工作過程中要保證整體的科學(xué)合理運行，管道設(shè)計一定要符合科學(xué)性和合理性，保證管道不會存在各種硬件問題和安全隱患，在外界環(huán)境發(fā)生變化時，管道的熱效率增大，就會導(dǎo)致管道破損，如果管道設(shè)計是為了提供動力，還要考慮到共振問題，盡量降低內(nèi)外部因素對于管道的破壞。

1.2 管道應(yīng)力設(shè)計的必要性

管道路線設(shè)計出來的目的是保證管道不受影響因素的干預(yù)而受到破壞，因為外部因素影響使其對連接的機(jī)器和設(shè)備等產(chǎn)生一定的作用力，而機(jī)器設(shè)備對管道也會產(chǎn)生反作用力，導(dǎo)致雙方受到應(yīng)力損害，系統(tǒng)的剛度越大，產(chǎn)生的壓力越大，因此對管道進(jìn)行設(shè)計可以提高管道自身的防御能力。

2 石油化工壓力管道應(yīng)力分析的設(shè)計要求

在進(jìn)行管道應(yīng)力分析設(shè)計時，需要注意管道布置的問題，為了提升應(yīng)力分析與設(shè)計的方便程度，工作人員可以調(diào)節(jié)管道空間走向與支架數(shù)量，選擇科學(xué)的支架形式進(jìn)行管道連接，盡可能避免管道熱脹冷縮出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象。一旦管道柔性不夠，在推力過大時就可能使設(shè)備變形、管道支架移動，最終導(dǎo)致管道斷裂，所以要注重管道布置的合理性。另外，判斷管道柔性是否達(dá)標(biāo)，需要分析管道應(yīng)力及其作用力，具體可以從三方面入手進(jìn)行判斷。第一，在內(nèi)壓和外在作用下，管道會出現(xiàn)一次應(yīng)力，一次應(yīng)力應(yīng)該高于材料所需應(yīng)力，通常情況下，只需按照規(guī)定進(jìn)行管道選擇即可承受一次應(yīng)力。當(dāng)出現(xiàn)持續(xù)外在應(yīng)力時，管道也可憑借支吊架的作用抵擋受力。第二，管道熱脹冷縮時會出現(xiàn)二次應(yīng)力，此應(yīng)力應(yīng)該小于材料膨脹的許用應(yīng)力承受范圍內(nèi)，當(dāng)管道二次應(yīng)力超過范圍，而一次應(yīng)力小于管道所需應(yīng)力時，可以將一次用力加入許用應(yīng)力，達(dá)到提高許用應(yīng)力范圍的目的。第三，對于氣壓機(jī)、汽輪機(jī)等機(jī)械的管道而言，出口嘴上的管道推力與力矩在制造商提出的允許規(guī)定內(nèi)即可。

3 石油化工裝置中管道設(shè)計的安全策略與有效措施

3.1 減少腐蝕破壞現(xiàn)象

管道腐蝕情況主要就是管道內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)之間所產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)，或者物質(zhì)和管道的材質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，不管是化學(xué)反應(yīng)還是其他，在腐蝕情況當(dāng)中往往有多種情況存在。因此，就需要對管道設(shè)計中所使用的材質(zhì)進(jìn)行不斷改良，以此來對管道的耐受性進(jìn)行合理提升，以及應(yīng)用抗腐蝕性比較強的材料或者耐受性比較高的管道壁內(nèi)材料，將管道的壁厚增加，并且對管道內(nèi)部的腐蝕情況進(jìn)行監(jiān)控，應(yīng)用科學(xué)合理的對策來應(yīng)對，避免腐蝕情況的產(chǎn)生。

3.2 減少應(yīng)力破壞的可能性

石油化工裝置管道所產(chǎn)生的應(yīng)力破壞情況經(jīng)常出現(xiàn)，為了能夠?qū)⑽ｋU程度降低，就需要將應(yīng)力破壞情況降低，以此來對管道的安全性合理提升。應(yīng)力破壞相對于管道所產(chǎn)生的損害，和管道內(nèi)部厚度的發(fā)生時間有著很大的不同，應(yīng)力產(chǎn)生的破壞通常會使得管道產(chǎn)生開裂，同時應(yīng)力在對管道破壞前不會產(chǎn)生相應(yīng)的征兆，若是應(yīng)力產(chǎn)生破壞，管道就很難正常的運行，危險系數(shù)也會相應(yīng)的增大。所以，就需要制定科學(xué)合理的應(yīng)對應(yīng)力破壞的設(shè)計方法，按照管道自身的性質(zhì)，以及管道內(nèi)部所產(chǎn)生的應(yīng)力因素進(jìn)行結(jié)合起來，將管道的抗腐蝕性不斷提升，在此基礎(chǔ)上還需要強化合理的監(jiān)督管理以及維護(hù)，降低開裂情況的出現(xiàn)。

3.3 防止密封失效，減少有毒物質(zhì)的泄漏

石化裝置當(dāng)中對管道密封材料的要求非常高，需要具有良好的密封性，主要就是為了避免有毒物體的泄漏。然而很多工廠為了提升經(jīng)濟(jì)效益，在材料的應(yīng)用中不認(rèn)真，采用不符合要求的密封材料實施組裝，對人員的操作也不嚴(yán)格，會將有毒物體泄漏的可能性增大，產(chǎn)生密封失效的情況。所以，在管道設(shè)計中就需要應(yīng)用符合要求的密封材料，同時按照相應(yīng)的要求對管道的分界位置進(jìn)行處理，對密封中的相關(guān)操作加強重視，對材料的匹配性加強重視，確保密封效果良好。

4 結(jié)語

在對石化裝置管道工藝進(jìn)行設(shè)計中，需要和實際的情況結(jié)合，采用科學(xué)合理的控制措施對其完善。并且，工藝管道設(shè)計對于化工裝置安全有著很重要的作用，為了能夠確保設(shè)計工作和實際要求相結(jié)合，就需要工藝管道設(shè)計人員具有良好的素質(zhì)以及技術(shù)水平和設(shè)計理念，這樣才能夠保證設(shè)計產(chǎn)品的安全以及規(guī)范。

參考文獻(xiàn)：

[1]戚姣.石油化工管道設(shè)計中常見的問題[J].化工設(shè)計通訊，2017（10）：149+154.

[2]周長江.石油化工設(shè)計中的管道應(yīng)力分析[J].山東化工，2017（20）：129-130.

[3]夏全義.石油化工裝置工藝管道設(shè)計研究[J].石化技術(shù)，2017（09）：34.

[4]米拉提汗.石油化工管道設(shè)計應(yīng)注意的問題[J].化工管理，2017（25）：162.

[5]沈鳳菊.石油化工裝置工藝管道設(shè)計的合理性[J].石化技術(shù)，2017（06）：175.