潤滑油項目掃線系統(tǒng)管道設計要點探討

盛禮俊（福陸（中國）工程建設有限公司，上海 201103）

潤滑油工廠生產(chǎn)潤滑油時，一般是根據(jù)不同的配方，把基礎油和各種添加劑經(jīng)過計量后，通過管道運送到混合罐攪拌混合，進行充分混合后再放入存儲罐，最后運入包裝車間，包裝后制成成品。由于潤滑油產(chǎn)品種類很多，而為了制成產(chǎn)品又需要把不同種類的基礎油和十幾種不同的添加劑進行混合，如果按一種潤滑油一組管系來設計管道系統(tǒng)，那么就需要幾十組管系，而每組管系又由十幾根管線組成，在十幾根管線上又有很多儀表，閥門，支架，這樣重復建設既占用空間又會導致投資非常大。而如果不按一種潤滑油一組管系設計管道系統(tǒng)，采用共用一組管系的方案，又會導致管線中潤滑油殘液互相污染影響產(chǎn)品品質(zhì)的問題發(fā)生。

這時候，掃線系統(tǒng)的使用就變得非常必要。掃線系統(tǒng)是一種用特殊形狀塞子即清管器，清空管線中留存液體物料的管道系統(tǒng)。掃線系統(tǒng)一般采用自動控制技術(shù)，不需要人工進行復雜的控制操作，能夠自動完成清掃管線的工作。當管道系統(tǒng)運送完一種物料，經(jīng)過清管器掃線后，由于管線中的殘流液體物料都被清管器完全清空，所以管線可以接著運送另一種物料而不會產(chǎn)生交叉污染。可以看出，采用掃線系統(tǒng)可以減少管線系統(tǒng)的重復建設，同時也避免了管線中潤滑油殘液互相污染的問題，可以使多種基礎油與添加劑或制成的潤滑油成品用一組管線系統(tǒng)運輸。且由于管系的精簡，管系的管理控制也相應的變的簡單，極大的降低了管理控制的難度。

1 掃線系統(tǒng)的工作原理與組成

1.1 掃線系統(tǒng)的工作原理

掃線系統(tǒng)的工作原理是：通過壓縮空氣或氮氣把清管器從發(fā)球閥發(fā)出，經(jīng)過管線系統(tǒng)送到收球閥，在經(jīng)過管線系統(tǒng)的過程中，清管器特殊的設計可以排空管線中的潤滑油，實現(xiàn)清掃管線的目的。

1.2 掃線系統(tǒng)的組成

掃線系統(tǒng)一般由清管閥，清管器，清管線專用管道及管件，清管線支架以及配套控制系統(tǒng)組成。掃線系統(tǒng)的各個部件在技術(shù)上一般都有特殊的要求，各家公司的部件都各有自己的專利與技術(shù)特點。市場上有好幾家供應商提供技術(shù)配套方案，如Emerson 旗下的 FMC，ABB 公司，德國的 I.S.T 公司。中國公司在清管閥上取得了一定的突破，已經(jīng)可以提供清管閥系列產(chǎn)品，比如自貢新地佩爾閥門有限公司和四川飛球有限責任公司。

2 設計要點

2.1 掃線系統(tǒng)的基本布置要求

掃線系統(tǒng)對布置有一定的要求，通常有以下幾點：為了使管線中不能被清掃到的部分盡可能的短，發(fā)球閥應盡可能的靠近物料起始端放置，相應的收球閥也應盡可能的靠近物料末端布置；掃線系統(tǒng)需要嚴格控制彎頭的使用數(shù)量，優(yōu)化路徑少用彎頭；由于清管器在經(jīng)過彎頭時會遇到較大的阻力，如果彎頭和彎頭直接連接，可能會導致清管器在此堵塞，所以彎頭和彎頭之間不可以直接連接，需要加入一段直管段進行過渡，直管段的長度一般為10倍管道直徑。掃線系統(tǒng)的所有分支都應設計成可清掃，設計時不能遺漏任一個分支；選擇管道材料時，需要確保管道上各個管件符合潤滑油管線管道材料等級的要求。

2.2 掃線系統(tǒng)管道的選擇和要求

這次潤滑油項目掃線管道采用的主要標準為GB∕T 3639-2009冷拔或冷軋精密無縫鋼管，管道壁厚按管徑大小分別選用了SCH40和SCH80，選用的牌號為20#。

對于一般的項目，管道壁厚會采用SCH10，但由于掃線系統(tǒng)對管壁有一定的要求，管壁太薄可能導致系統(tǒng)不能正常工作。特別在掃線系統(tǒng)運行時，掃線球經(jīng)過彎頭時動載荷很高，如果采用SCH10 壁厚的管道略顯單薄，剛性不足，有可能導致管道損壞的風險。所以此次項目選用了高一檔的壁厚。

諸如Emerson 品牌的掃線球，由于其內(nèi)部有磁鐵定位等裝置，一般價格都較高。為了防止掃線球被刮傷損壞，掃線管線對管道內(nèi)壁的表面粗糙度也有一定要求。而且，管線內(nèi)表面越光滑，掃線球掃過的線越干凈。此項目規(guī)定管道的內(nèi)表面粗糙度（包括管道、彎頭和法蘭）應在3.2微米至6.3微米。

2.3 掃線系統(tǒng)彎頭的選擇和要求

掃線系統(tǒng)的彎頭區(qū)別于普通管線的彎頭。掃線管線一般采用5D 彎頭，且在彎頭兩端各留一段不少于150mm 的直管段作為緩沖區(qū)使用，緩沖區(qū)的長度根據(jù)管徑不同而有所不同，一般2”到3”使用150mm管段作為緩沖區(qū)，4”使用200mm，6”使用300mm。除了緩沖區(qū)外，彎頭兩端還要各留一段50mm 的直管段用于安裝焊接套管。另外，彎頭的彎曲角度不應超過90度，一般選用90度，60度，45度和30度，15度和75度在特殊情況下可酌情使用。

2.4 掃線系統(tǒng)法蘭與墊片的選擇和要求

這次潤滑油項目掃線管道法蘭采用的主要標準為GB∕T 12228-2006通用閥門碳素鋼鍛件技術(shù)條件。墊片選擇金屬纏繞墊片。

在選擇法蘭時，應該注意法蘭的內(nèi)徑必須和管道的內(nèi)徑一致。在安裝時，要注意兩個法蘭需要同心安裝，以免產(chǎn)生偏差，運行時損傷清管器。另外，墊片內(nèi)徑應該與管道內(nèi)徑相同或稍大，不能突出到管道內(nèi)部，以免導致刮傷清管器。但也不能比內(nèi)徑大太多，以免在此處留存殘留液體，影響清管效果。

3 焊接要點

使用常見的坡口焊等方法連接兩根管線時，焊縫內(nèi)壁粗糙度往往無法滿足掃線管的要求。所以掃線系統(tǒng)管線會采用焊接套管來連接2 根管子。一般的步驟為：首先，把管道垂直切割，把管道末端的外測做成坡口，把管道內(nèi)測倒成圓角，將焊接套管安裝到其中的一根管線上。然后，把兩根管道的末端用密封焊焊接起來，但要特別注意的是內(nèi)部不要被焊透，以免引起內(nèi)壁不光滑。接著打磨外部焊縫，以便安裝焊接套管。最后，調(diào)整焊接套管的位置，使焊接套管的中心和管道的焊縫重合，使用連續(xù)角焊接的方式進行焊接。焊接套管的長度根據(jù)管徑大小有所不同，管徑在DN80-DN150 時長度選擇31.75mm，在DN200長度選擇38.1mm，在DN250-DN300長度選擇50.8mm。

管道和管道連接時使用上述方法，同理在管道和彎頭焊接時也是使用這種方法。但當法蘭和管道焊接時，所使用的焊接方法有所改變，法蘭和管道焊接時一般不需要加焊接套管，多采用對焊連接。焊接后，需要對焊縫進行打磨，以免焊縫處的毛糙損傷清管器。而法蘭的另一個端面需要進行倒圓角處理。

在管道上安裝壓力表時，項目規(guī)定一般采用對焊支管臺，在焊接安裝對焊支管臺時，要注意對管道打孔處進行處理，打孔后，需要倒圓角和打磨。

4 支架設計要點

清管管線動態(tài)載荷很強，會引起管線的振動，振動會使管道與相關(guān)的管件連接部位發(fā)生松動，導致管道發(fā)生損壞。所以，管道支架的合理設置對清管管線十分重要。相比普通管線，清管管線在設計時一般會多加一些固定支架，當然也要考慮管線本身的溫度，壓力和介質(zhì)等條件，以免不合理的設置導致管道變形，影響清管器的運行。另外，由于清管器在通過彎頭時，阻力一般會比在通過直管段時大，容易引起管線的振動，所以一般在彎頭的前后，要額外設置支架支撐與固定管線。設置支架時，與普通管線兩個支架的間距一般是按管徑及壁厚來確定不同，清管管線支架的間距只是規(guī)定了兩個支架之間最遠的距離一般應不超過7米。

由于焊接型支架在安裝時，需要通過焊接的方式將支架與管道焊接在一起，在焊接時可能導致管道局部變形，而局部變形會影響清管器的運行。所以，清管管線的支架一般采用非焊接型管夾式的支架，也會采用U 型螺栓支架。一般，保溫管道采用非焊接型管夾式的支架，按保溫厚度確定支架的高度，保溫厚度小于等于75mm的用100mm高度的管夾式支架，保溫厚度大于等于76mm 小于等于125mm 的用150mm 高度的管夾式支架。不保溫的管線不設支架，直接放在梁上或其他支架上。

5 結(jié)語

綜上所述，潤滑油項目掃線系統(tǒng)的管道設計，在管道布置，管材的選擇，焊接的要求，支架的設置等方面都有著與普通管線設計不同的特殊要求。在設計時，應時常檢查設計的管線是否符合掃線系統(tǒng)管線的特殊設計要求。在施工時，應注意施工的過程是不是按照掃線管線的項目設計規(guī)定進行，嚴格控制施工質(zhì)量。只有這樣一步步都按要求進行，才能保證掃線管線的順利運行。