化工工藝管道設(shè)計(jì)、安裝與維護(hù)研究

葉振雷，任偉峰

(浙江工程設(shè)計(jì)有限公司，浙江 杭州 310002)

1 化工工藝管道設(shè)計(jì)

1.1 參數(shù)設(shè)計(jì)

化工生產(chǎn)過程中需要使用到管道，且對(duì)于管道的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)要求較高。為了保證管道運(yùn)行的穩(wěn)定性，在管道設(shè)計(jì)的時(shí)候就需要從多方面進(jìn)行考慮。對(duì)管道的極限承壓能力和所能承受的溫度范圍進(jìn)行分析，選擇合適的管道材料。對(duì)于管道設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格的把控，把管道參數(shù)控制在一個(gè)穩(wěn)定的范圍內(nèi)，滿足化工生產(chǎn)的要求。如果所選的管道材料參數(shù)不合理，那么在化工生產(chǎn)過程中管道材料會(huì)與管道中運(yùn)輸?shù)幕瘜W(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，從而造成管道破裂，使化工生產(chǎn)不能正常進(jìn)行，給化工企業(yè)帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

1.2 管材及配件的選用

管道設(shè)計(jì)是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，要考慮到各個(gè)方面的影響因素，對(duì)不可控因素進(jìn)行分析。在管道材料和配件的選用上要做好質(zhì)量分析工作，不能使用劣質(zhì)的材料，管道材料質(zhì)量的好壞直接影響管道運(yùn)行的穩(wěn)定性。其中選用的無縫鋼管要保證質(zhì)量達(dá)標(biāo)，所選的配件要與管道相貼合，在此材質(zhì)上盡量選擇性能指標(biāo)較高的碳素鋼，不要使用劣質(zhì)的鑄鐵材料，有利于管道運(yùn)行的穩(wěn)定性[1]。

2 化工工藝管道安裝及監(jiān)理檢驗(yàn)

2.1 安裝

化工管道的安裝涉及多個(gè)交互環(huán)節(jié)，主要是依靠現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際焊裝，也就是說，管道的焊接貫穿著管道安裝的整個(gè)過程，焊接是管道安裝中的重點(diǎn)內(nèi)容。管道安裝過程中，對(duì)焊接人員的能力要求比較高，焊接人員需要有專業(yè)的職業(yè)資格證，同時(shí)還要有較為豐富的焊接實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，可以應(yīng)對(duì)各種各樣的管道焊接情況，在保證焊接質(zhì)量的同時(shí)還要符合管道現(xiàn)場(chǎng)焊接的要求。要合理規(guī)劃好管道安裝方案，方案內(nèi)容主要包括：一是技術(shù)措施，二是組織措施。做好兩個(gè)板塊的對(duì)接工作，能夠有效地保證管道安裝質(zhì)量。進(jìn)一步優(yōu)化管道安裝方案，明確管道安裝重點(diǎn)，做好各個(gè)方面的協(xié)調(diào)工作，對(duì)安裝過程中出現(xiàn)的問題要及時(shí)解決。

2.2 閥門的安裝

化工工藝管道安裝涉及了多個(gè)環(huán)節(jié)的安裝，閥門安裝就是其中一種。閥門安裝的工程量較大，對(duì)人力、物力的消耗比較大。在具體的施工中，要做好每個(gè)環(huán)節(jié)的對(duì)接工作。在管道設(shè)計(jì)安裝的時(shí)候一定要考慮到閥門安裝，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況做出合理的規(guī)劃。為了便于閥門后期的管理和維護(hù)，正常情況下，我們都將閥門安裝在較為顯眼的位置，安裝的時(shí)候，手輪的間隔距離控制在100 mm左右。閥門一般是水平安裝，避免閥桿朝下。有些閥門的重量比較突出，單純使用人力是無法進(jìn)行安裝的，要先吊起來然后進(jìn)行施工。閥門安裝要錯(cuò)開處理，不能多個(gè)閥門同時(shí)安裝，這樣可以保證管道間的間距是合理的。不同管道的功能屬性不同，對(duì)于運(yùn)輸有毒易燃高危物質(zhì)的工藝管道，管道安裝采用管口直連的方式。對(duì)于消防閥的安裝，需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行合理的分析，要考慮實(shí)際操作的安全性，采用分化的方式進(jìn)行安裝，最好將消防閥安裝在控制室的后面，相對(duì)來說比較安全和方便。如果對(duì)管道安裝沒有明確的說明，水平管道的閥門智能采用水平安裝的方式，不能采用垂直安裝的方式。從干管上延伸的支管，一般靠近管道底部。安裝調(diào)節(jié)閥的時(shí)候，最好安裝在便于實(shí)際操作的位置，如沒有特殊要求就不能隨意更改調(diào)節(jié)閥的位置[2]。

2.3 泵的安裝

泵的安裝是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，要考慮的因素比較多?；诒玫奶匦?，在安裝的時(shí)候一定要遠(yuǎn)離火源，泵口的中心線要處于中間位置，兩端線口要對(duì)齊。泵與泵之間的間隔距離不能低于0.7 m，如果使用雙排布置的形式，2個(gè)排泵上的端口要保持在水平狀態(tài)下，泵口之間需要保留一定的通行距離。有些泵是安裝在室內(nèi)的，針對(duì)室內(nèi)泵的安裝，雙排泵的距離應(yīng)在2 m以上，其離地距離最好控制在100 m左右。因?yàn)楸枚际翘幱谝粋€(gè)長(zhǎng)期運(yùn)行的狀態(tài)，所以需要多安裝幾個(gè)備用泵，備用泵不要安裝在主泵之間。在泵的進(jìn)口處安裝好切斷網(wǎng)，通過切斷網(wǎng)的阻隔，可以起到一定的緩沖作用。泵中的吸入管長(zhǎng)度需要控制在一個(gè)合理的范圍內(nèi)，吸入管長(zhǎng)度不能過長(zhǎng)，同時(shí)要有一定的韌性，保證吸入管能夠承受管道內(nèi)部壓力。

2.4 壓縮機(jī)的布置

在布置壓縮機(jī)的時(shí)候，需要提前規(guī)劃好壓縮機(jī)的安裝位置，減少?gòu)濐^數(shù)量，采用合適的方式避免壓縮機(jī)泄漏。做好相關(guān)環(huán)節(jié)的準(zhǔn)備工作，在不妨礙檢修的前提下對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行安裝。壓縮機(jī)安裝的方式有著一定的差異性，有些是獨(dú)立安裝的，有些是并排安裝的。壓縮機(jī)的不同安裝方式其具體要求也是不同的，在并排安裝多個(gè)壓縮機(jī)的時(shí)候，要盡量將管道設(shè)備安裝在管道上部區(qū)域，便于后期管道操作。如果管道操作平面距離過高，需要增設(shè)一個(gè)操作平臺(tái)，降低距離操作難度。沒有特殊的安裝要求時(shí)，包含可燃?xì)怏w的壓縮機(jī)一般安裝在露天的地方。

2.5 監(jiān)理檢驗(yàn)

監(jiān)理檢驗(yàn)主要是針對(duì)安裝資料，對(duì)安裝資料進(jìn)行全面的審查，包括多個(gè)方面的內(nèi)容：圖紙是否按照安裝標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，是否滿足實(shí)際需求。要明確監(jiān)理檢驗(yàn)的要點(diǎn)，監(jiān)理檢驗(yàn)主要是為了整個(gè)項(xiàng)目能夠順利開展，通過檢驗(yàn)可以大概了解到工程的具體施工情況，有助于及時(shí)解決施工過程中出現(xiàn)的各種問題。要重視化工工藝管道的監(jiān)理檢驗(yàn)工作，對(duì)原材料質(zhì)量、焊接質(zhì)量、安裝質(zhì)量進(jìn)行全面地管控。以上是管道監(jiān)理檢驗(yàn)的重點(diǎn)，也是保證管道安裝有序進(jìn)行的基礎(chǔ)。

3 進(jìn)一步優(yōu)化工藝管道維護(hù)管理

3.1 加強(qiáng)設(shè)計(jì)及施工環(huán)節(jié)的安全意識(shí)

在選擇管道材料的時(shí)候，我們需要從多方面考慮影響因素，結(jié)合介質(zhì)特性、管道壓力和溫度變化情況進(jìn)行合理選擇，要嚴(yán)格把控管道材料的質(zhì)量，杜絕使用質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的管道材料，否則將會(huì)導(dǎo)致管道內(nèi)部可燃物質(zhì)泄漏，引起嚴(yán)重的爆炸事故。要對(duì)管道內(nèi)部的溫度進(jìn)行合理的調(diào)控，在管道內(nèi)壁設(shè)置保溫層，防止溫度過高對(duì)管道造成的破壞。管道運(yùn)輸?shù)牟牧习艘兹嘉镔|(zhì)，如果這些易燃物質(zhì)堆積在一起，會(huì)產(chǎn)生高溫，容易引起管道爆炸現(xiàn)象。所以在管道設(shè)計(jì)的時(shí)候，要全面考慮各項(xiàng)因素。要按照規(guī)定的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，管道口的直徑盡量控制在一個(gè)合理的范圍內(nèi)。管道彎曲度要合理，不要有過多的拐彎節(jié)點(diǎn)。要保證管道內(nèi)壁平整光滑，管道表層不能有凸起的情況。對(duì)于配件的選擇，不要使用網(wǎng)格形式的配件，這種配件會(huì)影響管道運(yùn)行的效率。如果管道焊接出現(xiàn)錯(cuò)誤，焊接點(diǎn)不穩(wěn)定，要及時(shí)加固處理。管道穿墻過程中，要加設(shè)防護(hù)套裝。

3.2 選用合適的防腐措施

化工工藝管道內(nèi)部運(yùn)輸物質(zhì)呈多樣化，有些管道輸送物質(zhì)具有較強(qiáng)的腐蝕性，為了保障管道的穩(wěn)定運(yùn)行，我們需要采取合適的防腐措施，降低腐蝕物質(zhì)對(duì)管道運(yùn)行的影響。在化工工藝管道中，使用最多的防腐措施就是涂層防腐，其中又以涂料防腐為主。在管道內(nèi)壁中涂抹一層防腐隔膜，可以有效地降低腐蝕物質(zhì)對(duì)管道的侵害。要隨時(shí)檢查管道內(nèi)壁情況，發(fā)現(xiàn)內(nèi)壁腐蝕情況，要及時(shí)采取補(bǔ)救維修措施[3]。

3.3 注意預(yù)防振動(dòng)

化工工藝管道施工中會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問題，管道振動(dòng)就是其中一種。管道振動(dòng)的出現(xiàn)會(huì)影響管道施工的有序性，我們要采取合適的方式進(jìn)行管控。減振措施比較多樣化，最為常用的就是增設(shè)減振裝置，采用先進(jìn)手段提高管道柔性指標(biāo)，使管道具有更強(qiáng)的適應(yīng)力。

3.4 操作規(guī)范

在化工工藝管道運(yùn)行過程中，存在很多不可控因素，溫度變化和介質(zhì)流動(dòng)速度都會(huì)對(duì)管道運(yùn)行造成影響。化工工藝管道運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)比較特殊，很多物質(zhì)的危害性都比較大，在運(yùn)輸可燃性氣體、液體時(shí)，一定要控制好管道的溫度，防止管道溫度系數(shù)超標(biāo)。如果溫度沒有控制好，很容易引起管道的爆炸。在輸送冷卻介質(zhì)的時(shí)候，要保證輸送過程的連續(xù)性，冷卻介質(zhì)不能中斷，必要情況下，可以安裝2條電氣線路，這樣可以在溫度波動(dòng)幅度過大的情況下及時(shí)采取管控措施。定期清理管道上面的污垢，防止污垢堆積影響管道運(yùn)輸?shù)姆€(wěn)定性，管道內(nèi)外壁都要清理。打掃好管道外部，防止給維修帶來困難。

3.5 設(shè)置安全裝置

管道運(yùn)行過程中，容易出現(xiàn)各種各樣的問題，其中管道爆炸問題最為突出。我們需要將安裝閥設(shè)置在爆炸問題突出的管道上，將防火閥設(shè)置在容易出現(xiàn)燃燒現(xiàn)象的管道上。出現(xiàn)不同問題的管道我們?cè)O(shè)置的安全裝置不同，要根據(jù)管道運(yùn)行情況進(jìn)行合理的調(diào)控。通過設(shè)置安全裝置，可以最大程度上限制不良現(xiàn)象的發(fā)生。要切斷閥與閥之間的連接點(diǎn)，避免相互作用，將止流閥安裝在容易發(fā)生倒流的接觸點(diǎn)上，將過濾器安裝在泵與閥門之間的進(jìn)口處。通過對(duì)不同閥的合理調(diào)控，可以有效地避免因雜質(zhì)造成的事故[4]。

4 結(jié)語

化工工藝管道設(shè)計(jì)、安裝與維護(hù)是一個(gè)綜合性的工程，我們要做好各個(gè)環(huán)節(jié)的對(duì)接工作，進(jìn)一步提高管道性能指標(biāo)，保證管道運(yùn)行的穩(wěn)定性。