石油化工裝置中襯里管道的工程設(shè)計探究

高國社

（陜西建工安裝集團(tuán)有限公司，陜西西安 710000）

0 引言

伴隨我國化工技術(shù)水平的逐步提升，此時石油化工領(lǐng)域產(chǎn)生了諸多的工藝原料以及新型化產(chǎn)品，這就不可避免地要處理諸多具備腐蝕性或含固體顆粒較多的中間雜質(zhì)，比如酸、堿、腐蝕性氣體等等。傳統(tǒng)意義上的碳鋼金屬管道已經(jīng)很難契合輸送的標(biāo)準(zhǔn)，而特殊的高合金鋼又會不可避免地增加工程費用。如今，我國廣泛采取襯里管道，把碳素鋼管當(dāng)作重要的基體，在鋼管的兩側(cè)聯(lián)結(jié)法蘭，又在鋼管內(nèi)壁以及法蘭端面放置塑料。由于襯里管道的費用支出較少，同時又具備較佳的抗腐蝕性，以及流體阻力相對較小等優(yōu)勢。于此，本文將詳盡地闡述石油化工裝置中襯里管道的工程設(shè)計要點，希望能夠給同行帶來一定的參考價值。

1 合理選擇襯里管道材料

某催化劑生產(chǎn)設(shè)施的尾氣內(nèi)，包含HCl、NH3、顆粒物等重要組成部分，若污染物內(nèi)的部分含量超標(biāo)，那就要為其提供專業(yè)化的廢氣處理方法。這一尾氣處理技術(shù)及相關(guān)的工作人員運用循環(huán)漿液以及補充水，仔細(xì)地對煙氣予以濕式洗滌，將氨氣溶解于補充水內(nèi)，進(jìn)一步產(chǎn)出堿性氨水溶液，接著再將25%的稀硫酸溶液當(dāng)作脫氨吸收劑，促使?jié){液以及稀硫酸完成酸堿中和反應(yīng)。在這一項目中，酸、堿會進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，而酸、堿都具備相應(yīng)的腐蝕性。不僅如此，廢氣內(nèi)的細(xì)微顆粒物同樣會進(jìn)行持續(xù)濃縮，進(jìn)而被洗滌下來變成漿液，漿液內(nèi)的顆粒物很容易磨損到金屬管道內(nèi)壁。這一漿液內(nèi)還包括一定的Cl－，具備較強(qiáng)的滲透屬性，所以很容易導(dǎo)致金屬應(yīng)力受到腐蝕。而這個時候碳鋼襯里管道的優(yōu)點就會被顯現(xiàn)出來，不過相關(guān)的工作人員也要依據(jù)項目關(guān)乎化工介質(zhì)屬性，實操情況以及材料組成部分等因素，最終確定實用性最高的襯里材質(zhì)。因為這一項目內(nèi)的H2SO4、漿液都是比較普遍的化工介質(zhì)，其操作溫度以及都較低，所以可以達(dá)到要求的襯里材質(zhì)比較多，例如襯PP 管道以及襯PO 管道等等。出于成本等方面的考量，優(yōu)先選取費用支出最低的襯PO 管道。

2 工程設(shè)計要點分析

2.1 布置襯里管道的要求分析

在設(shè)計襯里管道的過程中，不僅要契合流程方面的需求，同時還要依據(jù)傳輸介質(zhì)的壓力、溫度、流體屬性外，同時還要進(jìn)行整體的統(tǒng)籌規(guī)劃，達(dá)到施工、操作、養(yǎng)護(hù)等方面的需求標(biāo)準(zhǔn)，具體要求如下。

（1）相關(guān)的工作人員要確保襯里管道沿著地面或者架空進(jìn)行鋪設(shè)，在條件允許的情況下，還可以鋪設(shè)在坡度不低于2‰的管溝之中。在布局管線的過程中務(wù)必要設(shè)置一定坡度，防止介質(zhì)在管道中聚集，管道也要這盡可能實現(xiàn)“步步高”或“步步低”無袋型布局，不然就要依據(jù)相關(guān)的操作及檢修需求設(shè)置放空。

（2）針對襯里管道內(nèi)的法蘭，最好不要放置于裝置、機(jī)泵的上端，防止對人身或者設(shè)備帶來不利的威脅，必要時還要在法蘭連接位置加設(shè)一定的安全防護(hù)設(shè)施。

（3）襯里管道需充分地考量支承點的實際方位，最好安置于法蘭接頭以及閥門周邊，同時還要盡可能采取卡箍型支吊架。如必須采取焊接型，那就可以在襯里施工前進(jìn)行施焊。

（4）若要在多層管廊上傳導(dǎo)腐蝕物質(zhì)，那么就需要將非金屬襯里管道設(shè)置在下端。

（5）盡量不要讓襯里管道和高溫管道靠在一起，同時也不應(yīng)設(shè)置于高溫管道上端產(chǎn)生熱影響的地方。襯里管道不可貼近無保溫的熱介質(zhì)傳輸通道，減少對襯里的磨損。

2.2 合理設(shè)置襯里管段長度

較之于普通鋼質(zhì)管道，襯里管道具備一定的特殊性。在設(shè)計前，相關(guān)的工作人員需要提前與管線供應(yīng)商展開合理對接，由此明確管線的最大直徑及最小直徑。除此之外，還要預(yù)先給設(shè)置管線朝向以及制作三維模型奠定基礎(chǔ)，在實際操作時，不允許任意地切分或者焊接襯里管線。由于襯里管道的均是交由都是專業(yè)的制造廠制作完成的，其管道和管道間、管道和管件間，乃至于管道和儀表間均是利用法蘭予以聯(lián)結(jié)的，所以，為了防止后續(xù)出現(xiàn)頻頻維修的問題，在設(shè)計的過程中就要充分考量活動管段，即又稱作調(diào)節(jié)段，利用上述調(diào)節(jié)段能夠有效地減少施工期間產(chǎn)生的誤差，值得注意的是，該調(diào)節(jié)段要在完成施工現(xiàn)場的測量后方可加工安裝。在設(shè)計階段，安置調(diào)節(jié)段也具有一定的要求，通常條件下管線的方向變化會影響調(diào)節(jié)段的數(shù)量，而調(diào)節(jié)段的直徑以及具體方位就要根據(jù)管道情況而設(shè)定。具體如下：

（1）針對一個調(diào)節(jié)段的情況，管線只允許在單個方向上挪動，不允許出現(xiàn)彎頭變更方向。

（2）針對兩個調(diào)節(jié)段的情況，若管線存在一處彎頭變更方向，那么就出現(xiàn)了兩處方向的間隔，此時就要求設(shè)定兩個調(diào)節(jié)段。除此之外，若管線在相同平面內(nèi)存在兩處彎頭改變方向，此時就只要求安置兩個調(diào)節(jié)段。如果管線在同一個平面中至少有三個彎頭變更方向，那么也只要求設(shè)定兩處調(diào)節(jié)段，相關(guān)的工作人員可以根據(jù)現(xiàn)實條件設(shè)置調(diào)節(jié)段方位。在選取調(diào)節(jié)段時，要率先選擇可以和設(shè)備連接的地方，然后再選取和管件連接的位置。

（3）針對三個調(diào)節(jié)段的情況，若在傳輸管線的過程中，存在至少兩處彎頭變更管道方向，而且上述管線并非在相同平面上，此時就要設(shè)定三處調(diào)節(jié)段。總而言之，不管管線直徑長或者短，抑或者無論管線內(nèi)存在幾處彎頭，如果要在各個方向設(shè)置管線，那么就觀察其存在幾處方向，此時就能夠進(jìn)一步明確調(diào)節(jié)段的設(shè)置數(shù)量。

2.3 合理處置襯里管線內(nèi)的墊片

相關(guān)的工作人員在設(shè)計聚四氟乙烯襯內(nèi)管線的過程中，考慮到一些連接位置不要求提供墊片，所以在其法蘭密封一側(cè)內(nèi)附著一定的襯里層，操作人員可以增設(shè)充足的緊固力，如此一來就可替代墊片進(jìn)行密封處理，不過在連接襯里管線以及其他管線或裝置時，為了提升密封的程度，可以安裝一定的墊片。不僅如此，若在襯里管線內(nèi)要求在時常拆除儀表，那么為了確保襯里層不遭到磨損，此時就要裝配一定數(shù)量的墊片。主要包括如下幾種情況，具體如下：

首先，在聯(lián)結(jié)聚四氟乙烯的襯里管線以及搪玻璃襯里裝置的情況下，要求相關(guān)的工作人員采用一定數(shù)量的墊片，且該墊片要求由設(shè)施生產(chǎn)廠或者管線廠商供應(yīng)。其次，在聯(lián)結(jié)襯里管線和石墨襯里裝置的過程中，同樣要求采用一定數(shù)量的墊片。最后，在聯(lián)結(jié)襯里管線與儀表的過程中，為了有助于后續(xù)的檢查養(yǎng)護(hù)，在如下幾種情形下要采取焊接支架的方法：①若豎直管線支架屬于承重架，那么為了增強(qiáng)實際的承重效果，相關(guān)的工作人員最好要采取假腿式樣的焊接管架，且需要根據(jù)管徑尺寸以及支架受力狀況來決定最終假腿的數(shù)量。通常條件下，如果受力過大，就要使用兩個假腿作為主要的支撐，如果受力偏小，那么只需要采用一個假腿；②若管架處在彎頭位置，那么不管管徑尺寸如何，都需要采取假腿式焊接管架作為主要的支撐；③若水平管線上要求固定支架，為了增強(qiáng)固定管線的效果，也優(yōu)先采取假腿式焊接管架作為主要的支撐。除此之外，若管線攜帶任一處焊接支架時，此時都要將管線單管圖交由專業(yè)廠家，且要詳細(xì)繪制單管圖管架圖，仔細(xì)標(biāo)明管架大小，方位以及樣式，如此一來有助于材料廠商盡快預(yù)焊好支架。

3 其他問題分析

首先，由于襯里管線通常都是轉(zhuǎn)移部分腐蝕性較強(qiáng)的流體，而考慮到襯里層具備一定的滲透性，如果管線內(nèi)附著大量具有腐蝕性以及滲透性的介質(zhì)，那么這些物質(zhì)很快就會下滲至襯里層外層，進(jìn)而在短時間內(nèi)損壞外層的碳鋼管道，長期以來，就會引發(fā)嚴(yán)重的管線滲漏問題。為了防止外層碳鋼管道遭到侵蝕，此時管材廠商通常會在金屬外側(cè)打開一個放空口，如此一來，就能夠定期釋放出滲透介質(zhì)，進(jìn)而避免腐蝕性介質(zhì)在其中大量聚集，緩解管線受腐蝕的程度。除此之外，在設(shè)置放空口的過程中，往往需要依據(jù)管段直徑予以操作，若管段直徑小于457mm，那么只要提供一處放空口，且要將放空口設(shè)置于管線中間，若管段直徑超出457mm，此時就要求設(shè)置兩處放空口，而放空口的位置需貼近兩端的法蘭。值得注意的是，在平日里該放空口需用絲封堵著。除此之外，為了避免非金屬管道在傳輸流體的過程中引發(fā)一定數(shù)量的靜電，而在長年累積下就會留下火災(zāi)的隱患。在制作襯里管道三維模型的過程中，其放空口以及接地極不會在模型中呈現(xiàn)處理，是不體現(xiàn)在模型中的，所以相關(guān)的工作人員務(wù)必要合理設(shè)置支架方位，盡可能繞開放空口和接地極。

其次，在設(shè)計襯里管線期間，還要求仔細(xì)布局夾式蝶閥，為了便于操作蝶閥蝶板，此時要確保夾式蝶閥不要和彎頭進(jìn)行連接，由于彎頭位置的壁厚相對較厚，因此在貼近彎頭一側(cè)時要仔細(xì)注意直管。最后，在聯(lián)結(jié)襯里管道以及搪玻璃裝置管口的過程中，若管口存在閥門或要求時常拆卸儀表件，此時盡可能不要讓這一閥門或儀表件和裝置管口進(jìn)行聯(lián)結(jié)，而是要在管口位置增設(shè)一定長度的短管，接著再聯(lián)結(jié)閥門或者儀表。如此一來，就能夠合理維護(hù)設(shè)備管口的襯里層。

4 結(jié)束語

綜上所述，本文對配管設(shè)計過程中部分經(jīng)驗進(jìn)行簡要總結(jié)，希望能夠給有關(guān)人員提供一定借鑒價值。相比普通的金屬管線，設(shè)計襯里管線的難度系數(shù)相對較高，在設(shè)計的后續(xù)環(huán)節(jié)，不但要謹(jǐn)慎地與材料廠商進(jìn)行總材料上的確認(rèn)，同時還要保證各個單管圖材料的使用可靠。同時要在各個設(shè)計環(huán)節(jié)中，充分考量各種影響因素以及基本技術(shù)條件，由此確保后續(xù)管道安裝的順利以及管道投入運作的科學(xué)高效。