石油化工管道设计中常见的问题

石油化工管道设计中常见的问题

发表时间：2018-11-09T17:56:30.057Z 来源：《防护工程》2018年第19期作者：傅鹏

[导读] 石油作为国家的主要能源之一，无论是石油开采、运输，还是石油加工，都是人们的关注重点。

中国启源工程设计研究院有限公司陕西省西安市 710018

摘要：石油作为国家的主要能源之一，无论是石油开采、运输，还是石油加工，都是人们的关注重点。石油化工管道设计是否科学、合理，和石油运输效率、运输成本有着直接关系。为保证管道设计符合要求，要综合考量各方面，从而实现全面管控、科学安置的目标。

关键词：石油化工；管道设计；问题

中图分类号:TE65 文献标识码：A

1石油化工管道设计的影响因素

1.1密封效果

只有提高管道的密封效果才能有效的减少管道因有毒气体等造成的渗漏问题。管道法兰密封和阀门密封是达到密封效果的重要操作方式。法兰密封主要采用法兰、螺栓、垫片等方法。法兰的刚度及密封面对密封效果有直接的影响，如果管道产生位移也会影响法兰密封的效果。为了不影响管道的安全性，阻止阀门泄露的问题，应当运用阀兰和法门控制泄露释放量。

1.2进出装置管道

进出装置主要在管道的边界处设置切断阀，并且在装置侧设置8字盲板，现在很多管道设计都有一定误区，只是把8字盲板运用在运输有毒或可燃气体管道中，导致一些进出管道缺乏相应保护的问题，这同样会对管道造成威胁。所以在设计过程中要对8字盲板进行规划，这样可以减少实际损伤中的误损伤，并且不给设计带来其它损伤。

1.3物理损伤

石油化工装置管道损伤主要表现为低温脆性断裂和高温破坏两个方面，在低温条件下当管道材料温度低于脆性转变温度时，因冲击韧性下降而发生脆性断裂。在高温下管道材料性能也可能变化，例如产生蠕性失效或者碳钢和碳相钢的石墨化和火脆化问题。管道金属材料处于交变荷载或温度周期变化时容易出现疲劳，导致出现金属变形或损伤断裂，从而严重的影响石油化工管道的安全，造成管道不可逆的物理损伤。

2管道设计应注意主要问题

2.1石油化工管道材料的选择

化工管道的投资成本大部分都消耗在了管道材料的选择及装置上。我们在管道设计中要根据设计的具体需求来选择不同的材料类型，在具体运行环境对管道的材料进行科学甄选。其中要特别注意金属材料的选择，它影响到管道的安全运行、维护检修和技术改造等各个方面，对于管道的安全运行有着举足轻重的作用。管道材料选择的是否科学合理，直接决定着输送管道是否能如期达到设计的标准，是否能够保证输送管道安全输送石油天然气等化工产品，是否能对管道进行安全经济的后期维修以及技术改造。根据文献报道，在石油化工管道装置发生生产安全事故中，由化工管道选择材料的不当引发的事故所占比重约14%。选择恰当的管道材料十分的必要，管道材料的选择是化工管道设计中的重中之重。

2.2管道布置要合理

石油化工管道在运输石油中占据重要地位，故在对管道进行设计时，要根据不同环境，科学、合理的选择管道布置。首先，保证管道设计满足工程需求，方便维修和操作，同时，还要保证设计质量和施工质量，明确回应工艺设计、化工生产等要求。从管道系统的设计上看，为防止凝液流向支管，在对安全阀、泄压总管进行设计时，要重视两者的连接方式和位置，通常在凝液流向的45度角上方操作，也就是将安全阀插入总管道的内部，其优势为在安全阀压力较大时，降低安全阀背部压力；管道运行期间，当安全阀出口处压力低于总管压力时，通常设计手动的放液阀，并将其设置在易接触的位置。另外，为预防管段积液，还要定期排出管道内部积液，保证管道通畅运行。由于管道需要在冬季寒冷天气运行，故在对其进行设计中从各方面着手，选用合适装置预防管道冻结，如防冻装置、加热装置等；在对泵入口管道进行布置时，要保证其直、短，从而预防夜袋、气袋等现象的发生。

2.3管架设计要合理

管架设计是否合理，是影响管道是否能够安全运行的关键因素。如果管架设计不合理，管架就不能稳定，设备转动时就会出现不稳定因素。管架设计通过合理选择管架的结构形式，统筹考虑固定点和柱间支撑的位置，优化管线的布置和荷载组合，尽量做到在保证结构安全的前提下管架设计经济合理、整齐美观[1]。例如在管道设计时要控制弹簧架的数量，也就是不要过多的安装弹簧架，且安装弹簧架时要保证定位销不被轻易拔掉。与此同时，如管道需要进行吊架设计时，转向角的设计也是十分关键的。一般情况下，长输管道不宜设计过多吊架，要尽量控制吊架数量，否则管道的稳定性得不到保障。

2.4消防建设

统一调度和集中指挥。油库地区的油罐火灾具有很大的影响范围和危害。一旦发生火灾，它不仅会导致油气藏区域内的多缸爆炸和大规模燃烧。它还危及周围建筑和材料的安全。为了控制和扑灭火灾，必须调动足够的人员、车辆、灭火器和火力，并需要更多的警察合作。维修、消防、安全等工作同时，公安、专业、强制三个团队协同工作，协调配合，使更多的需要高度集中统一的每一个秩序都是正确的。现场控制和灵活机动。油罐火灾发展迅速，变化很大。随时可能发生爆炸溢流。根据油火的燃烧特性，消防指挥员应控制火灾现场的发展趋势。采取灵活、灵活的策略，增强火灾现场的应变能力，变得被动、主动。该命令的主要原则如下:第一，救援部队的组织，灭火战斗应该根据计划和实际需要。在火力的基础上，有一个等级。二是根据地形选择适当的停车位置，并确保车辆在交通和特殊变化后被疏散。

2.5管道设计工艺路线的安全设计

工艺路线的安全设计是整个石油化工装置管道设计安全的重中之重，在整个石油化工装置的规划以及后期的研究之中，都要将其放在首位。除此之外，对设计中材料的使用也尽量选择危险系数较小的，进而在辅助材料的应用中，要不断降低工艺安装时的苛刻条件，尽量

精简工艺设计安装流程，同时也减小对化工装置产生危害介质的应用，借此来降低事故发生率以及事故发生时所造成的损失。

2.6石油化工管道的密封效果

为了防止管道腐蚀和泄露，保证管道安全，目前石油化工管道的密封主要采用阀门密封和管法兰密封两种密封方式。法兰密封由螺栓、法兰和垫片（圈）三部分共同起作用，法兰的密封面型式和刚度、垫片性法兰对密封效果都有直接的影响。阀门泄露主要分内漏和外漏两种情况。不同材料的法兰连接处要选用相应的垫片。为了承受较高的密封比压，高等级的法兰要采用金属垫片，高等级的螺栓来对应低硬度的法兰。在石油化工管道实际运行过程中，要根据具体实际情况做好了防腐措施。管道的泄露主要出现在法兰、阀门等的连接面。如果密封装置存在泄露的情况，就会不同程度的影响到石油化工管道的安全生产运行。因此，在管道设计过程中，要根据管道温度压力等因素，选择合适的密封紧固件，从而保证管道设计的安全性能。

石油化工管道设计是石油化工装置中的极其重要的组成部分，设计者在管道设计中要把安全问题放在首要位置上，要严格按照管道设计的相关要求，结合使用工况和自身的工作经验，保证管道设计的安全合理，采取针对性的措施防止各个因素对管道的影响，确保管道成为石油、天然气等化工产品的安全运输途径。这样才能能够有效减少生产安全事故的发生和安全威胁，降低设计成本及建设成本，才能不断完善和提高自身的设计水平。

参考文献：

[1]谢世彪.石油化工管道设计注意问题分析[J].石化技术，2016，23(06):294+271.

[2]张浩.石油化工管道设计问题的探讨[J].山西化工，2015，35(06):72-74.

[3]穆柯，张博.石油化工装置工艺管道设计探讨[J].中国石油和化工标准与质量，2013，33(23):31-32.

[4]张战强，李军营.浅谈石油化工管道设计应注意的问题[J].中国石油和化工标准与质量，2013，33(23):40.