石油化工管道设计和安装应注意的问题

石油化工管道设计和安装应注意的问题

发表时间：2018-07-19T15:02:53.810Z 来源：《基层建设》2018年第14期作者：李博

[导读] 摘要：石油管道在石油化工组成装置中占据很大比重，而且石油管道的作用不可替代。

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摘要：石油管道在石油化工组成装置中占据很大比重，而且石油管道的作用不可替代。管道是石油或气体运输的桥梁，更能为运输提供安全屏障。所以在对石油化工管道进行设计的时候，需要进行综合考虑。合理的石油管道设计要充分考虑如何更好地节约成本的同时，更要注意如何将石油管道功能发挥到最大，也要考虑在以后的管道维修和更多的管道铺设提供便利。

关键词：石油化工管道；管道设计；影响因素；问题分析

1 石油化工管道设计的原则

1.1 密封性原则

由于石油化工管道所输送的产品多为石油化工等易燃易爆的产品，很容易由于各种外界因素而造成严重的爆炸事故，同时，石油化工等产品的泄露会造成很严重的环境污染，因此，石油化工管道设计最为根本的原则便是密封性原则。首先，在石油化工管道的高温高压处应尽量避免使用法兰连接，以防法兰受热膨胀而出现连接缝隙，进而造成石油化工产品的泄露，此外应在用于输送腐蚀性物质的管道的法兰上设立塑料的安全罩，并避免在通道上设立法兰；其次，当石油化工管道需要通过楼板、墙壁时应设立相应的套管保护管道，同时，针对管道的受热膨胀现象，在设立套管时应留出充分的空间；最后，当石油化工管道需要通过铁路、水渠以及道路交通时，应采用旧钢管作为套管的保护管道，以防止因为压力过大而造成套管的损坏。

1.2 经济性原则

在保证石油化工管道密封完好以及管道质量后，应尽量遵循经济性原则来进行石油化工管道的设计。一方面，石油化工管道在布置时应遵循成排、成组的原则，这样既可以保证管道整体的美观性，还可以在一定程度上减少在管道支架方面的经济投入；另一方面，在对石油化工管道进行连接时，应尽量遵循短、直的原则，尤其是在运用合金钢进行管道连接时更应该尽量减少连接关节的长度。

1.3 防堵性原则

针对各种管道普遍存在的堵塞现象，防堵性原则同样也是石油化工管道设计中所需要遵循的一个十分重要的原则。一方面，在设立管沟时，应将阀门与法兰处的管沟进行加大加宽处理，并应配备相应的排水设施；另一方面，气体及蒸汽的支管应尽量从主管的上部排出，同时应采取支管坡向主管的方式来避免积液现象的发生

2设计石油化工管道的安全影响因素

石油化工管道能否安全运行，是管道设计是否成功的重要考虑因素。在对石油化工管道进行设计时，影响安全的因素是不可忽视也是不可避免的，这也成为了管道运行的安全隐患。具体要考虑以下几点。

2.1 管道是否受腐蚀

管道很容易受到周围地质条件和气候环境的影响产生不可逆的化学反应，导致管道受到腐蚀。除环境外，管道自身的抗腐蚀能力也是一个影响因素。换句话说，由于周围环境比较复杂，而管道的抗腐蚀能力有限，双重作用下管道就会因腐蚀而导致管道不能安全运行，不仅浪费资源，而且会埋下安全隐患。

2.2 管道装置是否密封效果强

一旦密封装置出现问题，就会导致液体或者气体向内泄露或者向外泄露，不管是向内还是向外泄露，泄露量都不小，管道的正常安全运行就成为了很大的问题。阀门和法兰密封是石油管道的重要密封装置。法兰密封的组成装置主要有垫片、法兰和螺栓等，而这些组成装置是管道能否安全有效运行的主要装置保障。

2.3 温度变化导致管道损伤

石油化工管道很容易受温度影响，高度高温、过度低温或者温度变化过快都会导致管道出现物理损伤。当外部温度过低时，管道因温度过低会发生脆性断裂；而外部温度过高，高于管道所能承受的最高温度范围，管道也会发生脆性断裂损伤。此外，温度周期是管道是否受到损伤的重要影响因素，温度周期变化过快，管道构成金属疲劳发生损坏，管道构成金属就会断裂或者后果更加严重。

2.4 进出装置是否到位

切断阀和8字盲板是管道设计进出装置中的必须装置，二者不可或缺。这就要求对石油化工管道进行实际设计时，不能只考虑传送有毒气体或者可燃气体的管道，要对所有石油化工管道进行综合考虑。无论是何种进出装置，都不能仅仅应用8字盲板，这会让管道进出装置缺乏必要保护，也会让操作人员在操作时面临着人身伤害的威胁，同时也缺乏违规操作时的保护装置。

3石油化工管道设计应注意的问题

合理的设计石油化工管道，除了可以满足石油化工企业的生产工艺需求之外，还可以方便工作人员对整个管道进行施工操作和检查维修，使石油化工管道呈现出最佳的使用效果，避免各式各样安全事故的发生。一般来说，石油化工管道设计应注意的问题主要有以下几种：

3.1 管道布置

管道布置需要包含管廊附加余量布置，管道安全阀布置，夹套管布置，泵入口管道布置等。在设计石油化工管道的时候，需要根据不同的环境，选择合理的管道布置。（1）管廊附加余量：管廊的设计，行业普遍的做法是留下10% 到20% 的余量，但是根据目前石油化工企业多年的运行经验来看，管廊设计的余量需要控制在20% 到30% 之间。（2）管道安全阀：在设置管道安全阀时，要注意其位置应当比泄压总管低，而且阀门的设置高度要合适，能够设置方便工作人员的手动放液阀，定期对管道出现的积液或者其他现象进行检查和维修，防止管道冻结或者是其他事故的发生。（3）夹套管：夹套管对接焊缝的距离应当控制在200mm 左右，弯头在1.0DN 以上，在安装前要对管内焊接进行严格的破损检测，只有检测合格之后才可以装配外管。（4）泵入口管道：泵入口管道的布置要做到短且直，不会存在气袋或者液袋现象的发生。

3.2 管道支架设置

管道支架设置也是石油化工管道设计过程当中的重要组成部分，其关系到整个管道设计的质量，如若管道支架设计存在问题的话，那

么，在后期使用的过程当中就会引起整个管道设备的破损，从而影响了管道的顺畅运行，造成石油化工企业发生严重的安全事故问题。（1）石油化工管道的支架设计要沿着塔铺设管线，让其形成一个非刚性的承重支架，帮助分散整个管道在实际运行中的荷重承重量。（2）在实际的管道支架设计中，要尽量减少弹簧架的使用。主要原因是因为弹簧架的成本高，施工麻烦，而且后期运行时还有可能失效。（3）同一条管道上，不宜设置过多的吊架，只要合理的分布吊架的位置，就能够起到支撑管道的作用。 3．3管道材料要合理

3.3.1 选择合理材料

能否选用安全系数高的管道材料，特别是安全系数高的金属材料，直接影响到管道是否安全运行、是否顺利检修和是否能够顺利技术改造。如果管道材料选择不当，石油化工材料运送、检修或者管道技术改造中都有可能出现装置爆炸事件或者其他重大安全事故，所以如何选择管道材料十分重要。首先是管道连接处和分解处的螺栓和金属垫片的选择上不同等级的石油化工管道法兰等级不同，所以要考虑根据实际情况选择适当的材料。例如，高等级法兰在选用金属垫片时，要选用能够承受高密封比的金属垫片，反之则不然；其次对管道设计的耐热度而言，要充分评估管道工作周围环境，因为设计理论值在某种程度上来讲对管道设计只是提供了参考和借鉴，管道隔热度、管道工作环境温度变化量等都是需要进行综合考虑的因素。

3.3.2 合理采购材料

合理的材料采购是对石油化工管道进行合理设计的关键环节之一，材料总计采购量、材料选择技术要求、采购进度以及原材料供应商技术文件都影响着工程建设是否能够顺利进行。首先，材料采购量要控制附加采购量，专业标准要求采购附加量要在2%~20%。不同材料使用量不同，采购量和采购比例不相同，这就要求具体问题具体分析；其次是在进行材料采购时，采购人员要明确要求材料供应商在材料请购单中具体体现技术要求，相关的设计人员就能够细致掌握材料规格，并且深入了解材料使用工况。只有对管道原材料有细致的把握才能保证采购原材料的质量；最后，在对采购进行分批采购时，材料供应厂家必须为每批原料提供全面资料和检测合格文件，确保资料齐全，也方便后期对材料核查工作能够顺利进行。

结束语：

如今，石油化工产业已经成为了国家的经济命脉，基于此，广大石油化工企业必须提高对管道设计的重视，不断优化石油化工管道的设计，保证石油化工管道的正常安全使用，进而促进我国石油化工企业及整个行业进步。

参考文献：

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[2] 金霞.石油化工装置管道设计安全性探究[J].化工管理，2016（23）：323.

[3] 马赞，李伟朋，吴变.石油化工装置工艺管道设计探究[J].化工管理，2016（22）：177.