石油化工管道设计应注意的问题分析周越

石油化工管道设计应注意的问题分析周越

周越

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天津辰力工程设计有限公司天津300400

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

管道和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管道设计应注意主要问题

3.1管道架设的要求

不合理的管道设计可能会对管道运行的安全和有效性造成影响。管架是石油化工管道的重要组成部分，如果这方面存在问题，不仅影响正常的使用甚至会造成转动设备的损坏或者出现断裂、损坏的严重后果。因此，对管架进行设计的时候，应该加强以下几方面的重视：第一，确保管线沿塔铺设，在施工中通过安装刚性支架，保护管道安全，如果管道运输物质比较重，超出管道的承受范围，应该在原有的支架上增加承受力比较大的支架；第二，应该尽量降低弹簧支架的数量，注意位置的确定，根据实际情况和现场地理环境改变支架高度，另外，弹簧支架在长期的使用下很容易造成弹力失效问题，造成管道位置发生变化，甚至影响运输的安全，所以在设计中应该尽量降低对弹簧支架的应用；第三，同一条管道内，吊架数量不宜过多，吊架设计的目的主要是对管道有一定的支撑作用，但是在使用中吊架自身存在一定的转角，如果使用数量过多，很容易使管道整体发生偏转，从而影响整个系统的稳定性和安全性，因此，应该降低同一条管道内吊架数量。

3.2管道布置

管道布置需要注意以下几方面的问题：第一，管廊布置设计，在这部分进行设计的时候应该注意管廊的附加余量，通常情况下需要考虑10%和20%的浮动，结合实际的使用需求和以往设计经验，这部分余量可能不利于化工管道运行的长期发展，可以将管廊设计余量保持在20%~30%；第二，安全阀管道布置，安全阀管道布置是非常重要的部分，在设计的过程中需要注意与总管连接的角度，通常情况角度设定为正常顺流方向的45°；第三，泵入口的管道布置，在设计过程中尽量缩短筒体长度，避免气体在管道内汇集，降低安全事故的发生；第四，跨越道路的输送管道布置，根据施工现场实际情况和作业条件，考虑多方面的影响因素，确保其高度符合相关规定要求，为了提高安全性还应该增加一定的安全设备。

3.3管道材料的选择

石油化工管道材料在选择上对管道安全具有直接影响，材料选择的是否合理在很大程度上影响管道的正常运行。同时，材料的选择对于后期维修和改造工作有很大影响，根据相关数据表示，在管道设计过程中使用不符合安全的材料，发生管道事故的可能性提高20%。由此可见，材料选择在管道设计中的重要性。首先，对于等级分界处螺栓及垫片的选择，通常采用不同材料的法兰进行连接作业，应该选择符合压力等级和材质等级的螺栓及垫片；其次，环境温度对管道隔热造成的影响，在管道设计中应该充分考虑温度条件，结合实际环境进行相关设计；另外，管道材料的采购，采购数量、材料质量、采购进度需要符合化工管道施工的实际要求。在采购过程中，要求厂家提供相关的材料证明文件，相关人员做好资料的整理和收集，为后期材料复查做好准备，从多方面控制管道材料的质量，确保管道施工的顺利进行。

4结束语

总之，中国的科学技术快速发展，石油化工产业也在不断转型和发展，只有对石油化工基础设施进行科学合理的设计，才能保障石油化工产品生产过程安全且高效。管道是石油化工业的命脉所在，在对石油化工管道进行设计时，管道设计至关重要，要充分考虑石油管道设计中各方面因素对石油管道运行的影响，并有针对性地根据影响因素采取相关措施，在对石油管道设计时也要注意管架设计、管道布置和管道材料等多方面问题，以保证石油化工管道在后续的运行、检修和改造工作顺利进行。

参考文献

[1]万丽.石油化工管架设计优化[J].工业c，2016（6）：88.

[2]陈让曲.石油化工装置安全设计讨论——Ⅳ.管道安全设计[J].炼油技术与工程，2016，46（8）：55-60.

[3]张浩.石油化工管道设计问题的探讨[J].山西化工，2015，35（6）：72-74.