浅谈石油化工管道设计应注意的问题

黄丽明

摘要：管道是石油化工装置的重要组成部分，管道在正常工作时，会受到各种因素的影响，从而降低了管道的安全性，所以在进行管道设计时，要把安全性放在第一位。本文主要探讨了石油化工管道设计中应该注意的问题。

关键词：石油化工；管道设计；原则；不安全因素；注意问题

引言：随着我国经济的快速发展，石油化工行业也得到了长足的发展，如今石化行业在我国的市场经济中占有重要的地位，是我国国民经济的基础产业、支柱产业，对我国的经济发展起着巨大的推动作用。然而，当前我国石油化工管道机械破坏、腐蚀损坏、密封失效等现象频发，严重威胁着人们的生命财产安全。 因此，探索和研究石油化工管道设计课题具有重要的意义。

一、管道设计的原则

（1）管道在布置时应遵循成排、成组的原则，这样是为了保证整体的美观性以及支架的经济型。

（2）设备之间的管道连接应遵循短、直的原则，特别是在用到合金钢的以及压降比较小的管道时。

（3）在高温高压的管道处尽量避免使用法兰连接，用于输送具有腐蚀性物质的管道的法兰上应设立塑料的安全罩，避免在通道上设立法兰。

（4）当管道需要穿过屋面、墙壁以及楼板时要加上套管保护管道，同时要注意管道由于热胀作用而直径变大，套管要留出相应的空间。如果地下管道需要穿越铁路、水渠以及道路时，可以用旧钢管作为套管保护管道。

（5）在进行管道敷设时，尽量避免设立管沟，如果必须设立时，那么将阀门和法兰处的管沟要做加大处理，而且管沟内要有排水设施。

（6）气体以及蒸汽的支管尽量从主管的上部引出，一次减少携带冷凝液，支管要坡向主管或者设备来避免积液的现象。

二、管道设计过程中存在的不安全因素

石油化工管道是石油化工物料传送的载体，在整个石油化工中起着重要的作用，而管道设计的安全性，又是石油化工管道设计的基本要求，关系到整个管道是否正常、安全的运行。目前，在管道设计中，由于忽略了某些安全因素，给整个管道留下了巨大的安全隐患。主要分为以下的几种：

1、在输送氮气的进入管道没有设置盲板，检修人员检修时，容易误操作阀门，导致高纯度氮气进入检修室，容易造成窒息。

2、在容易发生易燃、易爆等地区没有设置可燃有毒气体报警仪，不能及时的发现事故。

3、对容易破碎的管道及管道装置缺乏有效的保护措施，如在接头、法兰、仪表、视镜或阀盖处没有设置保护罩

4、对管道贯穿防火或防爆炸时，管道布局不合理，对材料的选择达不到要求。

5、管道管廊要加强采取静电接地措施，防止静电的累积，避免易燃、易爆、有毒物质在运输的过程中出现安全隐患。

三、石油化工管道设计的注意问题

1、管架设计。 不当的管架设计会导致管道运行受损或转动设备损坏，管架设计和管道设计是密不可分的，管架设计应保持稳定。

（1）管架设计时尽量减少弹簧架，弹簧架安装起来比较麻烦且在长时间的工作状态下容易失效，在安装弹簧架的过程中不能随意拔掉定位销。

（2）沿着塔的管线一般只设一个承重支架，如果第一个支架承受的荷载过大，再设第二个称重弹簧吊架，每隔一段距离设置一个导向支架。吊架一般有一定的转向角，在一个较长的管道中设计过多的吊架，会影响管道的稳定性。

2、管道布置。管道布置是石油化工管道设计中重要的一环，不仅仅要符合管道施工的标准和要求，同时在工业、生产、设备布置上也有要求。

（1）管廊附加余量要符合基本要求。

（2）管道中的安全阀布置。要结合不同情况的需求，合理、科学的布置。如：在安全阀出口与泄压总管连接时，要防止总管内的凝液逆流入支管，因此，安全阀出口在连接时要尤为注意，需从上部顺着流向以45°角斜插入总管，这不仅可以防止凝液倒入支管，也可降低安全阀的背压。

（3）夹套管的布置。对管段对接焊缝距离大小要有明确的要求，同时管件、弯头的控制等都要适当，在装配外管前，要严格的安装标准和要求进行检测，确定合格后才能进行

（4）泵入口管道布置。根据介质的不同，泵入口管道在设计时要考虑不同介质的特征设计，一般管道的设计都尽量的保证管道的短而直，提高运输效率。

（5）不同环境下不同的管道布置。这样既能及时的判断管道中存在的问题，及时的采取有效措施加以管理和控制，保证管道的安全操作。

3、材料选用。材料的选择是否恰当，特别是金属材料选择对装置的维修和技术改造以及生产和安全等有很大影响，据有关数据显示，由管道系统选材不当引起的安全事故大约占总安全事故的14%，所以说材料的选用非常重要。

（1）法兰连接处的垫片与螺栓设计。因有不同等级管道会在在法兰连接处分界，所以，在选材中经常会碰到高压力等级法兰为承受较高的密封比压，在金属垫片的使用上，必须要比法兰密封面硬度低，低于HB30以上。所以在材料选择的连接上，必须根据低硬度法兰来对垫片进行选择。

（2）引进设备法兰配对。国内材料机械性能与国外的设备材料很不一致，温度一压力值亦存在差异，国外引进的设备往往与法兰不配对应，特别是工况在温度一压力曲线附近时更容易发生。另外，法兰连接的管道，至少一端应为活套法兰，以便于施工时螺栓孔有效对正。

（3）管道的隔热温度。能否实现真正意义上的管道隔热，主要是由技术工艺、环境温度、生产对介质的要求以及操作温度差别决定的。管道的设计温度基本上要在操作温度允许的范围内，增加或降低一定的温度。

4、材料采购。材料采购对于管道设计也非常重要，材料采购的数量、进度、需要提供的技术文件以及技术要求等对工程建设来说也非常关键，材料采購应注意以下几个方面环节：

（1）要减少采购附加量。材料采购多数是按照附加量2～20%来采购的，材料不同，百分比也不同，笔者认为，附加量2～20%有点过大，现如今，施工技术与制造技术已经大大提高了，施工损坏量与材料次品量也较早前大大减少，因此，没必要按照以前的附加量标准采购，要减少采购附加量。

（2）要求厂家提供必要文件。向厂家订购材料时，必要的较全面的文件往往会忽略，致使缺乏对现场材料的全面认识，也给将来对材料的复查核查以及文件的存档带来了困难，对管道系统材料而言，一般情况下，应该要求厂家提供各种相关文件。

（3）现场材料验收。材料到达现场开箱验收时，不仅要关注材料的规格数量，对于厂家文件以及产品内外观也应该查验，要查看文件是否齐全，采购要求的相关事项说明书中是否含有，（比如：晶间腐蚀数据、机械性能数据、元素分析、探伤实验数据等），如没有相关数据，应尽快让生产厂家补测，以免材料不合格引起安全事故。

四、结束语

管道作为石油化工物料传送的载体，在整个石油化工装置中占有重要地位。这就需要设计者在探索管道设计中应该注意的事项，注重管道设计中的细节问题，严格按照管道设计的有关要求设计。与此同时，采取有针对性的措施防止各种因素对管道的影响，保证管道设计的安全合理，以不断完善和提高自身设计技术和设计水平。

参考文献

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