石油化工装置管道设计的安全问题

王振兴

摘 要：管道是石油化工企业生产的基本构件，用于输送生产过程中的各种流体。因此工艺管道的安全性也是安全生产的重要组成部分。

关键词：石油化工;装置;管道设计;安全

1 管道应力对石油化工管道产生的影响

在管道应用过程中，对管道的安全设计性能要求主要包括管道的耐压强度、耐腐蚀性和密封程度，设计人员要选择符合标准的设计材料，有效避免石油和外界环境对管道的腐蚀。管道布设不合理，或者管道柔性设计难以承载应力，就会产生一定的安全隐患。比如热销量较大，管道就会出现破损。

1.1 管道应力分析的意义

管道设计过程中的安全性能，要满足耐压、耐腐蚀和密封的要求，在设计过程中选择符合性能标准的材料进行设计，降低外部环境对管道造成的影响。在实际工作过程中要保证整体的科学合理运行，管道设计一定要符合科学性和合理性，保证管道不会存在各种硬件问题和安全隐患，在外界环境发生变化时，管道的热效率增大，就会导致管道破损，如果管道设计是为了提供动力，还要考虑到共振问题，尽量降低内外部因素对于管道的破坏。

1.2 管道应力设计的必要性

管道路线设计出来的目的是保证管道不受影响因素的干预而受到破坏，因为外部因素影响使其对连接的机器和设备等产生一定的作用力，而机器设备对管道也会产生反作用力，导致双方受到应力损害，系统的刚度越大，产生的压力越大，因此对管道进行设计可以提高管道自身的防御能力。

2 石油化工压力管道应力分析的设计要求

在进行管道应力分析设计时，需要注意管道布置的问题，为了提升应力分析与设计的方便程度，工作人员可以调节管道空间走向与支架数量，选择科学的支架形式进行管道连接，尽可能避免管道热胀冷缩出现泄漏现象。一旦管道柔性不够，在推力过大时就可能使设备变形、管道支架移动，最终导致管道断裂，所以要注重管道布置的合理性。另外，判断管道柔性是否达标，需要分析管道应力及其作用力，具体可以从三方面入手进行判断。第一，在内压和外在作用下，管道会出现一次应力，一次应力应该高于材料所需应力，通常情况下，只需按照规定进行管道选择即可承受一次应力。当出现持续外在应力时，管道也可凭借支吊架的作用抵挡受力。第二，管道热胀冷缩时会出现二次应力，此应力应该小于材料膨胀的许用应力承受范围内，当管道二次应力超过范围，而一次应力小于管道所需应力时，可以将一次用力加入许用应力，达到提高许用应力范围的目的。第三，对于气压机、汽轮机等机械的管道而言，出口嘴上的管道推力与力矩在制造商提出的允许规定内即可。

3 石油化工装置中管道设计的安全策略与有效措施

3.1 减少腐蚀破坏现象

管道腐蚀情况主要就是管道内部化学物质之间所产生的化學反应，或者物质和管道的材质产生化学反应，不管是化学反应还是其他，在腐蚀情况当中往往有多种情况存在。因此，就需要对管道设计中所使用的材质进行不断改良，以此来对管道的耐受性进行合理提升，以及应用抗腐蚀性比较强的材料或者耐受性比较高的管道壁内材料，将管道的壁厚增加，并且对管道内部的腐蚀情况进行监控，应用科学合理的对策来应对，避免腐蚀情况的产生。

3.2 减少应力破坏的可能性

石油化工装置管道所产生的应力破坏情况经常出现，为了能够将危险程度降低，就需要将应力破坏情况降低，以此来对管道的安全性合理提升。应力破坏相对于管道所产生的损害，和管道内部厚度的发生时间有着很大的不同，应力产生的破坏通常会使得管道产生开裂，同时应力在对管道破坏前不会产生相应的征兆，若是应力产生破坏，管道就很难正常的运行，危险系数也会相应的增大。所以，就需要制定科学合理的应对应力破坏的设计方法，按照管道自身的性质，以及管道内部所产生的应力因素进行结合起来，将管道的抗腐蚀性不断提升，在此基础上还需要强化合理的监督管理以及维护，降低开裂情况的出现。

3.3 防止密封失效，减少有毒物质的泄漏

石化装置当中对管道密封材料的要求非常高，需要具有良好的密封性，主要就是为了避免有毒物体的泄漏。然而很多工厂为了提升经济效益，在材料的应用中不认真，采用不符合要求的密封材料实施组装，对人员的操作也不严格，会将有毒物体泄漏的可能性增大，产生密封失效的情况。所以，在管道设计中就需要应用符合要求的密封材料，同时按照相应的要求对管道的分界位置进行处理，对密封中的相关操作加强重视，对材料的匹配性加强重视，确保密封效果良好。

4 结语

在对石化装置管道工艺进行设计中，需要和实际的情况结合，采用科学合理的控制措施对其完善。并且，工艺管道设计对于化工装置安全有着很重要的作用，为了能够确保设计工作和实际要求相结合，就需要工艺管道设计人员具有良好的素质以及技术水平和设计理念，这样才能够保证设计产品的安全以及规范。

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