石油化工工艺管线安装关键技术的研究

2021-01-20胡明雷中油吉林化建工程有限公司吉林吉林132000

化工管理 2021年1期

胡明雷(中油吉林化建工程有限公司，吉林吉林 132000)

0 引言

管线是运输原油和天然气的最有效的方法之一。但是，由于多种因素会影响管线的风险水平，一些可能发生的管线故障会对人类的财产，人类健康和环境造成不良后果。例如，在石油化工工业生产中，由于管线造成的漏油是一个非常常见的问题[1]。为此，管线风险管理是石油和天然气公司的主要关注点。为了更好地保护管线免受损坏，让石油化工管线使用寿命更长，要结合石油化工工艺管线安装的多项内容，更好的完善关键技术，提高工作效率与工作质量。

1 石油化工工艺管线安装参数详解

常规意义上，石油化工工艺管线由单向玻璃纤维增强塑料(GRP)子层通过湿式多回路缠绕形成的外部承载层与高密度聚乙烯的内部密封层结合在一起[2]。这些管线都构造了可拆卸接头和永久接头，三通和其他零件，确保在高达200bar的压力下，石油化工工艺管线系统的可靠运行。为了避免设计复杂性，设计标准是在给定最大约束的情况下，使管线的振动幅度最小，从而使内部法向应力最小。因此，管线安装技术参数(如高度、间距、环境参数)要遵循国家行业规范，化工管线成排布置，还要结合实际，合理布置，制定管线安装方案。

具体地工艺管线安装参数为：首先，确定管线间距时应考虑管线焊接、安装保温层和关键部件的影响，管线突起间距不得小于25mm；其次，如果管线没有保温层，没有过多的装配安装，管线间距应大于50mm，满足管线焊接和检验的要求，为了控制管线的横向位移，可以适当增加管线间距；再次，在无特殊要求的情况下，化工管线一般架空敷设，穿越建筑物屋顶和墙体时，应将套管安装在穿孔化工管线的外侧，套管内的空隙应填充软材料，以防止对化工管线造成损坏；另外，对于不能在套管内进行焊接的管线，应对顶管进行防雨罩保护，管线不能穿过防火墙和防爆墙；最后，为方便管线的卸压作业，排气口和出口应设在管线的最高点和最低点，其中排气口的直径不应小于15mm，排液口的直径不应小于20mm，排气口应设在管线弯头附近物料流的下游[3]。

2 石油化工工艺管线安装关键技术

2.1 石油化工工艺管线安装准备

为了避免在后续安装过程中产生不必要的问题，在石油化工工艺管线安装前必须做好充足的准备，在实践中经常遵循的顺序如图1所示。首先，管线安装图纸通常很少提供有关管线布局的信息，所提供的资料通常只限于进入上升主管的入口处的位置。在这种情况下，工料测量必须决定管线的适当位置，并在各种图纸上标示出来；其次，施工材料是项目完成的根本，在前言条款或工程规范中，可能会包括用于管线的材料的种类和质量的详细资料、标准尺寸以及所列的其他有关资料。例如：弯头、特殊接头和连接件，以及配件，均在其所在的管线之外额外列出。在特殊接头的情况下，应说明接头的类型和方法，它们包括与通常在运行长度上发生的接头不同的接头，或与不同型号或材料的管线的接头，与现有管线或设备的接头。因此，按适当的标题分类管线，并以米为单位测量所有配件和分支，说明类型、公称尺寸、连接方法和类型、间距和固定支架的方法，以及区分直管和弯管，其连接长度中的接头，才可开始进行起卸工作[4]；最后，施工现场有许多准备工作，水、电、劳务等各种材料的需要，都是必需品，并在最大程度上保证了施工项目的稳定和安全。员工生活用品的准备工作也应齐全，保证水、电、路的安全。只有做好最基本的保障工作，确保员工生活中最基本的便利，才能最大限度地保证工程建设的顺利开展。

图1 石油化工工艺管线安装准备流程图

2.2 石油化工工艺管线阀门安装

阀门和旋塞属于管线辅助设备，在石油化工工艺管线系统中，需要通过阀门进行调节效果，即通过改变阀门设置(开度)来改变介质的质量、体积流量，这不仅与阀门调节特性有关，而且还与必要的附加因素有关。这些阀门用于隔离包含一个或多个管线的网络(网段)部分，可以在不中断整个网络或大部分网络的服务的情况下执行维护工作[5]。因此，对于管线阀门的安装，要考虑到阀门的可操作性以及可维护性。在阀门的安装和关闭之后形成的段，通过使用一种算法进行识别和表征，该算法基于使用与原始网络的结构相关联的拓扑矩阵，并且经过修改以考虑到(关闭)阀的存在。

2.3 石油化工工艺管线防腐技术

依据石油化工生产特点以及工艺管线的特征，需要在安装过程中，对石油化工工艺管线进行防腐处理，以延长管线的使用寿命周期。由于石油化工工艺管线内外所接触到的物质不同，因此，需要在石油化工工艺管线的内外采取不同的防腐技术。在管线外侧，由于深度开采等原因，一般会采用电镀防腐技术或者在管线外侧喷涂缓蚀剂进行防腐。外部涂层为石油化工工艺管线提供了额外的机械强度，涂层的厚度取决于管线直径和管壁厚度，通常为1.5～2.5mm。管线表面进行防腐处理后，要用自动喷丸机进行清洗，以达到规定的最小表面光洁度[6]。

在管线内侧，主要通过两种技术用作防腐蚀保护涂层：环氧粉末喷涂和挤压成型。自1980年以来，由于其卓越的防腐能力，环氧粉末被引入管线防腐涂层中。在实践中，对管线内侧采用接枝极性基团改性的环氧粉末，这是因为环氧粉末具有良好的力学性能、改善的粘接性、良好的阻隔性、即使在高温下也能耐大多数无机和有机化学试剂，且成本相对较低。在某些情况下，还可以将聚氨醋涂料用作第一层，以提高粘合性能。涂层由一层厚度较薄的环氧树脂、一层改性聚丙烯共聚物的中间层和一层聚丙烯外层组成，称为三层涂层。环氧树脂具有很高的耐阴极剥离性和热稳定性，其熔流行为有利于形成一层薄而均匀的薄膜。按照我国材料试验协会规定的熔体流动速率(50～100dg/min，230℃，2.16kg)，使熔融物在使用过程中有良好的流动性。这种环氧粉末用低温粉碎机低温研磨，得到的粉末粒度一般小于300Lm。粉末用静电枪喷洒在清洁过的管线内侧，可以得到100～200μm的涂层厚度。

3 石油化工工艺管线安装质量管理

3.1 石油化工工艺管线安装变更问题

在石油化工工艺管线的安装施工过程中，可能会发生工程变更。工程变更对生命周期过程有很大影响，是当今开发过程中并行性水平不断提高的结果，主要是由于预料之外的情况遇到了固有的项目开发。在大多数情况下，变更影响可以部分预测，但变更可能会消耗1/3～1/2 的工程能力，占成本的20%～50%。因此，必须选择合适的工程变更管理流程，降低工程变更带来的影响。在这种情况下，通常在完成提供信息的上游活动之前就开始进行吸收信息的下游活动，根据新的需求进行更改、修改或更新。在实践中，预测可能的变更行为是石油化工工艺管线安装质量管理的一项重要任务。这就要求有一种适当的方法来确定变化的特征。过程包括广泛的任务和活动，例如计划所需物料、选择供应商、采购、库存管理和预测。因此，此过程不仅是简单的计算机计算，而且还包括相关操作，不能固守老旧的方案，要随着环境的变化而变化。大多数限于为特征变化提供定性和定量依赖值，最常用的方法之一是拉格朗日法。但是函数依赖使得分析能力更强，使石化工艺管线的安装任务能在规定的时限内完成，但不影响最终使用。

3.2 石油化工工艺管线安装质量把控

石油化工等现代安全关键型行业的一个明显趋势是，越来越依赖承包商和服务公司来进行运营。多个组织以不同的方式和不同程度的参与，提供石油化工所需的工具或设备，专业技术或特定服务。在石油化工工艺管线安装中，多个组织参与涉及复杂性的增加，因为工作流程需要而其中具有不同专业不同组织，负责不同的区域和不同的安全文化。此外，由于短期合同和不熟悉彼此的员工以及他们不容易执行工作任务的环境，这种组织多样性也可能导致更大的劳动力波动。可以说，朝着增加的组织间复杂性发展意味着对工作流程的结构和执行方式进行了若干改动，这可能对安全性产生影响。因此，必须在安装过程中，严格把控质量关，采取必要措施，如重视质量检查等，防止石油化工工艺管线安装发生质量问题。