化工工程工艺管道安装要点

吴德胜 沈阳三全工程监理咨询监理公司

一、引言

化工工艺管路的布局复杂，管路类型多样，其安装专业性强，存在一定难度。工作人员要全面掌握化工工艺管路的安装方式，以提升管路安装质量与安装效率，确保化工工程安全、稳定地运行。在实际安装过程中，应根据不同管道类型，采取相应的安装方法，既要满足施工工艺需求，又要经济合理、规范安装，以实现高效、高质量运输化工物质的目的。

二、化工工艺管道布置与安装原则

（一）化工管道布置原则

化工管道布置应兼顾经济性与安全性，既要满足施工工艺要求，又要保证操作、维修便利，同时，还要力求整齐美观。具体原则如下：第一，在条件允许的情况下，要尽可能减少管道阀件，缩短管路长度，以降低施工成本，减小流体阻力；第二，管路与管路，管路与墙壁、柱子等之间应保持一定距离，以便于安装、维护与养护。比如，管路最突出的位置距离管架支柱、墙壁及柱边的间距要大于100mm。两个高压管路最突出的部分之间的距离以70～90mm为宜，中压以40～60mm为宜。对于配置手轮操作阀门的并排管路，其手轮间距应保持100mm及以上；第三，通常情况下，管路排列应遵循“热的在上，冷的在下”、“输气的在上、输液的在下”、“高压的在上、低压的在下”，“金属材质的在上，非金属的在下”、“无腐蚀地在上，有腐蚀的在下”、“常检修的在上，不常检修的在下”等原则。水平方向靠近柱边或者墙壁的，尽量敷设管径大、常温、振动大或者不常检修的管路；第四，为便于安装、操作与检修，在工艺要求允许的条件下，管件、阀门等零件应选用标准件；第五，采用热补偿的管路，由于温差变化，针对气体积聚或凝液问题，要采取排压措施，如在管道最高点安装气体排放装置，最低点安装凝液排出装置。其中，排气装置的口径要大于15mm，排液装置的空要大于20mm，安装高度与具体位置要满足相关行业规定及环保要求；第六，除特殊情况外，化工工艺管道通常会架空铺设。穿过人行道的高度要在2m以上，穿过大路的高度要在4.5m以上，与工厂交通主干道的距离要大于5m，与铁轨距离要大于6m。对于穿过建筑物墙壁或者屋顶的情况，应在穿孔处的管道外侧加设套管，并用软质材料填充孔隙，以避免工艺管道损坏。需要焊接处理的，要在顶层管道安置防雨罩。此外，化工工艺管道铺设要避开防火墙以及防爆墙；第七，化工管道的下水管以及废水管不可以明线安装，必须埋地铺设。应根据化工工程的实际情况，将工艺管道安装于当地冰冻线以下。

（二）化工管道安装原则

1.化工管道连接

管子与管子、阀件、管件以及设备的连接方式主要有螺纹连接、承插式连接、法兰连接和焊接连接四种。螺纹连接可分为内牙管、外牙管、活接头等，主要是依靠螺纹连接管路与附件。常用于水煤气、低压蒸汽、小管路以及压缩空气等管路的连接。为保证连接处的密封性能，一般会在螺纹上包上填料或者涂抹胶黏剂；承插式连接主要用于陶瓷管、水泥管以及铸铁管等的连接，便于安装，对中心重合度要求不严格，但拆卸困难，且无法适用于高压环境。一般会在管段间的缝隙中装填油绳、水泥、熔铅、丝麻、胶黏剂，以保证连接处的密封性能；法兰连接是最常用的连接方式，法兰是可卸接头，此种管道连接方式拆装便利、密封性好，适用的温度、压力以及管径范围大，但成本高；焊接连接费用低、操作便利、严密性好、但拆卸困难，可用于有色金属管、钢管以及塑料管的连接。焊接连接广泛应用于高压管路以及长管路中，但对于严禁明火或者需要经常拆卸清洗的情况，并不适用。

2.化工管路试压与吹扫

化工管路在投入使用之前，必须进行压力试验，简称“试压”，以保证管道的强度与密封性。试压以液压试验为主，少数也会采用气压试验。为去除管道内的焊渣、铁锈、尘土等杂质，还需对管路系统进行清洗与吹扫。吹洗方式应根据管路输送介质不同，选择有水冲洗、蒸汽吹洗、空气吹扫、脱脂、油洗或者酸洗等。

3.化工管路涂色与保温

化工管路的作业条件特殊，为适应生产的高低温需求，延长设备设施的使用寿命，应采取保温措施，减少管路与环境的热交换，以提高能源使用效益，降低生产成本。常用的管路保温方式是在管道外侧包一层或几层保温材料。由于化工工程管路多且杂，为便于操作，快速区分管路类型，通常会管外或者保温层外涂上颜色。管路涂色主要有两种方法：其一，涂单色，即整根管都涂一种颜色；其二，根据行业标准要求，每间隔2m，在管路底色上涂一个50mm～100mm的色圈。

4.化工管路热补偿与防静电措施

当环境温差大，管材热胀冷缩，使管路承受拉力或压力，导致管段弯曲、断裂，接头松脱等问题。为消除这些应力影响，要对管路实行热补偿。当管路转角角度小于150°时，可利用弯管的自然补偿作用；还可以利用补偿器进行管路热补偿。常用的补偿器有填料、方形、波形几种。在化工生产过程中，电解质与金属、电解质与电解质之间会摩擦生电，比如液体、粉尘、电解质注入容器、从容器抽取或在管路中流动，都会产生静电。这些静电假若不及时消除，极易产生火花，导致火灾或者爆炸等重大安全事故，带来巨大的经济损失。化工管路防静电可以通过调节流体流速或者静电接地等手段实现。

三、化工管道设计与安装环节存在的问题分析

（一）管道设计环节存在的问题

化工工程管理管道在设计初期，由于考量不周，导致压力设计值无法满足物料运输的实际需求，导致管道的实际压力小于设定值，在聚合反应的作用下，物料处于超压环境，加大了管道超压损坏的风险。同时，由于管道附件设计不合理，保温设计或保冷设计不符合行业标准要求，导致管道在运输高熔点介质时，由于保温措施不到位，极易出现超压断裂或者低温脆性断裂现象。而在输送低沸点介质时，由于保冷性能不达标，导致物料在常温环境下沸腾，产生超压问题。此外，由于设计材料选择不当，导致化工工艺管道无法输送强酸、强碱性物质，严重影响化工工程的正常生产。

（二）管道安装焊接环节存在的问题

焊接作业是化工管道安装的重要环节，在诸多安装工序以及施工工艺中，焊接作业质量是影响管道安装质量的关键性因素之一。但是在实际操作过程中，部分企业为降低生产成本，提高经营利润，不惜采取违规操作。例如，未在管道焊接接口处加设焊接标识；焊接处理后，未进行无损检测。焊接质量不合规，给化工工程埋下了重大安全隐患。

四、化工工程工艺管道安装设计要点

（一）材料选用与等级要求

化工生产的过程中，由于化工工艺、输送介质不同，导致工艺管道中会产生一定压力。相关设计人员应结合化工工程的工艺需求以及管道的使用需求，科学选择化工管道类型。管道材质不同，其压力适用等级也会不同，因此，为保证化工工程安全、可靠、长久地运行，在条件允许的情况下，化工管道应尽可能选择耐高压材料。尽管是垫片、螺栓等结构件，也尽量选择质量高的。尤其是当压力与材质都不一样时，就必须选用高质量的材料。对于法兰及其垫片则应在低压领域选用最适合的材料。

（二）塔与容器管线的设计

每一个化工工艺设备间都存在工艺管道连接，因此，化工管道连接是化工工程生产作业的重要环节，与容器设备的设计有着千丝万缕的联系。化工容器设计应结合管线设计与安装的实际情况，且其相关工作开展应以管路系统的标准为重要依据。化工工程的容器管线设计主要涉及以下内容：第一，分馏塔与回流罐的设计，应充分考虑化工管道的后续应用问题，要明确调节的安装位置，以保障化工生产得以有序进行；第二，塔顶压力是精馏塔控制最重要的操作指标，设计人员应将热旁路、调节阀等相关工艺要求纳入考量范畴，并根据化工生产要求以及行业标准固定，及时调整塔顶压力，确保塔压稳定在适宜范围内。第三，气体塔与分馏塔之间应用的调节阀一般为调节阀组，应注重各系统的协调联动，以保证化工工程安全、稳定运行。

（三）泵的管线设计

泵入口管线设计是影响化工工程生产安全性与稳定性的重要因素。假如泵的管线设计不合理，则极易导致管道气体积聚，为后续作业埋下隐患。因此，设计人员在泵管线设计前，要明确泵入口支架位置，对其高度以及整体角度进行适当调整。此外，在阀门及其相关管道的设计过程中，要优先考虑管道气体积聚的影响，应将顶平安装方式应用于整体安装过程。

五、化工工程工艺管道安装注意事项

（一）严格执行相关检测制度

化工工艺建设工程在开展的过程中，化工工艺管道安装是重要的组成部分，这对于整个工程来说会起到深远的影响，相关部门需要加大力度对化工工艺管道安装进行检测。化工工艺管道在检测的过程中，需要严格按照规章制度进行，针对于原材料进行系统性的检验，设定更加科学和完善的检验标准。针对金属环垫之间需要进行线性的检测，确保可以进行45°的旋转，对系统进行气密性检测的过程中，要按照规章制度进行，确保最终的结果可以符合要求。化工工艺管道在安装的过程中，周围的施工环境比较复杂，需要对一些管道进行穿越设计。穿越型的管道在安装过程当中，需要应用到预留相关技术，使用质量比较好的钢制结构套管，对管道的侧壁进行全面的保护，确保工艺管道不会被腐蚀，能够进一步提高管道的应用寿命。在焊接施工的过程中，要严格按照相关标准，对每一个焊接位置进行标准化、系统化检测。应采用相应的无损检测技术，提升检测质量以及检测效率，并结合检测结果，分析施工问题，制定解决措施。同时，工作人员要明确岗位职责，加强自我建设，树立正确的政绩观，立足于岗位，担当尽责，不断提升焊接作业的安全性、可靠性。此外，要加强绩效管理，一旦发现违规操作行为，必须严肃处理。

（二）注重焊接作业质量控制

为提高焊接质量，焊接人员在正式焊接之前，要进行试焊工作。在管道底部的焊接过程中，氩弧焊是最为常用的焊接技术。采用氩弧焊焊接，应遵循从底部到顶部的原则，并检测氩气纯度，做到焊匀焊透。可以通过加设挡风板，减小风对焊接作业的影响。管道底层焊接完成后，应开展系统性检测，及时排查裂缝等问题。在整体焊接作业之前，要仔细清理焊接作业面，有效避免杂质等污染物影响焊接质量。焊接位置要避开应力集中区，焊件不能强行组对。管件对接应保持内壁齐平，错边量要小于壁厚的10%，且在2mm范围内。相邻环形焊缝之间保持一定距离，焊缝中心间距不得小于管件外径，且要大于150mm。焊缝处理要进行三层焊接，第一层焊缝根部要均匀焊透，但不能烧穿。同时，三层焊接的接头，要错开，且每层焊缝厚度以0.8～1.2倍焊条直径为宜。每层焊接完成后，要及时清除飞溅物、熔渣等，一旦发现焊接缺陷，要进行重焊，以提升整体焊接质量。此外，焊接作业过程中，不能横向摆动焊条，而是应沿着正确的方向直线移动。要根据焊接空隙，选择适宜的焊条规格。为避免焊缝表面引弧，要在焊接起点与中层焊缝之间合理预留空间。相关人员要系统性记录焊接电流、电压等技术参数，同时要对管道焊缝编号，便于后续的安装与检修。

（三）加强管道阀门安装质量

在化工工程工艺管道阀门的安装过程中，应根据管道的不同材质以及具体型号，对阀门进行分类归纳，并做好标识。化工管道在安装之前，必须开展现场试压工作，要详细记录检测结果。只有系统测试合格后，管道方可投入使用。阀门要严格按照设计图纸要求，审核阀门型号、施工方案是否合理，以保证管道阀门的安装工艺流程符合相关标准，整体提升化工工程工艺管道的安装质量。

（四）提高化工管道防腐性能

化工管道通常会运输强酸、强碱等高腐蚀性物质，因此，在化工管道材料应经过特殊工艺处理，以提高管道的防腐蚀性能。化工管道安装可以分为地上管道安装与地下管道安装两大类。大多数情况会采用明线管路，但下水管、废水管必须采取地下铺设。地上管道可以通过镀锌或者喷涂防腐剂的方式提高管路的耐腐蚀性，地下管路可以涂抹沥青或者其他防腐材料提高防腐性。在实际防腐处理的过程中，操作人员应全面勘查施工现场，充分掌握化工管道安装的具体环境，并采取相应工艺，提高化工管道的整体性能。例如，由于地上管道长期暴露，极易出现锈蚀现象。针对该类问题，可以通过涂抹底漆的方式，有效避免二次生锈。

六、结语

综上所述，化工工艺管道安装人员应重视管道布置工作，重视隐蔽性管线安全隐患的排查工作，综合整治管道安装环节出现的问题。同时，施工设计人员要结合实际情况，科学选择管路材料，严格执行检测制度，注重焊接质量控制，加强管道阀门安装质量，提高化工管路的耐腐蚀性，有效控制化工管道运行风险，维护管道运输安全，切实提高化工工程的整体安装质量。