石油运输管道设计分析

王天鸿

摘 要：如今石油作为不可或缺的能源，在日常生活中的使用随处可见，使用石油来生产加工化工用品时，必须要通过管道的输送，为了保障石油安全送达，石油运输管道的设计十分重要。在管道设计时出于对安全性的考虑，需要采取防护措施和遗漏定位技术等，石油运输管道的设计方案完善，才能尽量避免不必要的失误，针对石油管道运输可能出现的问题，文章对石油运输管道的设计展开了简要分析。

关键词：石油；运输管道；设施设计

1 石油运输管道设计的安全考虑分析

1.1 管道设计的安全性

石油运输管道在石油化工设备中不可替代，不仅具有连接的作用，而且减少运输过程中安全事故的发生，例如石油泄露等安全问题。石油管道还必须具备保护运输的气体或者液体能安全的运送到目的地的功能，良好的石油运输管道设计还能节约运输成本，同时也为维护和保养提供便利。

1.1.1 在石油运输管道的进出装置设计上，必须要设计切断阀。切断阀位于界区的边界处，在切断阀的侧面需要设置“8”字形盲板，“8”字形盲板通常运用于有毒气体或可燃性气体的运输管道中，为了保障石油运输的安全性，石油管道运输中也应该设置“8”字形盲板。为了避免实际操作中工作人员的失误引发一些安全事故，“8”字形盲板的设计是进出管道的保护装置，在安装设置时一定要落实，以免带来不必要的损失。

1.1.2 石油运输管道的安全阀设置，要配备入口切断阀和旁通阀。在日常工作中，入口切断阀和旁通阀应该出于锁定的状态，a前者在开启情况下锁定，后者在关闭情况下锁定。通常用L.O或者C.S.O的符号表示开启后锁定状态，L.C或者C.S.C的符号表示关闭后锁定状态，切断阀和旁通阀在没有指示的情况下均不得擅自关闭或开启，这些指示符号在设计时要注意，工作人员在操作中也需要清楚符号代表的含义，以免造成失误。

1.2 管道环境的考虑

管道设计不仅要考虑自身的设备，对于管道安装的环境也需要进行分析。首先要结合石油运输管道设计路线，从管道铺设环境为考查点，分析该地的地质地貌以及水文情况，适不适合石油管道的铺设，若是地质灾害多发区，还需要考虑多个因素，以免意外情况的发生造成安全隐患。其次，在地质条件不稳定的区域，铺设石油运输管道需要安装预警设备，若发生灾害立即停止对石油的输送，启动保护系统，若灾害已经发生，对石油运输管道造成了损害，须立即派施工人员进行抢修维护，以免造成更大的损失。

2 石油运输管道设计的布置合理性分析

2.1 管廊附加余量的控制

石油运输管道的设计中，必须要考虑到管道安排的合理性设计，这将直接影响到管道的施工建设以及日后对石油的正常输送。在设计管廊时，要注意余量一般为10%-20%之间，但为了以后能及时对管廊余量的扩大，在最初安排管道时将热应力管道设计在两边，在技术发展到一定阶段，对于余量值可以提高后，能对设备进行升级，不需要耗费更大的成本去换置，而且也有利于设置补偿器。

2.2 管道安全阀的设置

安全阀对于石油运输管道十分重要，在设计时就要引起重视。对于泄压总管和安全阀的连接，流向角度要精确，通常设计为安全阀出口以45度倾斜，从管道上部流入总管道，角度的倾斜是为了防止总管道的石油倒流进入分支管道，造成操作的失误。设置管道的倾斜角度，使安全阀出口高于泄压总管，还能减少对安全阀的背压。为了防止袋形管积液，需要定期排放至密闭系统。

3 石油运输管道材料和采购的选择分析

3.1 选择管道材料的注意事项

石油运输管道由于其特殊的性质，要严格监管管道的质量，通常在选择管道原材料时，采用金属材料为主要原料。在实际操作中，管道要发挥各种功能，首先要选择合适的管道材料，这样才能保障石油的正常输送，减小安全事故的发生几率。在选材时，金属垫片和螺栓的使用量较大，在管道中多用于管道等级分界，根据不同的等级管道，选择相应适合的管道材料，若选择不恰当，对于维护和修理、保养等都会带来不便。除了上述材料问题的考虑，对于管道的保温措施，需要分析管道铺设的具体环境，相比于已有的管道设计经验，更多的是“因材施教”，实际的地理状况和气候、水文情况，都要注意，全面的分析利弊，才能选择适合的管道材料。

3.2 采购管道材料的注意事项

对于管道材料的选择设定后，就要针对选择的材料进行采购，采购时面临最重要的问题就是材料的质量，材料质量直接决定了整个管道设置的使用和日常操作，质量不过关，在实际工作中会带来不少问题。除了质量，采购的数量也是要根据设计来决定，采购数量过多是一种浪费，增加了工程的成本，通常是按照2%-20%的附加量进行采购，具体根据材料的不同进行调整，若采购数量不足又需要进行二次采购，所以采购数量要精确控制。在管道的建设中，施工技术以及施工进度都是要注意的问题，材料在购买时需要了解是否适合某项技术进行的运用，这需要和材料厂家进行交涉和沟通，施工的技术人员也要熟悉管道材料的构成以及使用说明，以免操作失误影响工程进度以及整体的管道质量。采购管道材料一定有采购清单，这些数据都需要进行保存，除此之外，材料的生产许可证、合格证等资料也需要建立相应的档案，以方便以后的查询。

4 石油运输管道设计的防护措施及保养

4.1 温度对运输管道的影响

石油运输管道的工作环境对输送有着重要影响，温度是一个难以把握的问题。若温度过低，通常低于零下20度时，会造成管道的各项指标下降，和正常温度情况下相比，压力和冲击力数值都降低，这是可能引起管道的破裂。为了避免石油管道破裂造成的泄露以及对土壤、水体的污染，对于低温的环境，需要采用抗低温的管道材料来应对管道铺设环境中的温度变化。采用金属材料时考虑金属的温度变化，并针对最低温度进行相关试验，以应对液化气体突发性汽化的现象。若管道铺设环境的温度较高，金属管道稳定性遭到了破坏，到达一定的熔点温度，在恒应力作用下发生应变，随着时间的变化，金属也会变形，蠕变失效，稳蠕变发生到快速蠕变，最终导致管道破裂。由于高温的环境对于碳的稳定性有影响，石墨化的倾向导致管道在使用年限上缩短。

4.2 管道防腐蚀技术的运用

針对频频发生的管道腐蚀穿孔导致石油泄漏的事件，造成了环境污染和巨大损失，石油运输管道的防腐蚀技术需要提高。土壤腐蚀属于电化学腐蚀，钢管和土壤接触后，由于电极电位差异形成腐蚀电池。当土壤性质有差异时会形成腐蚀电池，不同的土壤造成腐蚀电池两极距离较远，这是宏腐蚀电池的构成原理。为了提高管道的防腐蚀性能，充分考虑环境对管道的影响，以及管道材料自身的抗腐蚀性，在选材时也要及时注意。

4.3 运输管道清理的保养

石油运输管道的长期使用，会在管道内部形成沉积物，这些沉积物呈黑褐色，与管道粘结较为牢固，大部分是腊、胶质和沥青质混合物。会导致石油运输能力下降，造成输送障碍，因此要注重管道的清理。较多使用的方法有三种，分别是化学添加剂防腊和清腊，在管道内刷上涂层减少腊的凝结，再就是采用清管器清腊，这些措施都能有效的减少管道腊的沉积。

5 结束语

石油运输管道的设计是保障管道施工和日后实际运行的关键，在设计中首要考虑的是安全问题，同时对于管道材料的选择和采购，管道的防腐蚀能力、抗温度变化能力以及应对自然灾害的能力都要进行全面地权衡，将石油运输管道的设计进一步的完善，才能为实际的操作打下坚实的基础，对于管道的清理和保养也提供了便利。

参考文献

[1]牛立道.论石油管道施工规划问题及解决措施[J].现代商贸工业，2012（13）.

[2]张州.浅谈石油管道施工所存在的问题与解决措施[J].城市建设理论研究，2011（29）.