石油化工管道设计注意事项探讨

程振烈 王 鹏

陕西省燃气设计院辽宁分院

石油化工管道设计注意事项探讨

程振烈 王 鹏

陕西省燃气设计院辽宁分院

随着经济发展，以及对能源的开发利用技术不断提高，我国的石油开采以及工业化程度也逐步提高，迈进了石油工业大国行列。随之而来的是要不断更新石油化工装置以及逐渐扩大的规模。石油化工装置管道的设计正确与否，对于其是否能够按照要求正常运转十分重要，所以这方面的设计研究应该得到充分的重视。并且在设计管道时候需要相当高的精密性，否则将会影响到管道方方面面的性能以及安全性。

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1 石油化工管道设计的影响因素

1.1 腐蚀影响

腐蚀是影响管道安全的重要原因。腐蚀主要分为应力腐蚀、局部腐蚀、大气腐蚀和均匀腐蚀。管道由于材料和环境的不同，其抗腐蚀程度也不同。并且腐蚀是一个复杂的化学变化，很容易由于环境的变化而变化，很难对腐蚀进行准确的预料和有效的控制。

1.2 密封效果

管法兰密封和阀门密封是目前石油化工企业常用的密封方法，可以防止由于管道腐蚀产生的泄漏。法兰密封由法兰、螺栓、垫圈组成，而法兰的刚度、密封面的形式、垫圈的效果等都会直接影响密封效果。另外，如果管道的位置发生变化，也会影响管道的安全。内漏和外漏是阀门泄漏的两种类型，根据调查可以发现，阀门和法兰的泄漏量为2/3时，会对管道的安全产生直接影响，其后果也难以估计。因此，防止阀门和法兰泄漏是石油化工装置的重要安全措施。

1.3 物理损伤

管道运输中出现的低温脆性断裂和高温破坏都是由于石油管道的物理损伤导致。低温条件下，特别是当管道材料温度低于脆性转变温度时，会使其冲击韧性下降，甚至发生脆性断裂。在高温条件下，管道材料的性能很容易发生恶性变化，例如发生蠕变失效、碳钢石墨化和脆化等，都会导致管道材料的弱化和脆化。另外，管道使用的金属材料很容易受到温度的周期变化或处于交变荷负载的影响而产生疲劳、金属变形、损伤、断裂等现象，从而严重地影响石油化工管道的安全性。

2 目前石油化工装置的管道设计的现状

管道设计工艺路线以及工艺过程的安全性设计 “安全第一”是石油化工管路设计过程必须遵守的准则，无论什么工作安全性都是首要原则，石油化工管路设计依然如此。此外，还需要考虑现实可用性以及成本问题，操作复杂性，安装适用性等问题。在设计过程中首选安全性大的材料。有效合理地挑选材料，能够缓冲实际操作条件中遇到的严苛环境，还能在一定程度上增加安全性能，把问题简单化，也要充分考虑选材的经济性。选材以及设计过程中需要注意以下几点。①在选材时要保证管道的实际性能，必须考虑实际材料的物理化学特性，以及考虑实际工作环境选材，从始端保证管道安全。②设计管道时不能疏忽易出问题的区域，提高对警报装置的应用。要做到早发现、早治理，保障设备安全性，防患未然。③在设备上装置紧急停车装置，以防止出现意想不到的事故，或者防止危险事态进一步严重化。④充分利用当前化工领域先进技术，与管路设计相结合，并且根据当前我国的实际情况，对管路工艺进行周密审查，并且提高相关人员的专业素质及相关知识，设计符合当前国内状况的化工工艺管路，尽量提高管路设计的水平，设计高质量，安全系数大的管路设备。

3 石油化工管道设计需要注意的事项

3.1 提高管道设计工作人员的素质

目前，很多工作人员设计时都是做一些习惯性的工作，没有创新精神，缺少主动的思考，或者未对工程的实际情况进行充分的了解就进行管道设计，并且大多数是参考其他企业或以往的数据，缺乏严谨性。工业设计人员应对设计的安全有强烈的意识，管道设计人员应明白石油化工装置管道设计的安全性关乎整个工程项目的安全，并应提高工作人员的责任感、使命感以及增强安全意识。另外，应定期安排管道设计人员学习先进的设计方法和技术手段，企业的负责人应从国外的先进技术和技术手段中选择合适的工艺供设计人员进行学习，以此提高其知识技术水平。

3.2 避免腐蚀破

(1)在很多类型的腐蚀中，壁厚减薄的均匀腐蚀达到了30%以上，但是，在管道设计中最重要的是参考经验和试验的腐蚀率等数据，以及管道设计的寿命、费用的比较。英国采用耐腐蚀性较强的材料或将管道的腐蚀裕量加大。管道的壁厚，应进行子在役检测，对均匀腐蚀进行必要的监督和有效的控制。

(2)应力腐蚀主要是在应力和腐蚀的共同影响下，致使材料发生失效的情况。其主要有应力腐蚀开裂、磨蚀、氢鼓泡腐蚀，所占比例达到了33.33%，其中应力腐蚀开裂是最常见的，达到了20%，并且在破坏前观察不到任何前兆，属于脆性开裂，并且这种失效有很高的危险性。因此，应充分掌握和采用防止应力腐蚀开裂的材料和环境的组合方式。

3.3 避免阀门泄露

阀门密封的具体实验方法、保压时间、允许泄漏量等在《阀门试验与检验》中都有明确的规定。隔离或切断作业的阀门都应做好关闭试验，以此保证较好的密封性。但是，对于在双密封座中的闸阀和球阀，每一次的密封检验都应达到其相应的标准，只有严格按照标准进行检验，才能避免泄漏现象。在实际运用中，应明确管道设计的基本要求和限制，并且严格根据其标准进行设计，但是也要考虑其对本工业的适用性。另外，对于阀座、阀芯、阀杆等也有明确的规定，避免滥用现象。

总之，管道在其正常运行时，常常由于温度、地理等自然因素和运行的原因，导致其对管道的安全造成一定的影响，因此，在管道设计中，对其安全性要有足够的重视，对于设计的前馈管理、运行的过程管理和反馈报告都应进行严格管理，以此提高管道设计的安全性。

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