探究石油化工装置管道设计的安全问题

汤文境

摘 要：石油化工装置的管道生产过程之中，其工序较为复杂，这是由于石油化工装置对条件上的要求较为严苛，而在生产中这些条件逐渐限制生产。除此之外，石油化工装置中管道设计中还会受到其他因素过多的制约，例如：装置周边的实际环境布置较为紧密、管道错节盘根，管道装置应用的加工材料多数是易燃易爆、有毒素的介质，还有一些管理缺陷的影响，进而导致潜在的火灾、空气中毒、爆炸等危险。基于此要推动石化油工装置的管道设计与工艺，去减少上述的危险，推动石油化工装置管道的安全建设。

关键词：石油化工装置；管道设计；安全问题

1 石油化工装置安全设计原则

1.1 确保工艺过程的可实施性

石油化工装置设计和安装的技术要求不能更改，但是设计人员要确保工艺过程的可实施性，例如设计人员可以应用催化剂或者是改气相进料来代替液相进料，这样在确保了工艺可实施性的同时，缓解了工艺过程的反应剧烈程度，有利于石油化工装置的安全运行。

1.2 降低设计过程的复杂程度

设计过程越复杂，代表着影响设备正常运行的参数和条件越多，设备受到的影响和干扰越多。因此，在石油化工装置设计过程中，设计人员需要尽量简化设计流程，避免出现一台设备搭载多种功能的现象，尽量另各个设备都能独立运行。

2 工艺管道设计现状

2.1 管道设计工艺路线的安全设计

工艺路线的安全设计是整个石油化工装置管道设计安全的重中之重，在整个石油化工装置的规划以及后期的研究之中，都要将其放在首位。除此之外，对设计中材料的使用也尽量选择危险系数较小的，进而在辅助材料的应用中，要不断降低工艺安装时的苛刻条件，尽量精简工艺设计安装流程。

2.2 工艺管道管架设计

石油化工装置之中工艺管道稳定性的维持，一般是依靠管架，但是在实际的工程项目应用中，笔者发现现阶段所应用的管道设计过于精简，同时石油化工装置工艺管道使用数量大、种类繁多，但是在精简的行为下设计人员将管架应用类型控制在单一一种，在此影响下多数的工艺管道安全性以及稳定性无法进行长期的维持，比如弹簧钢架中弹簧的质量无法得到长期有效的保障，极其容易发生质量事故，还有部分的管架设计存在问题，对工艺管道以及管架相对运动情况考虑不足，进而促使工艺管道与管架的连接精密度不够，产生危险。

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

腐蚀破坏现象无非是管道内部化学物质之间发生化学反应，或是物质与管道材质发生反应的结果。不论是化学反应还是电解反应，在所有的腐蚀现象之中，都包含了多种可能存在的反应机理。由此导致管道内壁厚度减薄所引起的均匀腐蚀现象占管道腐蚀现象的比率高达百分之三十。对于此种现象的产生，需要改良管道设计的使用材质，提高管道的耐受性是最佳解决策略，以及采用抗腐蚀性强的管道材料或耐受性高的壁内材料，增加管道的壁厚，同时监控管道内部腐蚀的程度和范围，采取有效修护措施和防范政策，降低腐蚀现象产生的可能性。

3.2 减少应力破坏的可能性

石油化工装置管道的应力破坏现象时有发生，降低危险产生的可能性，将应力破坏现象发生率降到最低，是有效提高管道安全性的有力措施。应力破坏对管道造成破坏，不同于管道内壁厚度减薄的发生时间长，应力破坏往往会造成管道开裂，并且应力破坏之前不会有任何征兆，一旦发生应力破坏，管道将无法正常运转，危险系数极高。因此，要制定有效应对应力破坏的管道设计方案，根据管道的脆性性质和硬度性质，以及管道内部产生应力腐蚀的原因，增强管道抗腐蚀性，并加强日常监管和维护，减少开裂现象。对于低温脆性断裂现象，首先要根据低温条件和环境因素，设计、选择适应低温的安全性的管道材质。保证管道低温脆性断裂现象的产生率减小，提高管道运行安全性。另外，因为金属材料在高温环境下会产生变质现象，要尽量避免金属材质发生蠕变失效的状况，减少其断裂、变形的可能性，加强管道材料使用的监控和把握，控制温度的变化，选择更加合适、合理的材质，寻找问题的来源并积极处理和解决，提高管道安全性。

3.3 防止密封失效，减少有毒物質的泄漏

石油化工装置中的管道密封材料要求严格，具有高度的密封性，为的是减少有毒物质的泄漏。但不少工厂为偷工减料，采用不配套的管道密封材料进行组装，对工人的操作要求也不严格，往往提高了有毒化学物质泄漏的可能性，出现密封失效现象。因此管道设计应要求采用配套合理的管道密封材料，并按要求处理管道分界处，注意密封过程中的操作与实施，考虑材质间的相互匹配性，保证密封效果达到最佳状态。有效提高管道的使用寿命，确保管道处于良好的密封状态，减少有毒物质的外泄，不仅为工作人员的生命健康提供保障，还能促进管道正常运转，在带来经济效益的同时，产生社会效益。

4 结论

总之，随着人们安全意识的增加和安全知识的不断丰富，石油化工装置设计人员需要结合现阶段石油产品的需求形势和企业安全运行情况，制定完善的化工装置设计方案，并在其中应用先进的安全设计技术，尽最大限度确保石油化工装置的安全运行，为高质量和高效率地进行石油化工产品的生产奠定基础。

参考文献：

[1]田丽，周丹.石油化工装置工艺管道的设计探微[J].环球市场，2017（17）：99.

[2]韩美颖，高大伟.石油化工装置工艺管道设计研究[J].中国化工贸易，2016（3）：173-174.