化工储罐区管道工艺与配管工艺分析

王 娟

（上海电气集团国控环球工程有限公司，山西 太原 030000）

0 引言

化工储罐主要用于存储化工原料，比如酸碱、醇等，因此对设备防腐性、使用寿命具有较高的要求，且需要确保管道安装合理，配管设计达标，保证介质稳定输送，否则易引发安全问题。为确保后续提出的化工储罐区管道工艺与配管工艺应用路径，更有针对性与适用性，因此，研究此项课题，具有十分重要的意义。

1 化工储罐区的规划布置

因为罐区的储罐会储存和输送易燃易爆的物质，所以在对储罐规划和布置的过程中，必须严格按照国家相关标准要求进行规划和布置，根据规范设置标准的防火间距，并设置防火堤，在防火堤外部还应该布置罐区泵。同时还需要准备相应数量和品种的消防器材，设置科学的接地装置，有效避免出现静电积聚的情况，最后企业相关部门还应该根据实际的经营情况，制定出更加科学的防火防爆技术和夏季降温措施等内容。储罐的围堰设计规范储罐的安全间距，确定储罐的基础面标高时，应充分满足与之相关的泵的净吸入头的要求[1]。此外，在储罐规划布置阶段，泵设计十分重要，其要点如下：

1）泵的选择方法，具体内容为：收集泵的相关基础信息，比如泵所在环境状况，例如温度、高度、出口装置液面以及管线的长度等。在液面选取时要选取最低值。同时还要获取温度、流量值等操作条件，获取介质名称、介质比重、腐蚀性等介质物性，要进一步掌握介质内固体颗粒含量、溶解气体体积分数等数据；流量确定，在已知最小流量以及最大流量的基础上，需要根据实际流量大小来进一步确定泵的使用类型。若只获取正常流量数据，则要充分结合工艺条件以及设备操作要求，进行安全系数的合理调整。如果只有质量流量，则要优先进行体积流量的换算；扬程选择，同样要依照泵所处的不同位置进行综合分析，借助伯努利方程进行泵的杨程求解；泵的高度确定，可以理解为泵轴中心线与吸入液面间的距离。通常来说，泵的基础高出地面不应小于0.2 m，其具体高度应根据泵进口处放净管的安装高度确定。泵的安装高度是后续管道配置布设的重要参考依据，因此在泵的高度确定过程中，需要消除外界因素对其造成的影响。例如泵吸入管道时所承受的阻力、泵输送时的液体性质、所处环境的气压条件等[2]。

2）由于化工行业中存在大量可燃性、危险性较高的物质，因此在泵布置时需要尽可能采用露天方式或半露天方式，确保可燃液体泵布置在防护堤外，如果因为特殊因素需要在封闭式泵房内进行泵的设置，则要进行房间改造，避免泵房地面位于地沟中。同时，要做好通风处理，保证房间内空气流通。至于泵房的门则要尽量向外开启，确保当出现风险意外时，能够第一时间疏散作业人员，并将原本的安全门数量拓展至2～3 个，要求其中一个能够实现泵的进出。

2 化工储罐区管道和配管相关工艺分析

2.1 配管工艺

罐区泵的配管设计，在设计过程中需要注意以下几点：当泵布置在管廊下面时，进出管廊的配管管底距地面净距除应满足泵的检修外，不应小于3.5 m。输送腐蚀性介质的管道，不应布置在泵和电机的上方。水平吸入管道要避免由于热膨胀而形成“袋形”。泵的配管要有足够的柔性，泵口承受的反力必须在允许范围内，输送高温或低温介质时，泵的配管要经应力分析，配管形状和长度应在热应力允许范围内。配管时要考虑泵的拆卸，公称管径小于或等于40 mm 的承插焊管道在适当的位置需设置拆卸法兰。至于泵的水平吸入管则要最大程度防止出现因热膨胀发生的变形；吸入管排出管的直径需要依照实际计算结果进行设计，吸入管的直径不可低于接口管直径；进出口管线应与地面的高度维持在200 mm 以上，至于架空线则要控制在2 m 以上，坡度维持在0.3%。几台并列布置的泵的进出口阀门应尽量采用相同的安装高度。当进出口阀门安装在立管上时，一般安装高度为1.2～1.3 m，手轮方位应便于操作。进出口管线因为震动幅度相对较大，容易影响介质的正常输送，甚至危及管线的安全使用，因此要适当增加管道的柔性，进行材料替换，最大程度减少因抖动产生的不利影响；在泵进口处要安装过滤器，用以过滤掉污染物、碎石、泥沙。通常来说，过滤装置需要放置在切断阀与接口管之间，这样不仅可以简化安装作业，也有利于后期拆卸工作的进行。若输送介质属于易凝介质，则要采用固定式过滤器。该类型的过滤器对于细小粉尘的过滤效果极佳，至于不易凝固介质，则可使用临时过滤器；要充分考虑介质以及操作要求，在进出口设置安装扫线接头。当输送不易凝结介质时，可采用半固定扫线接头，若输送易凝介质，则要采用固定式扫线接头。同时，在作业过程中，如果扫线蒸汽经过泵，则要保证安装位置位于管线里侧，尽可能贴近切断阀，否则，要将其放置在切断阀外侧。

储罐的配管设计，在设计过程中应遵循以下要点：

1）管口布置，将常压立体式储罐下部入孔，设置到斜梯下方位置。此外，还要根据实际需求，做好液位计联箱管的设置。通常情况下，需要将其设置到与平台或梯子相接近的位置，为安装和仪表维修，创造有利的条件。

2）在配管过程中，需要对各类管道进行集中布置。在进行管墩敷设时，其应该高出地面，通常为300 mm，同时，将管径最小管道的规定跨距作为依据，合理设置管墩之间的距离，避免储罐支管存在交叉现象。

3）还要在管带处，对跨桥进行合理设置，并且以800 mm 为临界点，对跨桥底面最低处与管顶处的距离予以控制。针对切断阀、插板，应该在物料总管进出界区完成设置，同时，在防火堤附近安装。考虑到介质不同，会产生一定的区别，比如在储罐气相返回管道内，应避免下凹形现象的出现，通过这种方式，规避U形液封[3]。

2.2 管道施工

管道施工是储罐区布置的重点环节，管道安装质量将直接决定工程的建设效果。为此，在进行储罐安装作业以及管道施工时需要注意以下几点：

1）储罐安装，在设备投入使用前要进行性能测试以及试运行，确保设备结构是否完整，有无裂痕等缺陷，并结合设备的合格证书，判断设备性能参数是否达标；

2）管道安装，在安装开始前，需要由技术人员核对设计图纸，明确设计内容与流程，了解安装过程中采用的管道型号与规格。至于封闭管段，则要考虑在测量时可能出现的误差，预留一定材料，并在安装时，清理好坡口，保证坡口规范，易于后期加工。而在坡口加工过程中，若发现坡口有杂物，则可采用手动清理的方式，保证坡口整洁，并保证应力稳定，防止产生焊接裂纹；

3）施工管道需要具备一定的抗压能力以及硬度，若情况允许，还要对管道进行加固处理，保证在后续的运输过程中不会产生变形问题，直至管道预制完成后，清理好管道内部杂物，才可投入使用[4]。

3 工艺管道安装风险控制策略

3.1 做好管线的检查和验收

在进行管道安装工作中，管道的检查和验收工作影响管道整体质量的关键因素，因此，在进行审批时，建筑单位应该对管道自身质量进行重点关注和把控。

在进行管道检查工作时，可以分为八个步骤：

3.1.1 清理

一般情况下，管道内壁会接触到不用的工艺介质，容易黏结、淤积以及沉积各种材料，甚至会造成管道堵塞的情况，因此，在开展检查工作时，应该对管道进行清洗，确保管道保持通畅。现阶段常用的清洗方法一般有机械清理、化学清理、高压水冲洗等。

3.1.2 紧固

紧固也是检查工作中的重要环节，一般情况下，在阀门、法兰发生泄漏时。如果密封面无损伤或损伤程度较小时，可通过紧固螺栓进行消除泄漏。

3.1.3 打磨

在管子或管件表面存在缺陷时可用打磨消除，但是壁厚减薄量不能超过壁厚实际的10%，且不超过管子或管件的负偏差。此外，如果阀门、法兰的密封面损伤不严重也可以在运输工作停止后，对阀门、法兰的密封面实施打磨处理。

3.1.4 补焊

通常情况下，管道因腐蚀、冲刷等原因造成的局部壁厚减薄，情节矫情的管子和管件需要补焊；管子或管件出现裂纹，但是裂纹深度不超过壁厚的40%且可在裂纹处加工出坡口时需要焊接；阀门、法兰的密封面损伤较重，但补焊后可修的。

3.1.5 更换管件

对于管道腐蚀严重，壁厚减薄较多、裂纹较大、应力较集中的部位管段在条件允许的情况下。应该考虑停工处理，更换管件。

3.1.6 更换阀门、法兰、垫片、填料

一般来说，对于阀门无法启闭，阀体及法兰损坏时且在条件允许的情况下，应该更换阀门或者法兰和垫片；对于垫片损坏严重，无法通过增加螺栓预紧力消除泄漏时，在条件允许的情况下，应更换阀门或垫片；对于因填料失效、缺失而引起的泄漏，可通过更换密封部位失效的填料或增加新填料的办法来解决。

3.1.7 带压堵漏

当系统无法工作，且必须要消除泄漏时，可以采用带压堵漏，带压堵漏一般有以下几种情况。卡箍法是用卡箍将密封垫卡死在泄露处而达到消除或泄露又称为大卡子或抱箍；在泄漏的孔洞里钻孔攻丝，火灾泄漏点外焊接螺母然后进行封闭消除泄漏。

3.1.8 带压开孔

在管道堵塞或管段腐蚀、泄露严重且用其他堵漏方法无法处理时。可采用带压开孔一带压封堵-开旁路的来消除。

以上为管道检查的具体方法和步骤。在进行验收时，应在验收前展开测试，并对结果进行记录最后形成报告。同时对管段出现问题后及时进行报告，并派出专业人员开展调查，并制定好相应的紧急预案。同时在修理过程完成后，也要对管段现场进行二次检查确保管段的安全性。

3.2 保证焊接质量达标

要想使焊接质量达到使用标准一般需要从两个角度重点进行考虑。

1）在进行焊接工作中，对于消耗品焊接以及过程焊接要格外重视，同时要求现场条件与质量要求保持一致，且在焊接技术的选择上也要严格监管。

2）为了确保焊接工作进展顺利，焊接人员必须具备相关的专业技能，为使焊接工作可持续进行，焊接人员应定期组织培训和考核。在进行焊接材料的选择时，应选用性能良好，耐高温的焊接材料。在选择焊接参数时，一般需要考虑形状因素，焊接材料，焊缝位置的确定以及管道平直度。在焊接方法上，普遍使用普通电流法，且在焊接时根据管壁厚度确定焊接层数。与此同时，在展开质量检查工作时，要格外注重焊缝内部缺陷、外观及平面度，如果发现问题应及时补焊。

3.3 做好防腐蚀工作

防腐工作也是确保管道可持续使用的重要因素，一般有电镀防腐和缓蚀剂防腐两种方法。电镀防腐又包括阳极性镀层和阴极性镀层。其主要原理是利用氧化电势高的抗氧性实现防腐效果。在开展防腐工作中，要注意镀层的保护，避免受到腐蚀，进而达到管道防腐的目的。但是实际应用中，此种方式工艺程序相对较复杂且造价成本高，所以很少被采用。缓蚀剂防腐法一般是在易腐蚀的物质中加入缓蚀剂。从而达到抑制管道腐蚀和减慢管道腐蚀速度的目的，以此增加管道使用寿命。

4 结论

罐区对于化工行业而言，具有十分重要的地位，其中，管道工艺和配管工艺的使用，会对罐区使用安全性与合理性造成影响。因此，建议相关企业采取有效的工艺措施，做好管道和配管设计，以促进本行业的发展。