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石油化工管道设计中的常见问题

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  摘要:石油化工管道作为输送工业物料的特种设备,在石油化工生产中起着重要的作用。因此,管道设计的质量对石化项目的现场施工、开车投产及日后的运行维护都起着至关重要的作用。如何避免管道设计中的常见问题,确保管道设计的安全性和合理性,成为石油化工设计的重中之重。
  关键词:石油化工管道;设计问题
  管道在石油化工装置中作为输送工艺物料的重要渠道,在整个生产运行过程中起着不可替代的作用。由于石油化工管道材料的多样性,生产操作工况的千差万别,我们在石化管道的设计中就必须要把各个环节的影响因素都要考虑在内。不合理、不科学的管道设计会造成管道机械性能的破坏或化学腐蚀,导致物料泄漏甚至引起爆炸,造成严重的安全生产事故,给国民经济、生态环境和人身安全带来巨大的损失和伤害。同时,不合理的管道设计还会造成材料浪费、生产操作困难以及布局不美观等问题。因此,正确合理的管道设计要考虑全面,对于常见的设计问题要引起设计人员的重视并避免其反复发生。下面我们简要地讨论一些石油化工管道设计中的常见问题。
  1石油化工管道设计中存在的安全问题
  1.1管道机械性能破坏
  由于化工管道多为金属材质,在承载高温高压介质的工况下必然会造成金属材质的热胀冷缩及管道应力,对管道的机械性能存在威胁。笔者在去年某项同现场发现,管廊上一中压蒸汽管线由于限位支架距离π弯过近,导致其无法进行补偿,管线通入蒸汽后,随着一声响动,管道发生严重变形,多个管道支架从管廊上脱落,造成了严重的安全隐患。在分析了事故原因后,发现设计人员误将蒸汽管线π弯临近处的滑动支架选为了限位支架,而依据规范,管廊上导向支架应距离π弯32D-40D,而轴向限位支架应距离更远。此次错误的设计导致膨胀弯热力补偿失效,造成了此次事故。因此,在设计高温高压管道时,一定要考虑其自身的管道机械应力,增加设自然补偿,并由管道应力专业进行应力计算,形成正式的应力计算报告书,并根据此报告选择正确的支吊架,方可保证管道机械性能不被破坏。
  1.2管道泄漏
  石油化工管道在运输过程中,内部的工艺介质与管道内壁长期接触,如果管道选材不当,容易造成管道腐蚀及管材的磨损。某设计项目中,工艺物料为气体,但其中混有少量的催化剂同体颗粒,而设计人员未考虑同体颗粒对管道材料的磨损,将弯头全部选为1.5D长半径弯头。项目运行初期未发现任何异常,但在2年后,发现部分弯头处存在严重磨损,甚至出现泄漏,随后生产部门切断此物料管线,进行整改。分析了事故原因后,我们引以为鉴,在接下来的项目中,涉及到存在同体颗粒的管线均选用3D长半径弯头,对于纯固体介质的管线,均选用9D长半径弯头,保证同体颗粒在管道变向的过程中平缓行进,减少其对管道内壁的沖刷侵蚀。
  2加强石油化工管道设计的相关措施
  2.1提高工作人员综合素质
  管道设计工作对于设计人员有着较高要求,一方面需要设计人员具有较高的专业水平,另一方面需要设计人员有较高的安全意识和职业素养。有的设计人员经验丰富,但缺少安全意识,总是抱着“以前都这么干,从来也没出过事”的侥幸心理,忽略标准规范中的强制性规定,给日后的生产运行埋下了巨大的安全隐患。在新的形势下,企业领导要加强对设计人员的专业知识培训,尤其是经验不足的年轻设计人员,一定要有强烈的安全意识,做到每个设计都有理有据,切不可在不清楚的状态下自由发挥。管道设计绝不是按照工艺流程将一头一尾连接上就万事大吉了,其中涉及到的管道材料、机械应力、整体布局、操作的难易以及施T的合理性等内容数不胜数。相关企业、相关部门也要加强对设计人员的监管,确保设计人员按照规定的要求开展设计工作,从而为今后的管道设计工作打下坚实的基础。
  2.2加强对管道材料的重视
  管道材料是确保管道安全的重要因素,因此,工作人员在管材选型时,不仅要根据工艺流程的要求选择适合工艺物料的材质,也要提前对市场进行调研,了解管道材料在市场中的实际情况,提前做好管道材料的请购工作,确保管道设计工作与现场施工进度的顺利进行。同时,在进行管道材料的选型工作时,也应与业主及采购部门进行沟通,在大的选材方向上达成三方的一致,避免设计过程中管材选择的不确定性,在采购期间,工作人员要向厂家提供相应的设计文件,了解管道材料具体信息,并对返同的材料进行整理归档,这样不但有利于后期对材料的复查,同时能够对管道设计中存在的不足进行总结归纳,为之后的设计项目提供参考依据。
  3结语
  石油化工管道是石油化工装置巾极其重要的组成部分,管道设计人员在设计工作中要把安全问题放在首要位置上进行考虑,要严格按照管道设计规范的相关要求,总结归纳管道设计中的常见问题并予以重视,才能够有效地规避常见的设计问题,减少生产安全事故的发生和潜在威胁,降低设计、采购、施工及运行维护的成本,不断完善和提高自身及企业整体的设计水平。
  参考文献:
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  [2]刘刚,催化裂化干气制乙苯装置反应区管道设计[J].化工设计,2014(3):27-29.
  [3]曹洪娟,影响石油化工管道设计的因素及解决措[L]化工设计通讯,2017,43(8):20-20.
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