吕振东
中国昆仑工程公司辽宁分公司 辽宁省抚顺市 113006
摘要：为了保证工厂的工作效率能够得到提升，因此，在工厂内进行原料输送的石油化工管道有着非常重要的作用。本文首先探讨了石油化工的外管设计，然后针对石油化工管道的应力进行了分析，通过这样的方式简单地分析了如何进行石油化工管道的安全安装，以期能够为我国的穿有化工产业安全贡献出一份力量。
关键词：石油化工，外管设计，应力分析
引言：石油化工管道是针对石油化工材料运输的最常用的部分，它在工厂内的作用一方面可以进行石油化工类原料的运输，另一方面也可以将相应的设备与系统进行连接。因此，石油化工管道是工厂内部一个非常常见但又非常重要的部分，所以在进行石油化工管道设计的过程中，设计师应当对于石油化工外管设计及应力情况进行分析，从而保证石油化工管道的安全性与稳定性，保证工厂的运转效率的同时，也针对工人的安全进行了保障。
一、石油化工的外管设计
（一）管廊的宽度
在进行石油化工外管设计的过程中，首先要针对管廊进行设计。关于石油化工管廊的宽度，主要由管道的具体数量、管道的具体口径以及仪表槽架的具体大小等多种因素来确定，并且在进行管廊设计的过程中，为了保证后期出现问题可以进行检修会更换原件，因此需要在进行廊道设计的过程中留出一定的宽度[1]。
（二）管廊的高度
在进行管廊设计的过程中，除了要进行宽度的设计以外，还需要针对管廊的高度进行设计。管廊的高度需要以换热器、各种泵类等设备进行检修时所需要的高度空间来确定，当管廊横跨道路时，还需要根据车辆通行所需要的的高度来确定具体的管廊高度，例如：当管廊下使检修通道时，管道下高度空间应不少于3米，当管廊横跨厂区道路上空时，为保证车辆能够正常通行，净空高度应当不少于5.0米，当管廊跨越厂区内铁道时，净空高度至少应当保证5.5米或以上[2]。
（三）管廊管道的布置原则
在进行管廊管道布置的过程中，有一些原则需要注意，才能够保证石油化工外管的设计合理，例如，在进行管道布置时，应当将重量较大或口径较大的管道靠近管廊柱子附近布置，重量较小的小口径管道则可以放置在管架的中间，以避免管架垮塌或出现弯折；在布置液化烃类管道以及低温管道时，应当使其远离热管道，为了保证后期检修方便，因此管道的法兰及阀门等应当靠近管廊；再如进行双层管廊的布置过程中，应当将腐蚀性管廊放置在下层，将泄压管道、无聊管道、仪表等防治在上层，且两者应当保持一定距离，从而避免腐蚀性管道出现泄漏，造成危险；在进行管廊布置的过程中，一旦出现管道直径改变的情况，就需要通过使用底平偏心大小头将管底的标高保持一致。通过在进行外观设计的过程中进行这样原则的是同来保证管廊内部管道的安全性与可用性。
二、石油化工管道的应力分析
（一）承重分析
所谓一次应力，其实就是外界对于石油化工管道所产生的压力、重力等力的统称。在进行管道设计的过程中，想要将应力限度维持在一个合格的范围内而不会超标，一般是通过设置管廊支架的方式进行控制，若出现了一次应力过大的情况，管道的挠度系统通常就会被破坏掉。因此，在进行管道建设的过程中，应当避免针对施工工艺进行随意的修改，但是改后产生的一次应力大小也可以通过使用支吊架的方式来进行合理的调节。当管道建设完成后，一次应力通常会具有一种平衡性，但是随着管道的荷载不断增加，一次应力的量也会不断地进行增加，一旦一次应力超过了管道所能够承受的最大极限，那么管道就会变形，非常容易发生危险。
（二）石油化工管道中的二次应力
二次应力与一次应力最大的不同之处就在于二次应力主要来源于外力，且二次应力具有较一次应力而言更加不平衡的特性。对于石油化工管道而言，一旦管道发生了变形，那么就会收到约束，这一过程中，再产生的力就属于二次应力的范畴内。对于石油化工管道而言，二次应力是管道自身变形的过程中，必须要具备的力量。在二次应力的作用下，管道必然会发生连续的变形，如果化工管道在这样连续变形的情况下发生了损坏，那么其本质其实是一种疲劳损坏。
在进行管道设计的过程中，如果想要借助支吊架对于管道应力端点相应推力进行控制时，设计师需要针对管道进行除了刚性支架以外的杠杆加以考虑。这是因为石油化工管道本身的特性就在于其是刚性较强的弹性体，可以做到借助支梁以将管道荷载进行合理分配的作用，只要有刚性支架就会伴有杠杆效应。例如，在进行石油化工管道布置的过程中，需要针对压缩机、机泵等设备的支架布置进行较为合理的安排，从而将对管嘴所承受的力矩以及力进行降低，以保证力的大小能够满足接管荷载限值的具体要求。
（三）应用刚性吊架以及限位吊架
针对石油化工管道的震动加以控制，可以通过针对石油化工管道的钢制支架进行合理的设置与设计，使其可以承受震动与荷载。一般情况下，由于刚性吊架的结构非常简单，制作工艺方面没有难度，因此，其价格一般来说都较为低廉，进行安装后，后期进行维护的价格也处于一个较低的水平。在进行垂直管道的设计过程中，如果想要使用刚性管道，就必须进行限位吊架的合理配置，从而减少对拉杆的扭转，以保证石油化工管道的实际安全性能，在进行安装与实际应用的过程中，施工人员需要遵循一些安装的原则与规范，保证安装完成后吊架能够产生相应的效果。例如，在进行安装的过程中，施工人员应当在断点位置进行限位支架的设立，这样做的原因在于可以减少支点的推力；除此以外，在进行安装的过程中，可以通过进行限位支吊架安装的方式来针对管道所对应的频率进行调整；如果想要将石油化工管道的稳定性大大提升，也需要为管道设置吊架。
结束语：针对石油化工管道的外管设计以及其应力进行分析，能够使设计人员更加了解应当如何进行设计工作，提升了石油化工管道的稳定性与安全性，使石油化工管道在进行设计后能够进行长期的稳定运输的同时，也能够针对管道的安全性进行保障。
参考文献：
[1]李大芬.石油化工管道设计的应力分析与柔性设计[J].中国化工贸易,2018,010(024):26.
[2]夏燕,孔艳萍.石油化工管道设计的应力分析与柔性设计[J].工程技术(全文版):00184-00184.
[3]魏亚鹏,程永帅,程伟.石油化工工艺装置蒸汽管道配管设计要点解析[J].河南化工,2020,37(04):30-31.