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石油化工管道设计要点分析高粲璨

发表时间：2021/5/7 来源：《基层建设》2021年第1期作者：高粲璨

[导读] 摘要：近年来，国际石油市场一直不稳定。随着私家车数量的不断增加，石油行业的发展一直是人们关注的焦点。

        武汉炼化工程设计有限责任公司湖北省武汉市 430000
        摘要：近年来，国际石油市场一直不稳定。随着私家车数量的不断增加，石油行业的发展一直是人们关注的焦点。在石油工业中，石油化工管道的建设是一个非常重要的过程。而后期施工都需要在前期对管道进行细致科学合理的设计。文章针对石油化工管道设计之中的要点进行了简要的分析，供相关部门进行建设参考。
        关键词：石油化工；管道设计；要点；
        导言：一般来说，没有办法直接利用从地下开采的原油。它需要经过石油化工的净化操作、原油蒸馏、分馏等工序。对石油进行不同的操作，形成不同类型的石油和石油产品。而这些形成的石油产品需要通过管道输送到相应的地方。因此，在石油化工管道的设计中非常重要，因为管道的安全性直接影响到石油运输的安全。
        1 石油化工管道设计的流程概述
        对于石化管道的设计，由于输送材料的特殊性，在实际管道设计中，首先要注意的是保证整个管道的运行风险最低，同时要综合考虑运行过程中的资金成本，如何根据石化管道的实际运行需求设计合理的管道设计模式成为现阶段石化企业关注的焦点。就目前的石油化工管道设计流程而言，其流程大多集中在以下两个方面：一是对输送管道所涉及的化工工作装置进行改进。
        在这个层面上，在原有的设计过程中，虽然大部分管道在实际设计的基础上都能满足石化运输的客观需要，但设计情况比较混乱。因此，在管道设计过程中，有必要对这一问题进行改进，从根本上改进化工厂的设计和布局，保证管道运行的最大效率。其次，对石化管道的输送路线进行设计。从目前我国部分石化企业的管道设计现状来看，石化管道设计仍存在许多与国家标准相违背的问题，不仅给以后的实际管道安全运行带来很大的风险，但也为后续管道建设制造了漏洞。比如之前的石化管道设计环节，由于本设计阶段涉及的覆盖面比较大，预留的设计周期比较短，在实际的设计审查环节必然会出现差错，影响后续的石化管道应用。
        2影响石油化工管道设计效果的主要因素
        2.1 密封效果
        管道法兰密封箱阀门密封是目前我国石化企业采用的主要密封方式，可在很大程度上避免管道腐蚀引起的泄漏。一般来说，法兰密封材料的结构形式和刚度将直接影响最终的密封效果。这也说明密封的实际效果将对石化管道的设计质量产生一定的影响。根据实践经验，一旦管道位置发生重大变化，势必对管道的安全性能产生严重影响。目前，石化企业使用的管道容易发生泄漏。当阀门和法兰的泄漏量达到2/3时，将影响管道的使用质量，其后果难以估计。可以说，阀门与法兰的密封效果是影响输油管道设计的主要因素。
        2.2腐蚀问题
        影响输油管道安全的另一个因素是腐蚀。根据腐蚀性质的不同，可分为应力腐蚀、局部腐蚀、大气腐蚀和均匀腐蚀。由于材料和环境的不同，不同的管道会受到不同程度的腐蚀和抗腐蚀。石油化工管道需要长时间的化学反应才能出现腐蚀现象。环境是影响腐蚀状况的重要因素。很难有效防止这种腐蚀变化，因此泄漏问题很难得到彻底解决。
        2.3物理损伤
        在实际使用过程中，受温度的影响，管道可能会受到一定程度的损坏，这是由物理原因造成的。由于低温环境的影响，管道材料结构的脆性会增大，导致其冲击韧性降低，甚至管道断裂。由于高温环境的影响，管道材料的结构会发生一定程度的变化，容易发生脆化、蠕变破坏等问题。内部结构甚至可能发生劣化，导致管道无法正常使用。另外，金属材料在变温循环过程中会出现不同程度的损伤甚至断裂，这对石化管道的安全性是有害的。
        3石油化工管道设计的细节分析
        3.1 管道布置分析
        在石油化工管道设计中，管道布置是最基本的部分，也是最重要的环节之一。

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设计前，有关人员应充分了解和掌握石油化工管道的施工维护内容和工艺相关内容，特别是在安装安全阀出口和泄压口主管线时，应严格按照行业标准执行。如果安全阀的定压超过7MPa，则泄压主管需要沿液流向上倾斜45°角到一定的安装工作面，使用这些方法可以有效避免安装过程中的逆流现象，不仅如此，这种安装方法还可以降低安全阀的背压。如果在安装设计过程中发现泄压主管路出口高于泄压阀出口，相关人员需要在管道相对较低的部位设置手动疏水阀，这样可以有效避免液体积聚的发生。另外，在布置设计过程中，应在石化管道入口处增设一些防冻、防热装置，可有效避免因温度过高或过低造成管道冻结。总的来说，石油化工管道入口处的管道距离较短，且要求管道平直。本设计能有效避免使用过程中气囊现象的发生。另外，在具体的设计过程中，相关设计人员还需要在管道的变径处使用偏心大小管件，其主要目的是避免大量的气体积聚，而在具体的应用过程中，偏心大小管件可以在直线上使用对管段进行安装，可有效避免安装过程中汽蚀象的出现。
        3.2 管道支架的设计
        管道支架的设计也是石油化工管道设计的关键内容，尤其是海上石油化工设计。总体上，管支架的安装过程主要需要设置垂直位移。如果实际中没有这种情况，就需要用刚性支承来支撑。在使用过程中，如果管道的垂直位移较小，也可以用可变吊架或弹簧吊架代替。如果管道是垂直的，当位移较大时可以用弹簧吊架代替，可以考虑采用恒力吊架。如果在应用过程中主要考虑固定点的角位移和线位移，当固定点外没有侧向位移，只有角位移时，可以考虑导向支撑。在具体的实践过程中，还需要考虑管道的应力分布，从而保证管道的安全。从管道的一次受力情况出发，设计人员可以增加支吊架的数量，以保证管道的受力情况。但在应用过程中，二次应力过多。当需要消除二次应力时，需要根据实际情况减少支架的数量。因此，通过以上分析可以看出，在应用过程中，可以减少支架的数量，有必要根据实际情况合理安排和设计支架的数量。
        3.3管道支吊架安装位置设计与分析
        管道支吊架安装位置的设计也是一个重要方面。从管道支架和设备连接的情况来看，接管与设备支吊架之间的设计需要保持适当的距离，这样可以有效地降低支架的应力和弯矩。在实际应用过程中，阀门、管道设备负荷超标而降低负荷时，支吊架的设置应放在负荷较大的地方，支吊架的安装应按行业标准进行。支吊架分类放置时，最好避开卫生条件差的区域，最好远离一些经常发生拆卸和维修的地方，使支吊架保持相对稳定和平衡的状态。
        3.4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，未来强制性操作标准存在巨大隐患。在新形势下，企业领导应加强对设计师的专业知识培训，尤其是对经验不足的年轻设计师。他们必须有强烈的安全感，这样每一个设计都是合理的，他们绝不能在不清楚的状态下自由发挥。管道设计绝不是按工艺流程将一端连接到另一端，涉及管道材料、机械受力、总体布置、操作难度、施工合理性等。相关企业和部门也应加强对设计人员的监督，确保设计人员按照要求进行设计工作，为今后管道设计工作打下坚实的基础。
        结束语
        事实上，石油是许多行业非常重要的资源。中国目前的经济发展，相关的制造业发展，都需要石油能源的支撑，所以中国目前对石油的需求非常大，这就促进了石油市场的发展。石油管道设计，近年来，我国取得了一定的成绩，但人们未来的发展需要相关学者和技术人员的不断努力，共同提升石油化工管道设计的技术水平。
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