金球峰 王心彤

摘要：科技的進(jìn)步，促進(jìn)人們對(duì)能源需求的增多。石油化工原料多具有有易燃易爆等危險(xiǎn)特性，所以在其運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程之中，安全性是一個(gè)非常重要的問(wèn)題。石油化工裝置的管道設(shè)計(jì)直接影響裝置的運(yùn)行效率與安全性。為此，優(yōu)化管道設(shè)計(jì)顯得尤為重要。本文就石油化工裝置管道設(shè)計(jì)中的安全問(wèn)題展開(kāi)探討。

關(guān)鍵詞：石油化工裝置;管道設(shè)計(jì);安全問(wèn)題

引言

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)石油化工裝置管道設(shè)計(jì)雖然也是密閉的，但因受很多因素的影響，很容易出現(xiàn)意外情況，比如受腐蝕、老化以及管道內(nèi)、外應(yīng)力突然增加等原因造成破裂泄露，泄漏的易燃、可燃化工原料一旦遇明火、靜電等點(diǎn)火源都有可能造成爆炸，有毒物化工原料泄露，也會(huì)給周?chē)娜嗽斐蓚?。為避免這種情況，本文特意對(duì)其進(jìn)行了解，找到有效解決方法，希望能提高管道設(shè)計(jì)的安全。

1石油化工裝置工藝管道設(shè)計(jì)原則

在石油化工裝置工藝管道設(shè)計(jì)中要全面遵循安全性原則，能有效滿足高效化分解傳輸油化產(chǎn)品應(yīng)用需求，做好管道維護(hù)檢修，便于相關(guān)管理人員展開(kāi)各項(xiàng)操作，對(duì)各設(shè)備之間產(chǎn)生的干擾問(wèn)題進(jìn)行控制。技術(shù)人員首先要做好管廊設(shè)定，對(duì)管廊附加余量進(jìn)行控制，設(shè)計(jì)余量能促使化工廠穩(wěn)定運(yùn)行。此外，還要對(duì)安全閥合理設(shè)定，借助安全閥對(duì)管道進(jìn)行針對(duì)性控制。泵入口在設(shè)定中要綜合反應(yīng)泵的具體變化情況，提高泵的穩(wěn)定性。工藝管理安全設(shè)計(jì)方面要針對(duì)性分析地域要素，全面突出工藝管道具體價(jià)值。在石油化工裝置工藝管道設(shè)計(jì)中要參照全面性原則，要對(duì)影響管道應(yīng)用的各項(xiàng)要素綜合分析，在判定管道今后應(yīng)用需求基礎(chǔ)上擬定可行度較高的設(shè)計(jì)方案。當(dāng)前要對(duì)管道進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，滿足石油化工裝置工藝流程的要求，在設(shè)計(jì)階段要綜合分析各項(xiàng)設(shè)計(jì)方案，對(duì)各項(xiàng)可行性方案合理論證。在設(shè)計(jì)階段要全面滿足各項(xiàng)法律法規(guī)要求。做好管道設(shè)計(jì)組織工作，依照行業(yè)具體發(fā)展現(xiàn)狀設(shè)定對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，各個(gè)部門(mén)之間相互協(xié)作，提高管道設(shè)計(jì)規(guī)范性。

2石油化工裝置的危險(xiǎn)因素

2.1池火與爆炸事故危險(xiǎn)因素

易燃易爆是石油化工原料及產(chǎn)品最為顯著的特征。如果按照致因及危害程度，可將石油化工存在的危險(xiǎn)分為池火事故和爆炸事故這兩種，其中池火事故指的是可燃性液體泄漏，在遇到明火后發(fā)生的爆炸事故;爆炸事故則是易燃易爆材料泄漏或過(guò)分堆積，在與助燃物質(zhì)混合處于其其爆炸濃度后遇點(diǎn)火源產(chǎn)生的劇烈膨脹，同時(shí)對(duì)周?chē)橘|(zhì)做機(jī)械功，并伴隨有強(qiáng)烈放熱、發(fā)光和聲響的效應(yīng)。當(dāng)然，無(wú)論是池火事故，還是爆炸事故，都會(huì)造成無(wú)法挽回的經(jīng)濟(jì)損失與人員傷亡，甚至影響社會(huì)關(guān)系穩(wěn)定。

2.2中毒因素

石油化工產(chǎn)品多為有毒物質(zhì)，它能從人體肌膚和口、鼻中進(jìn)入人體，產(chǎn)生對(duì)人體有危害的物質(zhì)，這些物質(zhì)可能對(duì)人體健康造成損害甚至產(chǎn)生急性中毒事故。所以，管道設(shè)計(jì)的安全是確保周?chē)ぷ骱途幼∪藛T人身安全的重要保障之一。

3石油化工裝置管道防護(hù)失敗的原因分析

3.1機(jī)械對(duì)管道的破壞

機(jī)械破壞管道的原因有很多，比如管道所處地的溫度過(guò)低，造成材料溫度低于脆性轉(zhuǎn)變溫度，導(dǎo)致其失去韌性，繼而產(chǎn)生脆性斷裂，最終破損，產(chǎn)生氣體或者是液體的泄露。另外，管道還可能因外力撞擊、架空承重柱體地基不穩(wěn)定等原因產(chǎn)生外應(yīng)力導(dǎo)致管道破裂泄露造成事故。

3.2腐蝕損壞

石油化工裝置管道腐蝕會(huì)在很大程度上破壞管道的安全性。石油化工裝置管道所處的環(huán)境因周邊工藝環(huán)境、大氣環(huán)境等原因多具有腐蝕性特征，這時(shí)如果因管道材料防腐性能不達(dá)標(biāo)，長(zhǎng)期腐蝕環(huán)境下導(dǎo)致管道發(fā)生腐蝕損壞，均可能造成化工原料泄露。導(dǎo)致石油化工裝置管道出現(xiàn)腐蝕的因素較為復(fù)雜，腐蝕大致可分為干、濕腐蝕兩類。濕腐蝕指金屬在有水存在下的腐蝕，干腐蝕則指在無(wú)液態(tài)水存在下的干氣體中的腐蝕。由于大氣中普遍含有水，化工生產(chǎn)中也經(jīng)常處理各種水溶液，因此濕腐蝕是最常見(jiàn)的，但高溫操作時(shí)干腐蝕造成的危害也不容忽視。

3.3密封失敗導(dǎo)致管道受損

要保障石油運(yùn)輸沒(méi)有泄露，必須要保證管道銜接的密封性良好。而在作業(yè)過(guò)程中，工作人員操作不規(guī)范或者是粗心，極有可能造成密封不徹底，導(dǎo)致其安全性降低。另外，管道在移動(dòng)過(guò)程中會(huì)對(duì)密封效果產(chǎn)生影響，造成自身安全性降低。所以，在管道安全設(shè)計(jì)中，加強(qiáng)其密封性是確保管道設(shè)計(jì)安全的重要方法之一。

4提高石油化工裝置管道安全設(shè)計(jì)的策略

4.1合理設(shè)置管道支架

對(duì)于管道支架的設(shè)置，可以說(shuō)是整個(gè)管道設(shè)計(jì)之中非常重要的靈魂所在。如果管道支架的設(shè)置不夠合理，或者是沒(méi)有考慮全面，在管道投入使用的過(guò)程之中，極容易出現(xiàn)事故。在進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員需要注意以下幾個(gè)方面的問(wèn)題。第一是整個(gè)管道支架設(shè)置的承重性，一定要對(duì)于管道支架設(shè)置的承重性進(jìn)行考量，確保在整個(gè)石油管道投入使用過(guò)程之中，管道可能運(yùn)行的最大承重，在相應(yīng)管道之下所能承受的范圍之內(nèi)。第二，在進(jìn)行管道支架設(shè)置時(shí)，也要注意承重支柱施工地區(qū)地基承載力以及與常用運(yùn)輸通道的防撞擊安全間距問(wèn)題。第三管道支架也要盡量減少對(duì)于吊架的使用，要因地制宜，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的情況進(jìn)行最科學(xué)合理的設(shè)計(jì)。

4.2管道線路設(shè)計(jì)及管材選用

在石油化工工藝管道設(shè)計(jì)中要注重做好管道線路設(shè)計(jì)，當(dāng)前為了使得工藝管道設(shè)計(jì)能最大程度滿足應(yīng)用要求，要對(duì)石油化工裝置管道設(shè)計(jì)中存有的環(huán)境問(wèn)題進(jìn)行分析。管道線路的走向在滿足工藝流程和安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，要考慮經(jīng)濟(jì)性（節(jié)約管件管材，較大管徑和較貴重管道盡量短）、美觀性（管道改變標(biāo)高或走向時(shí)，盡量做到“步步高”或“步步低”，避免形成“氣袋”、“液袋”或“盲腸”）、還要符合膨脹和柔性設(shè)計(jì)要求，便于維修（考慮到管道和設(shè)備的組裝、拆卸和支承）。管道材料應(yīng)根據(jù)管道級(jí)別、設(shè)計(jì)溫度、設(shè)計(jì)壓力和介質(zhì)特殊要求等設(shè)計(jì)條件，以及材料的耐腐蝕性能、加工工藝性能、焊接性能和經(jīng)濟(jì)合理性等選用。選用的材料應(yīng)具有足夠的穩(wěn)定性，包括化學(xué)性能、物理性能、耐腐蝕性和抗疲勞性。管道材料應(yīng)符合工藝條件和專利商的要求。壓力管道組成件所用材料選用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)符合國(guó)外壓力管道規(guī)范允許使用并已有使用實(shí)例的材料，并且該材料性能不得低于國(guó)內(nèi)類似材料的有關(guān)安全技術(shù)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)要求。在線路設(shè)計(jì)中要優(yōu)選針對(duì)性的設(shè)計(jì)模式，在設(shè)計(jì)中突出性價(jià)比要求，當(dāng)管道應(yīng)用性能不合理，安全指數(shù)較低，將會(huì)導(dǎo)致裝置應(yīng)用周期縮短，對(duì)管道應(yīng)用效益具有較大負(fù)面影響。

4.3預(yù)防管道機(jī)械損壞

預(yù)防石油化工裝置管道機(jī)械損壞，優(yōu)化管道安全設(shè)計(jì)的策略如下：（1）避免低溫脆性裂變當(dāng)液化氣體的氣化反應(yīng)強(qiáng)烈，或者管道所處環(huán)境溫度低于20℃時(shí)，需優(yōu)選低溫高性能材料。（2）避免高溫?fù)p害管道設(shè)計(jì)中，要加大溫度管控力度，避免溫度過(guò)高導(dǎo)致管道材料的損害，產(chǎn)生蠕變失效的問(wèn)題。為此，可選擇合適的管道材料，并增加膨脹節(jié)，確保管道的安全運(yùn)行。（3）管道布置應(yīng)考慮與主要運(yùn)輸通道的安全間距，確?？崭吣軌驖M足消防及日常運(yùn)輸車(chē)輛通過(guò)的要求，如設(shè)置管道支撐，應(yīng)考慮支撐柱體的承載能力及所處位置地基的地基承載力并在施工過(guò)程加以考慮（4）消除疲勞損害管道會(huì)隨著使用年限的增加，在高溫影響下出現(xiàn)斷裂問(wèn)題。所以在管道設(shè)計(jì)時(shí)，要注重抗疲勞設(shè)計(jì)的效果，以延長(zhǎng)管道使用壽命。同時(shí)，在管道投入使用過(guò)程中，定期檢查管道性能。

4.4預(yù)防管道腐蝕損害

造成管道腐蝕破壞的條件比較復(fù)雜，原因也很多，要想解決這一問(wèn)題，就要在選材上下功夫。一方面，要確保材料的耐用性和抗腐蝕能力，另一方面，也要對(duì)管道的情況實(shí)時(shí)監(jiān)督，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，要及時(shí)解決并上報(bào)，這樣才能將損失降低到最低點(diǎn)。綜合考慮外界因素，減少腐蝕對(duì)管道的影響，并注意局部腐蝕，這樣能保證管道安全。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，優(yōu)化石油化工裝置管道設(shè)計(jì)，可以降低安全事故的發(fā)生率，增大化工生產(chǎn)的安全系數(shù)，最終維護(hù)公眾生命財(cái)產(chǎn)安全，具有極大的推廣應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]張小連.石油化工裝置管道設(shè)計(jì)的安全問(wèn)題分析[J].化工管理，2019（16）：151.

[2]沈顯超，鄭勇，楊毅凡.石油化工裝置管道設(shè)計(jì)的安全問(wèn)題[J].化工設(shè)計(jì)通訊，2019，45（01）：100～101.

[3]葉玉洪.探究石油化工裝置管道設(shè)計(jì)的安全問(wèn)題[J].山東工業(yè)技術(shù)，2018（19）：79.