摘要：石油化工管道作为输送石油天然气等特殊工具，在化工企业的正常生产和运行中发挥了举足轻重的作用。石油化工管道设计工作因实际的运输工况和运输条件的不同，设计出来的管道也有很多差异，管道布置、材料选择、管道外部处理甚至管道材质也千差万别。石油化工管道设计过程中，各项影响因素都要考虑全面，防止在实际运行过程中，给安全生产造成一定的安全隐患。不合理的管道设计，不仅浪费了建设时间，而且对周边的环境造成一定的污染，且极易发生管道泄漏，引发安全事故。因此，要特别注意在管道设计过程中常见的问题，避免同类事故的再次发生。
关键词：石油化工；管道设计；问题
引言：
在石油化工装置中，管道作为物料输送的一种特种设备在装置中起着非常重要的作用。由于管道种类繁多，使用工况千差万别，影响因素和环节比较多。因此，一个好的管道设计涉及到多个方面，它不仅包括管道布置、支吊架选择、应力分析，材料选用，而且还会涉及到材料的采购。对于化工工艺设计初学者来说，总会遇到一些基本问题，比如说管道设计温度和设计压力如何确定，笔者发现一些初学者根据已知的工作温度和工作压力很随意地确定设计温度和设计压力，过小会造成安全隐患，导致事故，过大则会造成材料浪费。下面就针对化工工艺设计过程中的一些常见问题以及注意事项分别阐述。
1、影响石油化工管道设计的问题
1.1石油化工管道的工艺流程设计
科学合理的工艺流程是好的化工管道设计的前提。对于石油化工企业而言，管道运输既降低了安全生产的风险，又能节约一定的运营成本。很多石油化工企业在初创时期都是全盘照搬其他企业的化工管道设计的质量、工业的流程以及细节等问题。但实际上，每个企业的工业流程都各有各的不同，特别是具体细节上，工艺流程应该根据具体原料的特性的要求进行详细设计，而不是简单的进行工业复制。并且要考虑到自然环境因素的影响，否则遇到自然天气灾害时，就极其容易发生生产安全事故。
1.2石油化工管道材料的选择
化工管道的投资成本大部分都消耗在了管道材料的选择及装置上。我们在管道设计中要根据设计的具体需求来选择不同的材料类型，要根据该管道在具体运行环境对管道的材料进行科学合理的甄选。其中要特别注意金属材料的选择，它影响到管道的安全运行、维护检修和技术改造等各个方面，对于管道的安全运行有着举足轻重的作用。
管道材料选择的是否科学合理，直接决定着输送管道是否能如期达到设计的标准，是否能够保证输送管道安全输送石油天然气等化工产品，是否能对管道进行安全经济的后期维修以及技术改造。根据文献报道，在石油化工管道装置发生生产安全事故中，由化工管道选择材料的不当引发的事故所占比重约14%。由此可见，选择恰当的管道材料十分的必要，管道材料的选择是化工管道设计中的重中之重。
1.3石油化工管道材料的采购
1.3.1管道材料的采购附加量
在合理选择了石油化工管道的材料之后，管道材料的采购环节也是管道设计的重要部分。由于现在的工业制造技术以及施工技术的提高，管道材料的残次品和施工的耗损都已大大减少，这样根据设计的具体要求，采购附加量要合理。
1.3.2详细全面的采购清单
进行采购之前，相关的采购部门要根据管道的设计技术要求，制定详细全面的采购清单以发送给供应厂家。同时必须要求供应厂家提供必要的、全面的技术文件，并对这些文件进行整理归档，以备将来进行材料复查核查。一般来说，生产许可证、产品合格证及监测证书、质量证明文件及安装维护手册是管道材料的必备文件。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
1.3.3技术要求清单
根据管道使用材料的不同，要求供应厂家对不同的管道材料列出技术要求清单，避免之后的管道安装出现问题，防止混用了不同材料的材料。与此同时，要对管道材料进行质量是否合格的检测，避免因此出现安全隐患。这些对于管道工程建设来说至关重要。
1.4石油化工管道的布置
管道布置是石油化工管道设计中最关键的一环。在设计阶段，管道布置时不仅要考虑到工艺、生产和具体设备的布置要求进行，还要满足是有化工管道系统施工顺序、操作、施工难度以及后期运行阶段的维修保养工作。所以管道设计阶段中，一定充分考虑到管道布置的问题，大致需要考虑一下几个方面：
（1）首先是安全问题，在易燃易爆以及有毒介质容易发生泄漏的地方要进行泄露检测警报测试，要对事故做到早发现及早处理；不仅针对易燃易爆有毒物流介质管道，还要在所有进出装置的管道的界区边界的地方设置切断阀门，同时在装置旁边设“8”字盲板。
（2）在管廊设计余量的问题上，应保持足够的附加余量，预留20~30%的管廊设计余量。
（3）在石油管道设计中，管架设计也是一个重点部分。管架设计如果出现设计缺陷，一旦出现断裂就会对所涉及的设备造成损坏，进一步就会让石油化工管道运行中出现巨大的安全隐患。
2、石油化工管道设计中存在的安全问题
2.1管道泄漏
化工管道在运行阶段由于管道焊接效果不佳、管道阀门、法兰连接密封不好，很容易发生石油天然气等的泄漏，引发爆炸或是周围人员的中毒。在实际设计过程中，要根据运行工况合理选择管道材质并对管道进行泄漏检测警报，使事故越早暴露出来，及早发现及早处理将损失降到最低。管道泄漏很容易出现爆炸、人员中毒现象，是非常危险的安全隐患。
2.2管道机械破坏
石油化工管道运输过程中，外界环境对管道的影响非常严重，低温环境下，管道所受到的应力以及运输介质的冲击力极限降低，很容易出现损害。在实际运行过程中，当环境温度降低至零下20℃左右时，要在管道材质的选择上特别选用防低温损坏的强度较大的材质，并取样本进行实验，通过实验数据来验证材质选择的合理性。不仅如此，运输管道材质是碳钢的，由于管道长期运行，受到外界各种应力的作用，很容易出现应力疲劳造成管道自身损伤，同时碳钢材料中还要在设计中考虑石墨化危害。
2.3管道腐蚀
运输管道在进行设计中，必须要进行管道的防腐和保护。由于外界环境比较恶劣，管道运行过程中，很容易出现腐蚀，一旦腐蚀点出现，管道周围会迅速扩大，造成非常严重的腐蚀现象，最终不仅使运输介质中杂质较多，运输效果不明显，造成一定的经济损失，严重时会导致破裂，使运输的石油天燃气泄漏，引起更加严重的安全事故，给人们和社会造成非常大的经济损失和稳定。
3、结束语
石油化工管道作为石油运输的重要途径，不仅能够起到运输的目的，更是保护液体或气体安全运输的屏障，能够有效减少运输过程中安全事故的发生频率及对周围环境的污染和威胁。在设计阶段要综合考虑环境等外界各种影响因素，也要根据运输介质的不同，进行管道设计和选择，降低设计以及建设成本，保证化工企业的经济效益。
参考文献：
[1]王迎刚，张乃禄.热油管道安全经济输油温度探讨[J].中国化工贸易，2012，（3）：256.
[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]陈永亮石油化工装置中低压大口径管道设计探讨炼油技术与工程2010（07）
作者简介：邹芹，工程师，武汉科林精细化工有限公司，多年从事工艺及管道工程设计工作。
论文作者:邹芹
论文发表刊物:《基层建设》2019年第3期
论文发表时间:2019/4/26
标签：管道论文; 石油化工论文; 材料论文; 过程中论文; 化工论文; 采购论文; 装置论文; 《基层建设》2019年第3期论文;