探究石油化工裝置管道設(shè)計的安全問題

湯文境

摘 要：石油化工裝置的管道生產(chǎn)過程之中，其工序較為復雜，這是由于石油化工裝置對條件上的要求較為嚴苛，而在生產(chǎn)中這些條件逐漸限制生產(chǎn)。除此之外，石油化工裝置中管道設(shè)計中還會受到其他因素過多的制約，例如：裝置周邊的實際環(huán)境布置較為緊密、管道錯節(jié)盤根，管道裝置應用的加工材料多數(shù)是易燃易爆、有毒素的介質(zhì)，還有一些管理缺陷的影響，進而導致潛在的火災、空氣中毒、爆炸等危險。基于此要推動石化油工裝置的管道設(shè)計與工藝，去減少上述的危險，推動石油化工裝置管道的安全建設(shè)。

關(guān)鍵詞：石油化工裝置；管道設(shè)計；安全問題

1 石油化工裝置安全設(shè)計原則

1.1 確保工藝過程的可實施性

石油化工裝置設(shè)計和安裝的技術(shù)要求不能更改，但是設(shè)計人員要確保工藝過程的可實施性，例如設(shè)計人員可以應用催化劑或者是改氣相進料來代替液相進料，這樣在確保了工藝可實施性的同時，緩解了工藝過程的反應劇烈程度，有利于石油化工裝置的安全運行。

1.2 降低設(shè)計過程的復雜程度

設(shè)計過程越復雜，代表著影響設(shè)備正常運行的參數(shù)和條件越多，設(shè)備受到的影響和干擾越多。因此，在石油化工裝置設(shè)計過程中，設(shè)計人員需要盡量簡化設(shè)計流程，避免出現(xiàn)一臺設(shè)備搭載多種功能的現(xiàn)象，盡量另各個設(shè)備都能獨立運行。

2 工藝管道設(shè)計現(xiàn)狀

2.1 管道設(shè)計工藝路線的安全設(shè)計

工藝路線的安全設(shè)計是整個石油化工裝置管道設(shè)計安全的重中之重，在整個石油化工裝置的規(guī)劃以及后期的研究之中，都要將其放在首位。除此之外，對設(shè)計中材料的使用也盡量選擇危險系數(shù)較小的，進而在輔助材料的應用中，要不斷降低工藝安裝時的苛刻條件，盡量精簡工藝設(shè)計安裝流程。

2.2 工藝管道管架設(shè)計

石油化工裝置之中工藝管道穩(wěn)定性的維持，一般是依靠管架，但是在實際的工程項目應用中，筆者發(fā)現(xiàn)現(xiàn)階段所應用的管道設(shè)計過于精簡，同時石油化工裝置工藝管道使用數(shù)量大、種類繁多，但是在精簡的行為下設(shè)計人員將管架應用類型控制在單一一種，在此影響下多數(shù)的工藝管道安全性以及穩(wěn)定性無法進行長期的維持，比如彈簧鋼架中彈簧的質(zhì)量無法得到長期有效的保障，極其容易發(fā)生質(zhì)量事故，還有部分的管架設(shè)計存在問題，對工藝管道以及管架相對運動情況考慮不足，進而促使工藝管道與管架的連接精密度不夠，產(chǎn)生危險。

3 石油化工裝置中管道設(shè)計的安全策略與有效措施

3.1 減少腐蝕破壞現(xiàn)象

腐蝕破壞現(xiàn)象無非是管道內(nèi)部化學物質(zhì)之間發(fā)生化學反應，或是物質(zhì)與管道材質(zhì)發(fā)生反應的結(jié)果。不論是化學反應還是電解反應，在所有的腐蝕現(xiàn)象之中，都包含了多種可能存在的反應機理。由此導致管道內(nèi)壁厚度減薄所引起的均勻腐蝕現(xiàn)象占管道腐蝕現(xiàn)象的比率高達百分之三十。對于此種現(xiàn)象的產(chǎn)生，需要改良管道設(shè)計的使用材質(zhì)，提高管道的耐受性是最佳解決策略，以及采用抗腐蝕性強的管道材料或耐受性高的壁內(nèi)材料，增加管道的壁厚，同時監(jiān)控管道內(nèi)部腐蝕的程度和范圍，采取有效修護措施和防范政策，降低腐蝕現(xiàn)象產(chǎn)生的可能性。

3.2 減少應力破壞的可能性

石油化工裝置管道的應力破壞現(xiàn)象時有發(fā)生，降低危險產(chǎn)生的可能性，將應力破壞現(xiàn)象發(fā)生率降到最低，是有效提高管道安全性的有力措施。應力破壞對管道造成破壞，不同于管道內(nèi)壁厚度減薄的發(fā)生時間長，應力破壞往往會造成管道開裂，并且應力破壞之前不會有任何征兆，一旦發(fā)生應力破壞，管道將無法正常運轉(zhuǎn)，危險系數(shù)極高。因此，要制定有效應對應力破壞的管道設(shè)計方案，根據(jù)管道的脆性性質(zhì)和硬度性質(zhì)，以及管道內(nèi)部產(chǎn)生應力腐蝕的原因，增強管道抗腐蝕性，并加強日常監(jiān)管和維護，減少開裂現(xiàn)象。對于低溫脆性斷裂現(xiàn)象，首先要根據(jù)低溫條件和環(huán)境因素，設(shè)計、選擇適應低溫的安全性的管道材質(zhì)。保證管道低溫脆性斷裂現(xiàn)象的產(chǎn)生率減小，提高管道運行安全性。另外，因為金屬材料在高溫環(huán)境下會產(chǎn)生變質(zhì)現(xiàn)象，要盡量避免金屬材質(zhì)發(fā)生蠕變失效的狀況，減少其斷裂、變形的可能性，加強管道材料使用的監(jiān)控和把握，控制溫度的變化，選擇更加合適、合理的材質(zhì)，尋找問題的來源并積極處理和解決，提高管道安全性。

3.3 防止密封失效，減少有毒物質(zhì)的泄漏

石油化工裝置中的管道密封材料要求嚴格，具有高度的密封性，為的是減少有毒物質(zhì)的泄漏。但不少工廠為偷工減料，采用不配套的管道密封材料進行組裝，對工人的操作要求也不嚴格，往往提高了有毒化學物質(zhì)泄漏的可能性，出現(xiàn)密封失效現(xiàn)象。因此管道設(shè)計應要求采用配套合理的管道密封材料，并按要求處理管道分界處，注意密封過程中的操作與實施，考慮材質(zhì)間的相互匹配性，保證密封效果達到最佳狀態(tài)。有效提高管道的使用壽命，確保管道處于良好的密封狀態(tài)，減少有毒物質(zhì)的外泄，不僅為工作人員的生命健康提供保障，還能促進管道正常運轉(zhuǎn)，在帶來經(jīng)濟效益的同時，產(chǎn)生社會效益。

4 結(jié)論

總之，隨著人們安全意識的增加和安全知識的不斷豐富，石油化工裝置設(shè)計人員需要結(jié)合現(xiàn)階段石油產(chǎn)品的需求形勢和企業(yè)安全運行情況，制定完善的化工裝置設(shè)計方案，并在其中應用先進的安全設(shè)計技術(shù)，盡最大限度確保石油化工裝置的安全運行，為高質(zhì)量和高效率地進行石油化工產(chǎn)品的生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

參考文獻：

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