淺談石油化工裝置工藝管線系統試壓研究

摘要：石油化工裝置是以石油裂解加工為主體生產各種燃油和化工原料的生產裝置。裝置內的各種工藝介質多為易燃、易爆和有毒性的物質。因此，在石油化工裝置施工過程中，各類工藝管道的安裝質量必須嚴格控制，嚴禁其泄漏，否則將造成嚴重后果。本文旨是根據石油化工裝置工藝技術的危險因素，安全設計方面進行深入的探討。

關鍵詞：石油化工 管線試壓技術 管道工藝技術

目前我國石油的生產是越來越大，可是石油化工裝置是以石油裂解加工為主體生產各種燃油，以及是以化工原料為主體的生產裝置的，裝置內存在著各種工藝介質很多都是有毒性的物質，易燃、易爆的物質和。也就是說，在石油化工裝置施工過程中，各類工藝管道的安裝質量必須嚴格控制，嚴禁其泄漏，否則將造成嚴重后果。工藝管線安裝過程中，為檢驗焊縫的質量及法蘭連接處的密閉性，管線的試壓工作是十分重要和必不可少的一道關鍵工序。

實際上，從標本兼治的理念來看，設計成品的質量對安全生產有著不可忽視的影響。石油化工裝置設計安全是預防火災爆炸事故發生，實現安全生產的一項重要工作。那么要如何保證裝置設計安全呢，當然就要嚴格、正確地執行相關法規、標準規范，特別是強制性標準。

一、石油化工裝置管線試壓工藝技術研究

1.技術準備。大型石油化工裝置工藝管線系統多，走向錯綜復雜，為了使試壓工作正常進行，必須預先做好充分的技術準備。試壓前，應根據工藝流程圖編制試壓方案，理清試壓流程，按要求確定試壓介質、方法、步驟及試壓各項安全技術措施等。

2.管線的完整性檢查。管線的完整性檢查是管線試壓前的必要工作，沒有經過完整性檢查確認合格的系統一律不得進行試壓試驗。完整性檢查的依據是管道系統圖、管道平面圖、管道剖面圖、管道支架圖、管道簡易試壓系統圖等技術文件。完整性檢查的方法一是施工班組對自己施工的管線按設計圖紙自行檢查，二是施工技術人員對試壓的系統每根管線逐條復檢，三是試壓系統中所有管線按設計圖紙均檢查合格后，申報質監、業主進行審檢、質檢。完整性檢查的內容分硬件和軟件兩部分。

3.物資準備。管線試壓介質一般分為兩類：一類是氣體，一類是液體。氣體一般采用空氣、干燥無油空氣和氮氣等。液體一般采用水、潔凈水和純水等。因此，如果管線沒有特殊的要求，試壓介質一般多采用水。試壓工作是一種比較危險的工作。因此，在此項工作開始前應進行充分的物資準備工作。主要包括試壓設備的維護保養、安全檢查和進場布設；各種試壓用儀器、儀表的校驗、檢查和安裝；試壓臨時管線及配件的安裝布置；試壓用盲板、螺栓、螺母、墊片等材料的準備；設備、儀表、閥門、管件、安全閥、流量計等隔離措施的實施；試壓中各種安全技術措施所需物資的供應及現場的布置等工作。

4.壓力試驗。承受內壓管線的試驗壓力為管線設計壓力的1.5倍；當管道的設計溫度高于試驗溫度時，試驗壓力應符合下式Ps=1.5δ1/δ2δ1/δ26.5時，取6.5值；當Ps在試驗溫度下，產生超過屈服強度應力時，應應將試驗壓力降至管道壓力不超過屈服強度時的最高試驗壓力。氣壓試驗管道的試驗壓力為設計。對于氣壓作強度試驗的管線，當強度試驗合格后，直接將試驗壓力降至氣密性試驗的壓力，穩壓30分鐘，以無泄漏、無壓降為合格。檢驗采用在焊口、發蘭、密封處刷檢漏液的方法。

5.試壓安全技術規定。管線試壓是非常危險的，應做好各項安全技術措施。液壓試驗管段長度一般不應超過1000米，試驗用的臨時加固措施應經檢查確認安全可靠，并做好標識。試驗用壓力表應在檢定合格期內，精度不低于1.5級，量程是被測壓力的1.5～2倍，試壓系統中的壓力表不得少于2塊。液壓試驗系統注水時，應將空氣排盡，宜在環境溫度5℃以上進行，否則須有防凍措施。合金鋼管道系統，液體溫度不得低于5℃。試驗過程中，如遇泄漏，不得帶壓修理，缺陷消除后，應重新試壓。試壓合格后應及時卸壓，液體試壓時應及時將管內液體排盡。系統試驗完畢后，應及時拆除所有臨時盲板，填寫試壓記錄。試壓過程中，試壓區域要設置警戒線，無關人員不得入內，操作人員必須聽從指揮，不得隨意開關閥門。

二、石油化工裝置管道工藝技術

1.塔和容器的管線設計

依據工藝原理合理布置。分餾塔與汽提塔之間的管線布置。通常分餾塔到汽提塔有調節閥組，調節閥組應靠近汽提塔安裝，以保證調節閥前有足夠離的液柱。分餾塔與回餾罐之間的管線布置。當分餾塔的塔頂壓力用熱旁路控制時，熱旁路應盡量短且不得出現袋形，調節閥應設在回流罐的上部。汽液兩相流的管道布置時，管道上的調節閥應盡量靠近接收介質的容器布置，減少管道壓降，避免管道震動。如圖3所示。由此可見，管線不可隨意布放。

2.泵的管線設計

泵入口偏心異徑管的使用。泵吸人管道設計是確保泵經常處于正常工作狀態的關鍵。當泵人口管系統有變徑時，要采用偏心大小頭以防變徑處氣體積聚，偏心異徑管的安裝方式一般采用項平安裝，當異徑管與向上彎的彎頭直連的情況下可以采用底平安裝。這種安裝方式可以省去低點排液。

布置泵的人口管線時要考慮到幾個方面的因素：

①泵的人口管支架的設置。如泵的進口在一側，則泵的入口管支架應是可調式，且人口管及閥門位置在泵的側前方。

②氣阻。進泵管線不得有氣阻，這一點很容易被忽視，某些布置雖符合工藝流程圖，但在局部會產生氣阻現象，從而嚴重影響泵的運行。

③管道柔性。泵是同轉機械，管道推力作用在管嘴上會使轉軸的定位偏移，因此管道設計要保證泵嘴受力在允許數值內。塔底進泵的高溫管線尤其需要考慮熱補償。

3.冷換設備的管線設計逆流換熱

①冷換設備冷水走管程由下部進入，上部排出。這樣供水發生故障時，換熱器內有存水，不致排空。如作為加熱器時用蒸汽加熱，蒸汽從上部引入，凝結水由下部排出。

②安裝凈距。為了方便檢修，換熱器進出口管線及閥門法蘭。均應與設備封頭蓋法蘭保持一定距離，為方便拆卸螺栓凈距一般為300mm。

③熱應力。換熱器的固定點一般是在管箱端，凡連接封頭端管嘴的管道必須考慮因換熱器熱脹而位移的影響。重沸器返回線各段管線長度的分配要恰當，可以防止設備管嘴受力過大。回線各段管線長度的分配要恰當，可以防止設備管嘴受力過大。

三、總結

設計方法和手段的不斷進步能有效地提高設計質量。作為設計者，會受生理和心理等因素的影響，容易出現偏差，技術的進步，極大地補償了人的缺陷。當前，計算機輔助設計CAD正在廣泛應用，它使設計工作更高效、更優質，使一些易出差錯的環節不復存在。掌握CAD設計手段是現階段設計者的基本要求，也是設計者知識水平不斷更新提高的體現。

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