探究石油化工裝置管道設計的安全問題

摘 要：石油化工是我國重點發展的工業之一，同時也是具備高專業性、高危險性的一項工作。石油化工裝置中的管道對工作運轉產生巨大幫助，合理的管道設計能有效提高工作效率，減少安全事故發生率，提高管理運行的安全性。管道設計的重要性由此可見，根據實際情況制定適合不同石油化工單位的管道，找出石油化工過程中可能存在的危險因素，將其一一排除，保障管道有效運作，推動石油化工行業迅速發展。

關鍵詞：石油化工裝置；安全問題；管道設計；隱患；措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.19.066

1 石油化工裝置管道設計中存在的危險性因素和主要問題

（1）存在有毒物質的危險可能性。石油化工裝置的管道設計大多是密封完好的，通常情況下，管道內流通的物質不會發生泄漏現象，但經過長時間的使用，或因為工作人員的不正確操作，往往會發生意想不到的泄漏現象[1]。泄漏物質中包含石油化工的原料、半成品、加工品等等，不缺乏有毒性物質，在長時間與工作人員的接觸過程中，會由其口、鼻、皮膚吸收并進入體內，對工作人員的身體健康產生影響，削弱人體的生理機能，嚴重的甚至危及到工作人員的生命安全。

（2）存在腐蝕性物質的危險可能性。石油化工裝置中的管道設備將承擔運輸各種化工原料、能源的任務，而各種化工原料本身就具有酸堿性，這部分物質本身就對管道具有一定的腐蝕損害。另外在運輸過程中會在管道內壁中殘留，與其他物質會產生化學反應，常常會產生具有更加高強度腐蝕性的反應物質，這會對管道造成更加嚴重的損害。除了管道內部環境復雜，外部環境同樣會對管道造成破壞，工作人員的操作不當，高硬度物質的打磨與敲打都會對管道造成一定程度的損害。再加上管道本身制造材質的缺陷，往往存在不合理性，不能應對各種腐蝕現象和破壞行為產生的影響，便會損壞管道，降低其運行的安全性。

（3）存在應力破壞的危險可能性。由于石油化工裝置的復雜性，管道設備常常會遭受外部條件的破壞，又因自身材質的缺陷，產生“應力破壞”現象。例如低溫脆性斷裂，指的是某一處管道的工作溫度處于溫度低的位置，而此工作溫度又較管道材料的脆性轉變溫度低，長此以往管道韌性下降，這一位置的管道會發生脆性斷裂[2]。再比如管道在經過焊接等機械加工后，管道的基體組織存在應力殘留，這將會影響管道的安全性，金屬材料往往容易隨著周圍環境的變化發生變質現象，出現疲勞、變形和斷裂的可能性大，這種情況同樣也會破壞管道的內部環境，具有很強的危險性，影響管道的安全性。

2 石油化工裝置中管道設計的安全策略與有效措施

（1）減少腐蝕破壞現象。腐蝕破壞現象無非是管道內部化學物質之間發生化學反應，或是物質與管道材質發生反應的結果。不論是化學反應還是電解反應，在所有的腐蝕現象之中，都包含了多種可能存在的反應機理。由此導致管道內壁厚度減薄所引起的均勻腐蝕現象占管道腐蝕現象的比率高達百分之三十。對于此種現象的產生，需要改良管道設計的使用材質，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材料，增加管道的壁厚，同時監控管道內部腐蝕的程度和范圍，采取有效修護措施和防范政策，降低腐蝕現象產生的可能性。

（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象時有發生，降低危險產生的可能性，將應力破壞現象發生率降到最低，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，不同于管道內壁厚度減薄的發生時間長，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生應力破壞，管道將無法正常運轉，危險系數極高。因此，要制定有效應對應力破壞的管道設計方案，根據管道的脆性性質和硬度性質，以及管道內部產生應力腐蝕的原因，增強管道抗腐蝕性，并加強日常監管和維護，減少開裂現象[3]。

對于低溫脆性斷裂現象，首先要根據低溫條件和環境因素，設計、選擇適應低溫的安全性的管道材質。保證管道低溫脆性斷裂現象的產生率減小，提高管道運行安全性。另外，因為金屬材料在高溫環境下會產生變質現象，要盡量避免金屬材質發生蠕變失效的狀況，減少其斷裂、變形的可能性，加強管道材料使用的監控和把握，控制溫度的變化，選擇更加合適、合理的材質，尋找問題的來源并積極處理和解決，提高管道安全性[4]。

（3）防止密封失效，減少有毒物質的泄漏。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泄漏的可能性，出現密封失效現象。因此管道設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，考慮材質間的相互匹配性，保證密封效果達到最佳狀態。有效提高管道的使用壽命，確保管道處于良好的密封狀態，減少有毒物質的外泄，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，在帶來經濟效益的同時，產生社會效益。

3 結束語

綜上所述，石油化工裝置中的管道設計是裝置安全運轉不可或缺的組成部分之一，管道運行中會存在不少安全隱患和安全問題。不論是密封性差導致有毒物質的泄漏，還是高強度腐蝕性導致的危險性或者應力破壞產生的危險性，都應該具體問題具體分析，找出事故發生原因，探尋解決問題的關鍵點，設計出合理的管道設施。社會與大眾都應高度重視管道設計的安全問題，提高對其的重視程度，并采取積極的態度制定應對措施，善于發現并總結，將安全隱患發生率降到最低，為石油化工行業的發展獻策獻力。

參考文獻：

[1]馬贊，李偉朋，吳變.石油化工裝置工藝管道設計探究[J].化工管理，2016（22）：177.

[2]張子元.石油化工裝置工藝管道設計的探究分析[J].工程技術：全文版，2017（02）：00248.

[3]盧亞哲，曹博翔，劉薇薇.淺談石油化工裝置管道設計中的安全問題[J].中國化工貿易，2015（05）.

[4]王竟，房文正.論石油化工裝置管道設計中的安全問題[J].工業，2016（02）：00092.

作者簡介：葉玉洪（1981-），男，四川隆昌人，本科，工程師。