改造項目中管道設計問題探討

王世磊

(中石化廣州工程有限公司，廣東 廣州 510000)

石化企業為提高油品質量或滿足節能環保要求，需要對現有裝置進行升級改造。改造項目中，由于裝置新舊不同(有些裝置可能進行過多次改造)和業主資料管理等因素，造成改造設計中遇到的問題也不盡相同。本文結合改造項目的設計經歷，對管道設計過程中所遇到的問題做了一些總結與探討。

1 資料整理工作

改造項目，一般可以用竣工圖作為設計依據。為保證設計依據的準確性，對變更單，代用單，設備制造變更報告等能體現裝置變更情況的資料，設計人員應要求業主單位提供并將其整理歸類。

可建立詳細的變更索引表，用于變更追溯。如某設備制造變更報告中“無縫鋼管Φ325*7 0Cr18Ni9代用為Φ325*7 321”，可將其摘錄到變更索引表中用于應力分析時校核設備變化的追溯。

對竣工圖查看過程中發現的諸如管道標高、設備管嘴等在單線圖與管道平面布置圖中數據不一致等情況，需結合找到的包含變更信息的資料做進一步的核對。

2 現場調研

現場調研的重點放在以下幾個方面：工藝流程圖(PID)與現場一致性、管線位置核對、碰撞檢查等。

現場調研過程中，對進出裝置界區管線的變化情況要結合PID進行核對；對裝置內設備變化情況在管道平面布置圖上進行標記。將歷次改造引起的管線增減和儀表增減的變化信息反饋給工藝和儀表專業，以便于全廠的各種物料和熱量衡算以及流量儀表選擇。對以往歷次改造中設備增減和設備布置情況進行排查，看其能否滿足最新的防火規范要求。

3 管道利舊

壓力管道安全技術監察規程對不改變受壓元件的情況的處理要求如下：不改變受壓元件結構而改變管道的設計壓力、設計溫度和介質，必需有壓力管道設計單位進行驗證，出具書面設計驗證文件，并且由檢驗機構進行全面檢驗后方可進行改變[1]。對于不改變受壓元件結構的情況，設計人員在新工藝參數下對原設計條件(材料、壁厚等)以及管線應力情況進行核算并將結果告知業主，同時特別提醒業主單位最終是否利舊要現場檢測后確定。對需要改造的管線，要重視管道材質、壁厚、材質執行標準等的核對。

表1 某改造項目管道新舊管道等級選材比對(DN150管為例)

表1可以看出，雖然新舊管道等級下用管道材質一樣，但是壁厚和制造標準還是有差別的。原3B4等級下，DN150管的壁厚為SCH30，該壁厚在SH/T 3405-96中有此壁厚，在SH/T 3405-2012中已無此壁厚。原2C3等級下， 20#材質的鋼管需符合GB/T 8163標準；新2C3S2R等級下， 20#材質的鋼管需符合GB9948標準。

對局部利舊的管線，施工圖上應對其文字說明。這樣做不僅方便現場施工，還便于明確設計范圍。對采用PDMS軟件進行三維設計的項目，除使用云形線對改動部分加以注明的方法外，還可將PDMS軟件中相關管件的MTO屬性改為DOTD以實現單線圖中管線虛線標示。圖1中將旁路抬高情況用文字說明，虛線部分表示三通等元件利舊。

圖1 單線圖中利舊部分用虛線標示

4 管道焊接與試驗

GB50236-2011第7.24條規定：管子或管件對接焊縫組對時，內壁錯邊量不應超過母材厚度的10%，且不應大于2 mm[2]。對內壁錯邊量超過2 mm的，GB50236-2011中要求進行坡口加工。對新舊管線需要對接焊接的情況，為便于現場施工，在設計時應注意留有一段直管段便于現場打磨焊接。

侯重耀[3]對舊管道上僅增加一個三通或僅更換較短管線或增加一個閥門或儀表等情況, 以及由于種種原因部分管道或設備不能倒空或一時無法置換等進行系統壓力試驗時遇到的特殊情況，提出了如下試驗方法：系統串聯試驗法，降壓系統強度試驗法，無損探傷保證法，分段試驗法，管道外部試驗法，瓶裝氣體進行試驗。設計人員對這些試驗方法有一定了解，利于改造部分管線選擇合理的試壓方案；另一方面，設計人員需熟悉相關的施工試壓規范，便于對施工單位提出的試壓方案給予合理有效的回復。

5 結論

(1)在開展改造項目管道詳細設計工作前，建立變更索引表以便于對裝置歷次改造變更內容進行查詢和核查，對竣工圖發現的管道與結構碰撞等問題要積極與業主單位溝通核實。

(2)改造項目的現場調研，可重點放在裝置界區管線變化情況核實、管線和設備管嘴標高等位置核對。現場調研發現的問題，管道設計專業要積極與工藝和儀表專業進行溝通并商討解決辦法。

(3)對擬進行改造的管線是否可以利舊，要從管道材料、壁厚、應力等多方面核算。管線局部更換要重視管道材質及其制造標準的核對。準備利舊的管線要積極與業主單位溝通并要求業主提供相應檢測報告。

(4)管道設計時要考慮壁厚變化與更換部分管件等因素對焊接和試驗的影響，提前考慮一些合理的試驗方案，降低現場施工難度。

(5)設計人員從事改造項目設計時，要增強責任心，重視資料分析，注意執行標準變化對設計的影響，做好專業間的設計協同和明確設計范圍，以降低設計風險。