潤滑油項目掃線系統管道設計要點探討

盛禮俊（福陸（中國）工程建設有限公司，上海 201103）

潤滑油工廠生產潤滑油時，一般是根據不同的配方，把基礎油和各種添加劑經過計量后，通過管道運送到混合罐攪拌混合，進行充分混合后再放入存儲罐，最后運入包裝車間，包裝后制成成品。由于潤滑油產品種類很多，而為了制成產品又需要把不同種類的基礎油和十幾種不同的添加劑進行混合，如果按一種潤滑油一組管系來設計管道系統，那么就需要幾十組管系，而每組管系又由十幾根管線組成，在十幾根管線上又有很多儀表，閥門，支架，這樣重復建設既占用空間又會導致投資非常大。而如果不按一種潤滑油一組管系設計管道系統，采用共用一組管系的方案，又會導致管線中潤滑油殘液互相污染影響產品品質的問題發生。

這時候，掃線系統的使用就變得非常必要。掃線系統是一種用特殊形狀塞子即清管器，清空管線中留存液體物料的管道系統。掃線系統一般采用自動控制技術，不需要人工進行復雜的控制操作，能夠自動完成清掃管線的工作。當管道系統運送完一種物料，經過清管器掃線后，由于管線中的殘流液體物料都被清管器完全清空，所以管線可以接著運送另一種物料而不會產生交叉污染。可以看出，采用掃線系統可以減少管線系統的重復建設，同時也避免了管線中潤滑油殘液互相污染的問題，可以使多種基礎油與添加劑或制成的潤滑油成品用一組管線系統運輸。且由于管系的精簡，管系的管理控制也相應的變的簡單，極大的降低了管理控制的難度。

1 掃線系統的工作原理與組成

1.1 掃線系統的工作原理

掃線系統的工作原理是：通過壓縮空氣或氮氣把清管器從發球閥發出，經過管線系統送到收球閥，在經過管線系統的過程中，清管器特殊的設計可以排空管線中的潤滑油，實現清掃管線的目的。

1.2 掃線系統的組成

掃線系統一般由清管閥，清管器，清管線專用管道及管件，清管線支架以及配套控制系統組成。掃線系統的各個部件在技術上一般都有特殊的要求，各家公司的部件都各有自己的專利與技術特點。市場上有好幾家供應商提供技術配套方案，如Emerson 旗下的 FMC，ABB 公司，德國的 I.S.T 公司。中國公司在清管閥上取得了一定的突破，已經可以提供清管閥系列產品，比如自貢新地佩爾閥門有限公司和四川飛球有限責任公司。

2 設計要點

2.1 掃線系統的基本布置要求

掃線系統對布置有一定的要求，通常有以下幾點：為了使管線中不能被清掃到的部分盡可能的短，發球閥應盡可能的靠近物料起始端放置，相應的收球閥也應盡可能的靠近物料末端布置；掃線系統需要嚴格控制彎頭的使用數量，優化路徑少用彎頭；由于清管器在經過彎頭時會遇到較大的阻力，如果彎頭和彎頭直接連接，可能會導致清管器在此堵塞，所以彎頭和彎頭之間不可以直接連接，需要加入一段直管段進行過渡，直管段的長度一般為10倍管道直徑。掃線系統的所有分支都應設計成可清掃，設計時不能遺漏任一個分支；選擇管道材料時，需要確保管道上各個管件符合潤滑油管線管道材料等級的要求。

2.2 掃線系統管道的選擇和要求

這次潤滑油項目掃線管道采用的主要標準為GB∕T 3639-2009冷拔或冷軋精密無縫鋼管，管道壁厚按管徑大小分別選用了SCH40和SCH80，選用的牌號為20#。

對于一般的項目，管道壁厚會采用SCH10，但由于掃線系統對管壁有一定的要求，管壁太薄可能導致系統不能正常工作。特別在掃線系統運行時，掃線球經過彎頭時動載荷很高，如果采用SCH10 壁厚的管道略顯單薄，剛性不足，有可能導致管道損壞的風險。所以此次項目選用了高一檔的壁厚。

諸如Emerson 品牌的掃線球，由于其內部有磁鐵定位等裝置，一般價格都較高。為了防止掃線球被刮傷損壞，掃線管線對管道內壁的表面粗糙度也有一定要求。而且，管線內表面越光滑，掃線球掃過的線越干凈。此項目規定管道的內表面粗糙度（包括管道、彎頭和法蘭）應在3.2微米至6.3微米。

2.3 掃線系統彎頭的選擇和要求

掃線系統的彎頭區別于普通管線的彎頭。掃線管線一般采用5D 彎頭，且在彎頭兩端各留一段不少于150mm 的直管段作為緩沖區使用，緩沖區的長度根據管徑不同而有所不同，一般2”到3”使用150mm管段作為緩沖區，4”使用200mm，6”使用300mm。除了緩沖區外，彎頭兩端還要各留一段50mm 的直管段用于安裝焊接套管。另外，彎頭的彎曲角度不應超過90度，一般選用90度，60度，45度和30度，15度和75度在特殊情況下可酌情使用。

2.4 掃線系統法蘭與墊片的選擇和要求

這次潤滑油項目掃線管道法蘭采用的主要標準為GB∕T 12228-2006通用閥門碳素鋼鍛件技術條件。墊片選擇金屬纏繞墊片。

在選擇法蘭時，應該注意法蘭的內徑必須和管道的內徑一致。在安裝時，要注意兩個法蘭需要同心安裝，以免產生偏差，運行時損傷清管器。另外，墊片內徑應該與管道內徑相同或稍大，不能突出到管道內部，以免導致刮傷清管器。但也不能比內徑大太多，以免在此處留存殘留液體，影響清管效果。

3 焊接要點

使用常見的坡口焊等方法連接兩根管線時，焊縫內壁粗糙度往往無法滿足掃線管的要求。所以掃線系統管線會采用焊接套管來連接2 根管子。一般的步驟為：首先，把管道垂直切割，把管道末端的外測做成坡口，把管道內測倒成圓角，將焊接套管安裝到其中的一根管線上。然后，把兩根管道的末端用密封焊焊接起來，但要特別注意的是內部不要被焊透，以免引起內壁不光滑。接著打磨外部焊縫，以便安裝焊接套管。最后，調整焊接套管的位置，使焊接套管的中心和管道的焊縫重合，使用連續角焊接的方式進行焊接。焊接套管的長度根據管徑大小有所不同，管徑在DN80-DN150 時長度選擇31.75mm，在DN200長度選擇38.1mm，在DN250-DN300長度選擇50.8mm。

管道和管道連接時使用上述方法，同理在管道和彎頭焊接時也是使用這種方法。但當法蘭和管道焊接時，所使用的焊接方法有所改變，法蘭和管道焊接時一般不需要加焊接套管，多采用對焊連接。焊接后，需要對焊縫進行打磨，以免焊縫處的毛糙損傷清管器。而法蘭的另一個端面需要進行倒圓角處理。

在管道上安裝壓力表時，項目規定一般采用對焊支管臺，在焊接安裝對焊支管臺時，要注意對管道打孔處進行處理，打孔后，需要倒圓角和打磨。

4 支架設計要點

清管管線動態載荷很強，會引起管線的振動，振動會使管道與相關的管件連接部位發生松動，導致管道發生損壞。所以，管道支架的合理設置對清管管線十分重要。相比普通管線，清管管線在設計時一般會多加一些固定支架，當然也要考慮管線本身的溫度，壓力和介質等條件，以免不合理的設置導致管道變形，影響清管器的運行。另外，由于清管器在通過彎頭時，阻力一般會比在通過直管段時大，容易引起管線的振動，所以一般在彎頭的前后，要額外設置支架支撐與固定管線。設置支架時，與普通管線兩個支架的間距一般是按管徑及壁厚來確定不同，清管管線支架的間距只是規定了兩個支架之間最遠的距離一般應不超過7米。

由于焊接型支架在安裝時，需要通過焊接的方式將支架與管道焊接在一起，在焊接時可能導致管道局部變形，而局部變形會影響清管器的運行。所以，清管管線的支架一般采用非焊接型管夾式的支架，也會采用U 型螺栓支架。一般，保溫管道采用非焊接型管夾式的支架，按保溫厚度確定支架的高度，保溫厚度小于等于75mm的用100mm高度的管夾式支架，保溫厚度大于等于76mm 小于等于125mm 的用150mm 高度的管夾式支架。不保溫的管線不設支架，直接放在梁上或其他支架上。

5 結語

綜上所述，潤滑油項目掃線系統的管道設計，在管道布置，管材的選擇，焊接的要求，支架的設置等方面都有著與普通管線設計不同的特殊要求。在設計時，應時常檢查設計的管線是否符合掃線系統管線的特殊設計要求。在施工時，應注意施工的過程是不是按照掃線管線的項目設計規定進行，嚴格控制施工質量。只有這樣一步步都按要求進行，才能保證掃線管線的順利運行。