化工工程管道設(shè)計(jì)安裝中存在的問題探析

張柱

摘要：管道安裝工程是化學(xué)工程建設(shè)中一個(gè)重要的組成部分，設(shè)計(jì)是源頭。如果設(shè)計(jì)未考慮周全，等到發(fā)現(xiàn)再整改，就會(huì)增加施工難度，不但浪費(fèi)人力物力，還會(huì)耽誤施工進(jìn)度，同時(shí)施工質(zhì)量的好壞直接影響工程質(zhì)量。下面就化工工程管道設(shè)計(jì)安裝中出現(xiàn)的常見問題，進(jìn)行原因分析并提出防治措施，為今后管道安裝工程提供借簽作用，防治重復(fù)發(fā)生，提高施工質(zhì)量和效率，確保項(xiàng)目節(jié)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：化工管道;設(shè)計(jì)安裝;問題分析;優(yōu)化策略

中圖分類號(hào)：TQ050.7?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

引言

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的日益進(jìn)步，化工行業(yè)發(fā)展空間也越來越大，而管道工程作為化工行業(yè)中一個(gè)重要的領(lǐng)域，管道的設(shè)計(jì)和安裝直接影響化工工程質(zhì)量。本文簡(jiǎn)要分析設(shè)計(jì)或安裝現(xiàn)場(chǎng)存在的常見問題，針對(duì)這些問題，提出了相應(yīng)的措施。

1、化工管道設(shè)計(jì)與安裝環(huán)節(jié)存在的問題分析

1.1管道設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)存在的問題

在管道設(shè)計(jì)階段，若設(shè)計(jì)壓力偏低，可能造成實(shí)際生產(chǎn)時(shí)管道承受壓力較大進(jìn)而導(dǎo)致管道破損。若材料選型不合理，可能導(dǎo)致管道被輸送介質(zhì)腐蝕而發(fā)生泄漏，若設(shè)計(jì)溫度不合理，可能導(dǎo)致管道脆性或韌性發(fā)生變化而斷裂。設(shè)計(jì)階段如果沒有考慮特殊工況（如停車檢修），也有可能導(dǎo)致管道內(nèi)介質(zhì)因環(huán)境變化而使管道內(nèi)介質(zhì)相態(tài)、溫度或壓力發(fā)生變化，造成管道兩端閥門承壓損壞。（1）管道壓力設(shè)計(jì)值不滿足輸送物料的實(shí)際需求，這就會(huì)造成管道壓力偏低，對(duì)于易發(fā)生聚合反應(yīng)的物料易引起超壓現(xiàn)象，提高了管道發(fā)生超壓損壞的風(fēng)險(xiǎn)。（2）對(duì)于管道的附件設(shè)計(jì)存在不合理問題，例如，對(duì)于未按照要求對(duì)管道進(jìn)行保溫或保冷設(shè)計(jì)，在輸送熔點(diǎn)較高的物料時(shí)，無保溫或伴熱設(shè)施就容易使管道出現(xiàn)低溫脆性斷裂或是超壓斷裂等問題;在輸送沸點(diǎn)較低的物料時(shí)，如果管道保冷性能不達(dá)標(biāo)，就有可能引發(fā)物料在常溫下出現(xiàn)沸騰現(xiàn)象，管道也會(huì)面臨超壓的風(fēng)險(xiǎn)。（3）對(duì)于管道的材料沒有進(jìn)行合理選擇，化工管道輸送的物料通常具有較強(qiáng)的酸、堿性或是較強(qiáng)的腐蝕性，如果管道材料沒有滿足實(shí)際的耐腐蝕性，就會(huì)影響管道的使用壽命，造成化工工程出現(xiàn)質(zhì)量和安全隱患。

1.2管道安裝焊接環(huán)節(jié)存在的問題

焊接作業(yè)是化工管道安裝中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，焊接作業(yè)質(zhì)量也直接影響著化工管道安裝工程的整體質(zhì)量。但是在實(shí)際的管道安裝工作中，一些施工企業(yè)存在違規(guī)操作的問題，例如沒有在管道的焊接口處設(shè)置明確的焊接標(biāo)識(shí)，在管道焊接作業(yè)完成后，對(duì)后續(xù)的質(zhì)量檢測(cè)工作不到位。如果化工管道出現(xiàn)焊接質(zhì)量不過關(guān)或是漏焊的問題，將會(huì)嚴(yán)重影響管道的氣密性，從而影響其使用性能。

1.3管道安裝環(huán)節(jié)存在的問題

管道安裝不合理，不但可能造成生產(chǎn)困難，嚴(yán)重時(shí)可能造成安全事故。若管道安裝在疏散通道，可能造成操作工人在緊急情況下的逃生失敗;若上部管道安裝過低或下部管道安裝過高，可能造成操作工人碰頭或拌腳;若閥門安裝過高或過低，可造成生產(chǎn)工人操作困難;若安全閥的根部閥門未設(shè)鉛封，可能被操作工誤關(guān)使安全閥失去保護(hù)作用;若過濾器安裝過低，可能導(dǎo)致過濾網(wǎng)無法及時(shí)更換進(jìn)而導(dǎo)致輸送泵損壞，若調(diào)節(jié)閥組立面安裝時(shí)，調(diào)節(jié)閥組被安裝在旁路閥上方或調(diào)節(jié)閥被安裝在垂直管道上，可能導(dǎo)致閥組內(nèi)管道焊縫開裂，物料泄漏;若高溫介質(zhì)管道未做熱補(bǔ)償，可能導(dǎo)致管架變形或管道從管架上滑落斷裂。

2、化工工藝管道設(shè)計(jì)要點(diǎn)研究

2.1注重化工管道材料的選用及等級(jí)要求

化工管道設(shè)計(jì)階段前，應(yīng)先明確各管道的輸送介質(zhì)的物料特性、生產(chǎn)工況和管道安裝環(huán)境，再根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)選型。（1）選擇合格的管道設(shè)計(jì)壓力。如果管道的設(shè)計(jì)壓力偏低，實(shí)際生產(chǎn)時(shí)管道承受壓力較大而造成管道破損;如果設(shè)計(jì)壓力偏高，可能造成管材采購(gòu)成本和維護(hù)成本增加。（2）應(yīng)明確輸送介質(zhì)的物料特性。如果輸送介質(zhì)溫度較高，就應(yīng)該使用耐高溫的材料，并對(duì)管道進(jìn)行柔性分析;若管道輸送介質(zhì)具有腐蝕性或者生產(chǎn)階段需經(jīng)常使用腐蝕性物料清洗管道時(shí)，應(yīng)根據(jù)腐蝕特性選擇相應(yīng)的耐腐蝕材料;當(dāng)管道輸送高度危害或極度危害介質(zhì)時(shí)，即便生產(chǎn)工況為常壓或真空，金屬管道或鋼襯管道的設(shè)計(jì)壓力也應(yīng)不低于2.0MPa。（3）選擇合適的管徑。管徑可由管道體積流量和流速確定，輸送可燃有毒介質(zhì)的物料，應(yīng)適當(dāng)放大管徑使介質(zhì)在安全流速范圍內(nèi)輸送。（4）注意環(huán)境對(duì)管道的影響。例如，經(jīng)常受陽光照射的液體輸送管道上設(shè)計(jì)一個(gè)小口徑的安全閥，防止管道受熱膨脹產(chǎn)生的高壓使用管道兩端的閥門發(fā)生內(nèi)漏;又如，布置室外的工藝水管增設(shè)絕熱層防止管道在冬季結(jié)冰。

2.2泵的管線設(shè)計(jì)安裝

（1）泵的進(jìn)口管道應(yīng)盡可能短、少拐彎，不應(yīng)存在“氣袋”，管道應(yīng)滿足泵的“汽蝕余量”的要求;（2）泵前安裝有過濾器的，過濾器應(yīng)有濾芯抽出的空間;（3）對(duì)于水平吸入的離心式輸送泵，當(dāng)泵入口處有變徑時(shí)，應(yīng)采用偏心異徑管。當(dāng)管道從下向上進(jìn)泵時(shí)，異徑管應(yīng)頂平安裝，當(dāng)管道從上向下進(jìn)泵時(shí)，異徑管應(yīng)頂平安裝，并在低點(diǎn)設(shè)置排凈，但當(dāng)輸送介質(zhì)含有固體或漿料時(shí)，偏心管應(yīng)底平安裝;（4）為防止泵出口液體倒流引起泵的葉輪倒轉(zhuǎn)，泵出口宜裝有止回閥;（5）泵出口管道一般都需要變徑，當(dāng)泵出口在泵體上部時(shí)，出口管道上應(yīng)安裝同心異徑管;當(dāng)泵出口在泵體側(cè)面時(shí)，可參照泵進(jìn)口偏心異徑管的設(shè)置形式;（6）泵出口壓力表應(yīng)安裝在泵出口與第一個(gè)切斷閥之間的管道上，壓頭朝向操作面便于觀察;（7）輸送介質(zhì)溫度大于200℃時(shí)，應(yīng)在泵的出口閥（組）前后設(shè)置小流量回流的暖泵管道，（8）輸送液化烴、液氨、液氯或處于泡點(diǎn)狀態(tài)的液體，應(yīng)設(shè)置平衡線防止進(jìn)泵液體產(chǎn)生蒸氣或氣泡造成泵汽蝕。

3、化工工藝管道安裝質(zhì)量控制措施

3.1貫徹實(shí)施相關(guān)焊接檢測(cè)制度

化工管道的焊接施工應(yīng)按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行焊接檢測(cè)，檢測(cè)人員可應(yīng)用無損檢測(cè)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，如果發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理，在確保管道焊接質(zhì)量在規(guī)范范圍內(nèi)，方可進(jìn)行下一施工程序。同時(shí)，管理人員也需要不斷強(qiáng)化自身監(jiān)督管理職責(zé)，以保證化工管道焊接作業(yè)質(zhì)量的提升。

3.2底層焊接

氬弧焊是管道底部焊接作業(yè)中應(yīng)用最為廣泛的焊接技術(shù)，該技術(shù)是自管道底端向管道頂端進(jìn)行焊接，焊接過程中利用角磨機(jī)對(duì)接口及接縫部位進(jìn)行打磨，在焊接過程中應(yīng)確保焊縫均勻焊透，滿足焊透性要求。為了保證焊接質(zhì)量，在焊接過程中，相關(guān)工作人員應(yīng)特別注意以下幾個(gè)方面：①焊接前要進(jìn)行試焊操作，同時(shí)，要對(duì)氬氣的純度進(jìn)行檢測(cè)，觀察其否符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并防止雜質(zhì)的摻入;②為了減少風(fēng)對(duì)焊接過程的影響，在焊接作業(yè)時(shí)應(yīng)設(shè)置擋風(fēng)板，將外界影響降到最低;③在底層焊接完成后，應(yīng)對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，避免之后或使用時(shí)出現(xiàn)裂縫等問題。

結(jié)束語

綜上所述，作為一名合格的管道設(shè)計(jì)師根據(jù)介質(zhì)不同的壓力、溫度、毒性和防爆等性能確定管道等級(jí)而選用不同的材料，它是設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。金屬材料與非金屬材料性能都要了解，尤其要重視淘汰的材料。管道設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范要熟悉，管道布置的空間感要強(qiáng)，管道組成件的使用、布置原則要記，材料統(tǒng)計(jì)要細(xì)。還要熟悉管道施工程序、材料使用、焊接和檢驗(yàn)要求等。

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（作者身份證號(hào)碼：13010219710303035X）