石油化工裝置管道設計中的安全問題分析

金球峰 王心彤

摘要：科技的進步，促進人們對能源需求的增多。石油化工原料多具有有易燃易爆等危險特性，所以在其運輸的過程之中，安全性是一個非常重要的問題。石油化工裝置的管道設計直接影響裝置的運行效率與安全性。為此，優化管道設計顯得尤為重要。本文就石油化工裝置管道設計中的安全問題展開探討。

關鍵詞：石油化工裝置;管道設計;安全問題

引言

當前，國內石油化工裝置管道設計雖然也是密閉的，但因受很多因素的影響，很容易出現意外情況，比如受腐蝕、老化以及管道內、外應力突然增加等原因造成破裂泄露，泄漏的易燃、可燃化工原料一旦遇明火、靜電等點火源都有可能造成爆炸，有毒物化工原料泄露，也會給周圍的人造成傷害。為避免這種情況，本文特意對其進行了解，找到有效解決方法，希望能提高管道設計的安全。

1石油化工裝置工藝管道設計原則

在石油化工裝置工藝管道設計中要全面遵循安全性原則，能有效滿足高效化分解傳輸油化產品應用需求，做好管道維護檢修，便于相關管理人員展開各項操作，對各設備之間產生的干擾問題進行控制。技術人員首先要做好管廊設定，對管廊附加余量進行控制，設計余量能促使化工廠穩定運行。此外，還要對安全閥合理設定，借助安全閥對管道進行針對性控制。泵入口在設定中要綜合反應泵的具體變化情況，提高泵的穩定性。工藝管理安全設計方面要針對性分析地域要素，全面突出工藝管道具體價值。在石油化工裝置工藝管道設計中要參照全面性原則，要對影響管道應用的各項要素綜合分析，在判定管道今后應用需求基礎上擬定可行度較高的設計方案。當前要對管道進行合理設計，滿足石油化工裝置工藝流程的要求，在設計階段要綜合分析各項設計方案，對各項可行性方案合理論證。在設計階段要全面滿足各項法律法規要求。做好管道設計組織工作，依照行業具體發展現狀設定對應的設計標準，各個部門之間相互協作，提高管道設計規范性。

2石油化工裝置的危險因素

2.1池火與爆炸事故危險因素

易燃易爆是石油化工原料及產品最為顯著的特征。如果按照致因及危害程度，可將石油化工存在的危險分為池火事故和爆炸事故這兩種，其中池火事故指的是可燃性液體泄漏，在遇到明火后發生的爆炸事故;爆炸事故則是易燃易爆材料泄漏或過分堆積，在與助燃物質混合處于其其爆炸濃度后遇點火源產生的劇烈膨脹，同時對周圍介質做機械功，并伴隨有強烈放熱、發光和聲響的效應。當然，無論是池火事故，還是爆炸事故，都會造成無法挽回的經濟損失與人員傷亡，甚至影響社會關系穩定。

2.2中毒因素

石油化工產品多為有毒物質，它能從人體肌膚和口、鼻中進入人體，產生對人體有危害的物質，這些物質可能對人體健康造成損害甚至產生急性中毒事故。所以，管道設計的安全是確保周圍工作和居住人員人身安全的重要保障之一。

3石油化工裝置管道防護失敗的原因分析

3.1機械對管道的破壞

機械破壞管道的原因有很多，比如管道所處地的溫度過低，造成材料溫度低于脆性轉變溫度，導致其失去韌性，繼而產生脆性斷裂，最終破損，產生氣體或者是液體的泄露。另外，管道還可能因外力撞擊、架空承重柱體地基不穩定等原因產生外應力導致管道破裂泄露造成事故。

3.2腐蝕損壞

石油化工裝置管道腐蝕會在很大程度上破壞管道的安全性。石油化工裝置管道所處的環境因周邊工藝環境、大氣環境等原因多具有腐蝕性特征，這時如果因管道材料防腐性能不達標，長期腐蝕環境下導致管道發生腐蝕損壞，均可能造成化工原料泄露。導致石油化工裝置管道出現腐蝕的因素較為復雜，腐蝕大致可分為干、濕腐蝕兩類。濕腐蝕指金屬在有水存在下的腐蝕，干腐蝕則指在無液態水存在下的干氣體中的腐蝕。由于大氣中普遍含有水，化工生產中也經常處理各種水溶液，因此濕腐蝕是最常見的，但高溫操作時干腐蝕造成的危害也不容忽視。

3.3密封失敗導致管道受損

要保障石油運輸沒有泄露，必須要保證管道銜接的密封性良好。而在作業過程中，工作人員操作不規范或者是粗心，極有可能造成密封不徹底，導致其安全性降低。另外，管道在移動過程中會對密封效果產生影響，造成自身安全性降低。所以，在管道安全設計中，加強其密封性是確保管道設計安全的重要方法之一。

4提高石油化工裝置管道安全設計的策略

4.1合理設置管道支架

對于管道支架的設置，可以說是整個管道設計之中非常重要的靈魂所在。如果管道支架的設置不夠合理，或者是沒有考慮全面，在管道投入使用的過程之中，極容易出現事故。在進行相關設計的時候，設計人員需要注意以下幾個方面的問題。第一是整個管道支架設置的承重性，一定要對于管道支架設置的承重性進行考量，確保在整個石油管道投入使用過程之中，管道可能運行的最大承重，在相應管道之下所能承受的范圍之內。第二，在進行管道支架設置時，也要注意承重支柱施工地區地基承載力以及與常用運輸通道的防撞擊安全間距問題。第三管道支架也要盡量減少對于吊架的使用，要因地制宜，根據現場的情況進行最科學合理的設計。

4.2管道線路設計及管材選用

在石油化工工藝管道設計中要注重做好管道線路設計，當前為了使得工藝管道設計能最大程度滿足應用要求，要對石油化工裝置管道設計中存有的環境問題進行分析。管道線路的走向在滿足工藝流程和安全生產的基礎上，要考慮經濟性（節約管件管材，較大管徑和較貴重管道盡量短）、美觀性（管道改變標高或走向時，盡量做到“步步高”或“步步低”，避免形成“氣袋”、“液袋”或“盲腸”）、還要符合膨脹和柔性設計要求，便于維修（考慮到管道和設備的組裝、拆卸和支承）。管道材料應根據管道級別、設計溫度、設計壓力和介質特殊要求等設計條件，以及材料的耐腐蝕性能、加工工藝性能、焊接性能和經濟合理性等選用。選用的材料應具有足夠的穩定性，包括化學性能、物理性能、耐腐蝕性和抗疲勞性。管道材料應符合工藝條件和專利商的要求。壓力管道組成件所用材料選用國際標準或國外標準時，應符合國外壓力管道規范允許使用并已有使用實例的材料，并且該材料性能不得低于國內類似材料的有關安全技術規范及標準要求。在線路設計中要優選針對性的設計模式，在設計中突出性價比要求，當管道應用性能不合理，安全指數較低，將會導致裝置應用周期縮短，對管道應用效益具有較大負面影響。

4.3預防管道機械損壞

預防石油化工裝置管道機械損壞，優化管道安全設計的策略如下：（1）避免低溫脆性裂變當液化氣體的氣化反應強烈，或者管道所處環境溫度低于20℃時，需優選低溫高性能材料。（2）避免高溫損害管道設計中，要加大溫度管控力度，避免溫度過高導致管道材料的損害，產生蠕變失效的問題。為此，可選擇合適的管道材料，并增加膨脹節，確保管道的安全運行。（3）管道布置應考慮與主要運輸通道的安全間距，確保空高能夠滿足消防及日常運輸車輛通過的要求，如設置管道支撐，應考慮支撐柱體的承載能力及所處位置地基的地基承載力并在施工過程加以考慮（4）消除疲勞損害管道會隨著使用年限的增加，在高溫影響下出現斷裂問題。所以在管道設計時，要注重抗疲勞設計的效果，以延長管道使用壽命。同時，在管道投入使用過程中，定期檢查管道性能。

4.4預防管道腐蝕損害

造成管道腐蝕破壞的條件比較復雜，原因也很多，要想解決這一問題，就要在選材上下功夫。一方面，要確保材料的耐用性和抗腐蝕能力，另一方面，也要對管道的情況實時監督，一旦發現問題，要及時解決并上報，這樣才能將損失降低到最低點。綜合考慮外界因素，減少腐蝕對管道的影響，并注意局部腐蝕，這樣能保證管道安全。

結語

綜上所述，優化石油化工裝置管道設計，可以降低安全事故的發生率，增大化工生產的安全系數，最終維護公眾生命財產安全，具有極大的推廣應用價值。

參考文獻：

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