石油化工工藝管線安裝關鍵技術的研究

胡明雷(中油吉林化建工程有限公司，吉林 吉林 132000)

0 引言

管線是運輸原油和天然氣的最有效的方法之一。但是，由于多種因素會影響管線的風險水平，一些可能發生的管線故障會對人類的財產，人類健康和環境造成不良后果。例如，在石油化工工業生產中，由于管線造成的漏油是一個非常常見的問題[1]。為此，管線風險管理是石油和天然氣公司的主要關注點。為了更好地保護管線免受損壞，讓石油化工管線使用壽命更長，要結合石油化工工藝管線安裝的多項內容，更好的完善關鍵技術，提高工作效率與工作質量。

1 石油化工工藝管線安裝參數詳解

常規意義上，石油化工工藝管線由單向玻璃纖維增強塑料(GRP)子層通過濕式多回路纏繞形成的外部承載層與高密度聚乙烯的內部密封層結合在一起[2]。這些管線都構造了可拆卸接頭和永久接頭，三通和其他零件，確保在高達200bar的壓力下，石油化工工藝管線系統的可靠運行。為了避免設計復雜性，設計標準是在給定最大約束的情況下，使管線的振動幅度最小，從而使內部法向應力最小。因此，管線安裝技術參數(如高度、間距、環境參數)要遵循國家行業規范，化工管線成排布置，還要結合實際，合理布置，制定管線安裝方案。

具體地工藝管線安裝參數為：首先，確定管線間距時應考慮管線焊接、安裝保溫層和關鍵部件的影響，管線突起間距不得小于25mm；其次，如果管線沒有保溫層，沒有過多的裝配安裝，管線間距應大于50mm，滿足管線焊接和檢驗的要求，為了控制管線的橫向位移，可以適當增加管線間距；再次，在無特殊要求的情況下，化工管線一般架空敷設，穿越建筑物屋頂和墻體時，應將套管安裝在穿孔化工管線的外側，套管內的空隙應填充軟材料，以防止對化工管線造成損壞；另外，對于不能在套管內進行焊接的管線，應對頂管進行防雨罩保護，管線不能穿過防火墻和防爆墻；最后，為方便管線的卸壓作業，排氣口和出口應設在管線的最高點和最低點，其中排氣口的直徑不應小于15mm，排液口的直徑不應小于20mm，排氣口應設在管線彎頭附近物料流的下游[3]。

2 石油化工工藝管線安裝關鍵技術

2.1 石油化工工藝管線安裝準備

為了避免在后續安裝過程中產生不必要的問題，在石油化工工藝管線安裝前必須做好充足的準備，在實踐中經常遵循的順序如圖1所示。首先，管線安裝圖紙通常很少提供有關管線布局的信息，所提供的資料通常只限于進入上升主管的入口處的位置。在這種情況下，工料測量必須決定管線的適當位置，并在各種圖紙上標示出來；其次，施工材料是項目完成的根本，在前言條款或工程規范中，可能會包括用于管線的材料的種類和質量的詳細資料、標準尺寸以及所列的其他有關資料。例如：彎頭、特殊接頭和連接件，以及配件，均在其所在的管線之外額外列出。在特殊接頭的情況下，應說明接頭的類型和方法，它們包括與通常在運行長度上發生的接頭不同的接頭，或與不同型號或材料的管線的接頭，與現有管線或設備的接頭。因此，按適當的標題分類管線，并以米為單位測量所有配件和分支，說明類型、公稱尺寸、連接方法和類型、間距和固定支架的方法，以及區分直管和彎管，其連接長度中的接頭，才可開始進行起卸工作[4]；最后，施工現場有許多準備工作，水、電、勞務等各種材料的需要，都是必需品，并在最大程度上保證了施工項目的穩定和安全。員工生活用品的準備工作也應齊全，保證水、電、路的安全。只有做好最基本的保障工作，確保員工生活中最基本的便利，才能最大限度地保證工程建設的順利開展。

圖1 石油化工工藝管線安裝準備流程圖

2.2 石油化工工藝管線閥門安裝

閥門和旋塞屬于管線輔助設備，在石油化工工藝管線系統中，需要通過閥門進行調節效果，即通過改變閥門設置(開度)來改變介質的質量、體積流量，這不僅與閥門調節特性有關，而且還與必要的附加因素有關。這些閥門用于隔離包含一個或多個管線的網絡(網段)部分，可以在不中斷整個網絡或大部分網絡的服務的情況下執行維護工作[5]。因此，對于管線閥門的安裝，要考慮到閥門的可操作性以及可維護性。在閥門的安裝和關閉之后形成的段，通過使用一種算法進行識別和表征，該算法基于使用與原始網絡的結構相關聯的拓撲矩陣，并且經過修改以考慮到(關閉)閥的存在。

2.3 石油化工工藝管線防腐技術

依據石油化工生產特點以及工藝管線的特征，需要在安裝過程中，對石油化工工藝管線進行防腐處理，以延長管線的使用壽命周期。由于石油化工工藝管線內外所接觸到的物質不同，因此，需要在石油化工工藝管線的內外采取不同的防腐技術。在管線外側，由于深度開采等原因，一般會采用電鍍防腐技術或者在管線外側噴涂緩蝕劑進行防腐。外部涂層為石油化工工藝管線提供了額外的機械強度，涂層的厚度取決于管線直徑和管壁厚度，通常為1.5～2.5mm。管線表面進行防腐處理后，要用自動噴丸機進行清洗，以達到規定的最小表面光潔度[6]。

在管線內側，主要通過兩種技術用作防腐蝕保護涂層：環氧粉末噴涂和擠壓成型。自1980年以來，由于其卓越的防腐能力，環氧粉末被引入管線防腐涂層中。在實踐中，對管線內側采用接枝極性基團改性的環氧粉末，這是因為環氧粉末具有良好的力學性能、改善的粘接性、良好的阻隔性、即使在高溫下也能耐大多數無機和有機化學試劑，且成本相對較低。在某些情況下，還可以將聚氨醋涂料用作第一層，以提高粘合性能。涂層由一層厚度較薄的環氧樹脂、一層改性聚丙烯共聚物的中間層和一層聚丙烯外層組成，稱為三層涂層。環氧樹脂具有很高的耐陰極剝離性和熱穩定性，其熔流行為有利于形成一層薄而均勻的薄膜。按照我國材料試驗協會規定的熔體流動速率(50～100dg/min，230℃，2.16kg)，使熔融物在使用過程中有良好的流動性。這種環氧粉末用低溫粉碎機低溫研磨，得到的粉末粒度一般小于300Lm。粉末用靜電槍噴灑在清潔過的管線內側，可以得到100～200μm的涂層厚度。

3 石油化工工藝管線安裝質量管理

3.1 石油化工工藝管線安裝變更問題

在石油化工工藝管線的安裝施工過程中，可能會發生工程變更。工程變更對生命周期過程有很大影響，是當今開發過程中并行性水平不斷提高的結果，主要是由于預料之外的情況遇到了固有的項目開發。在大多數情況下，變更影響可以部分預測，但變更可能會消耗1/3～1/2 的工程能力，占成本的20%～50%。因此，必須選擇合適的工程變更管理流程，降低工程變更帶來的影響。在這種情況下，通常在完成提供信息的上游活動之前就開始進行吸收信息的下游活動，根據新的需求進行更改、修改或更新。在實踐中，預測可能的變更行為是石油化工工藝管線安裝質量管理的一項重要任務。這就要求有一種適當的方法來確定變化的特征。過程包括廣泛的任務和活動，例如計劃所需物料、選擇供應商、采購、庫存管理和預測。因此，此過程不僅是簡單的計算機計算，而且還包括相關操作，不能固守老舊的方案，要隨著環境的變化而變化。大多數限于為特征變化提供定性和定量依賴值，最常用的方法之一是拉格朗日法。但是函數依賴使得分析能力更強，使石化工藝管線的安裝任務能在規定的時限內完成，但不影響最終使用。

3.2 石油化工工藝管線安裝質量把控

石油化工等現代安全關鍵型行業的一個明顯趨勢是，越來越依賴承包商和服務公司來進行運營。多個組織以不同的方式和不同程度的參與，提供石油化工所需的工具或設備，專業技術或特定服務。在石油化工工藝管線安裝中，多個組織參與涉及復雜性的增加，因為工作流程需要而其中具有不同專業不同組織，負責不同的區域和不同的安全文化。此外，由于短期合同和不熟悉彼此的員工以及他們不容易執行工作任務的環境，這種組織多樣性也可能導致更大的勞動力波動。可以說，朝著增加的組織間復雜性發展意味著對工作流程的結構和執行方式進行了若干改動，這可能對安全性產生影響。因此，必須在安裝過程中，嚴格把控質量關，采取必要措施，如重視質量檢查等，防止石油化工工藝管線安裝發生質量問題。

4 結語

綜上所述，石油化工管線的安裝需要注意管線的布局、閥門和防腐等問題，才能在根本上最大程度地消除因不當安裝而造成的問題，并有效提升石油化工工藝管線的安裝質量。此外，針對石油化工工藝管線安裝質量問題，本文還從安裝變更和質量管理兩個方面進行了闡述，進一步的解決了石油化工工藝管線安裝質量問題。