石油化工裝置中襯里管道的工程設計探究

高國社

（陜西建工安裝集團有限公司，陜西西安 710000）

0 引言

伴隨我國化工技術水平的逐步提升，此時石油化工領域產生了諸多的工藝原料以及新型化產品，這就不可避免地要處理諸多具備腐蝕性或含固體顆粒較多的中間雜質，比如酸、堿、腐蝕性氣體等等。傳統意義上的碳鋼金屬管道已經很難契合輸送的標準，而特殊的高合金鋼又會不可避免地增加工程費用。如今，我國廣泛采取襯里管道，把碳素鋼管當作重要的基體，在鋼管的兩側聯結法蘭，又在鋼管內壁以及法蘭端面放置塑料。由于襯里管道的費用支出較少，同時又具備較佳的抗腐蝕性，以及流體阻力相對較小等優勢。于此，本文將詳盡地闡述石油化工裝置中襯里管道的工程設計要點，希望能夠給同行帶來一定的參考價值。

1 合理選擇襯里管道材料

某催化劑生產設施的尾氣內，包含HCl、NH3、顆粒物等重要組成部分，若污染物內的部分含量超標，那就要為其提供專業化的廢氣處理方法。這一尾氣處理技術及相關的工作人員運用循環漿液以及補充水，仔細地對煙氣予以濕式洗滌，將氨氣溶解于補充水內，進一步產出堿性氨水溶液，接著再將25%的稀硫酸溶液當作脫氨吸收劑，促使漿液以及稀硫酸完成酸堿中和反應。在這一項目中，酸、堿會進行化學反應，而酸、堿都具備相應的腐蝕性。不僅如此，廢氣內的細微顆粒物同樣會進行持續濃縮，進而被洗滌下來變成漿液，漿液內的顆粒物很容易磨損到金屬管道內壁。這一漿液內還包括一定的Cl－，具備較強的滲透屬性，所以很容易導致金屬應力受到腐蝕。而這個時候碳鋼襯里管道的優點就會被顯現出來，不過相關的工作人員也要依據項目關乎化工介質屬性，實操情況以及材料組成部分等因素，最終確定實用性最高的襯里材質。因為這一項目內的H2SO4、漿液都是比較普遍的化工介質，其操作溫度以及都較低，所以可以達到要求的襯里材質比較多，例如襯PP 管道以及襯PO 管道等等。出于成本等方面的考量，優先選取費用支出最低的襯PO 管道。

2 工程設計要點分析

2.1 布置襯里管道的要求分析

在設計襯里管道的過程中，不僅要契合流程方面的需求，同時還要依據傳輸介質的壓力、溫度、流體屬性外，同時還要進行整體的統籌規劃，達到施工、操作、養護等方面的需求標準，具體要求如下。

（1）相關的工作人員要確保襯里管道沿著地面或者架空進行鋪設，在條件允許的情況下，還可以鋪設在坡度不低于2‰的管溝之中。在布局管線的過程中務必要設置一定坡度，防止介質在管道中聚集，管道也要這盡可能實現“步步高”或“步步低”無袋型布局，不然就要依據相關的操作及檢修需求設置放空。

（2）針對襯里管道內的法蘭，最好不要放置于裝置、機泵的上端，防止對人身或者設備帶來不利的威脅，必要時還要在法蘭連接位置加設一定的安全防護設施。

（3）襯里管道需充分地考量支承點的實際方位，最好安置于法蘭接頭以及閥門周邊，同時還要盡可能采取卡箍型支吊架。如必須采取焊接型，那就可以在襯里施工前進行施焊。

（4）若要在多層管廊上傳導腐蝕物質，那么就需要將非金屬襯里管道設置在下端。

（5）盡量不要讓襯里管道和高溫管道靠在一起，同時也不應設置于高溫管道上端產生熱影響的地方。襯里管道不可貼近無保溫的熱介質傳輸通道，減少對襯里的磨損。

2.2 合理設置襯里管段長度

較之于普通鋼質管道，襯里管道具備一定的特殊性。在設計前，相關的工作人員需要提前與管線供應商展開合理對接，由此明確管線的最大直徑及最小直徑。除此之外，還要預先給設置管線朝向以及制作三維模型奠定基礎，在實際操作時，不允許任意地切分或者焊接襯里管線。由于襯里管道的均是交由都是專業的制造廠制作完成的，其管道和管道間、管道和管件間，乃至于管道和儀表間均是利用法蘭予以聯結的，所以，為了防止后續出現頻頻維修的問題，在設計的過程中就要充分考量活動管段，即又稱作調節段，利用上述調節段能夠有效地減少施工期間產生的誤差，值得注意的是，該調節段要在完成施工現場的測量后方可加工安裝。在設計階段，安置調節段也具有一定的要求，通常條件下管線的方向變化會影響調節段的數量，而調節段的直徑以及具體方位就要根據管道情況而設定。具體如下：

（1）針對一個調節段的情況，管線只允許在單個方向上挪動，不允許出現彎頭變更方向。

（2）針對兩個調節段的情況，若管線存在一處彎頭變更方向，那么就出現了兩處方向的間隔，此時就要求設定兩個調節段。除此之外，若管線在相同平面內存在兩處彎頭改變方向，此時就只要求安置兩個調節段。如果管線在同一個平面中至少有三個彎頭變更方向，那么也只要求設定兩處調節段，相關的工作人員可以根據現實條件設置調節段方位。在選取調節段時，要率先選擇可以和設備連接的地方，然后再選取和管件連接的位置。

（3）針對三個調節段的情況，若在傳輸管線的過程中，存在至少兩處彎頭變更管道方向，而且上述管線并非在相同平面上，此時就要設定三處調節段。總而言之，不管管線直徑長或者短，抑或者無論管線內存在幾處彎頭，如果要在各個方向設置管線，那么就觀察其存在幾處方向，此時就能夠進一步明確調節段的設置數量。

2.3 合理處置襯里管線內的墊片

相關的工作人員在設計聚四氟乙烯襯內管線的過程中，考慮到一些連接位置不要求提供墊片，所以在其法蘭密封一側內附著一定的襯里層，操作人員可以增設充足的緊固力，如此一來就可替代墊片進行密封處理，不過在連接襯里管線以及其他管線或裝置時，為了提升密封的程度，可以安裝一定的墊片。不僅如此，若在襯里管線內要求在時常拆除儀表，那么為了確保襯里層不遭到磨損，此時就要裝配一定數量的墊片。主要包括如下幾種情況，具體如下：

首先，在聯結聚四氟乙烯的襯里管線以及搪玻璃襯里裝置的情況下，要求相關的工作人員采用一定數量的墊片，且該墊片要求由設施生產廠或者管線廠商供應。其次，在聯結襯里管線和石墨襯里裝置的過程中，同樣要求采用一定數量的墊片。最后，在聯結襯里管線與儀表的過程中，為了有助于后續的檢查養護，在如下幾種情形下要采取焊接支架的方法：①若豎直管線支架屬于承重架，那么為了增強實際的承重效果，相關的工作人員最好要采取假腿式樣的焊接管架，且需要根據管徑尺寸以及支架受力狀況來決定最終假腿的數量。通常條件下，如果受力過大，就要使用兩個假腿作為主要的支撐，如果受力偏小，那么只需要采用一個假腿；②若管架處在彎頭位置，那么不管管徑尺寸如何，都需要采取假腿式焊接管架作為主要的支撐；③若水平管線上要求固定支架，為了增強固定管線的效果，也優先采取假腿式焊接管架作為主要的支撐。除此之外，若管線攜帶任一處焊接支架時，此時都要將管線單管圖交由專業廠家，且要詳細繪制單管圖管架圖，仔細標明管架大小，方位以及樣式，如此一來有助于材料廠商盡快預焊好支架。

3 其他問題分析

首先，由于襯里管線通常都是轉移部分腐蝕性較強的流體，而考慮到襯里層具備一定的滲透性，如果管線內附著大量具有腐蝕性以及滲透性的介質，那么這些物質很快就會下滲至襯里層外層，進而在短時間內損壞外層的碳鋼管道，長期以來，就會引發嚴重的管線滲漏問題。為了防止外層碳鋼管道遭到侵蝕，此時管材廠商通常會在金屬外側打開一個放空口，如此一來，就能夠定期釋放出滲透介質，進而避免腐蝕性介質在其中大量聚集，緩解管線受腐蝕的程度。除此之外，在設置放空口的過程中，往往需要依據管段直徑予以操作，若管段直徑小于457mm，那么只要提供一處放空口，且要將放空口設置于管線中間，若管段直徑超出457mm，此時就要求設置兩處放空口，而放空口的位置需貼近兩端的法蘭。值得注意的是，在平日里該放空口需用絲封堵著。除此之外，為了避免非金屬管道在傳輸流體的過程中引發一定數量的靜電，而在長年累積下就會留下火災的隱患。在制作襯里管道三維模型的過程中，其放空口以及接地極不會在模型中呈現處理，是不體現在模型中的，所以相關的工作人員務必要合理設置支架方位，盡可能繞開放空口和接地極。

其次，在設計襯里管線期間，還要求仔細布局夾式蝶閥，為了便于操作蝶閥蝶板，此時要確保夾式蝶閥不要和彎頭進行連接，由于彎頭位置的壁厚相對較厚，因此在貼近彎頭一側時要仔細注意直管。最后，在聯結襯里管道以及搪玻璃裝置管口的過程中，若管口存在閥門或要求時常拆卸儀表件，此時盡可能不要讓這一閥門或儀表件和裝置管口進行聯結，而是要在管口位置增設一定長度的短管，接著再聯結閥門或者儀表。如此一來，就能夠合理維護設備管口的襯里層。

4 結束語

綜上所述，本文對配管設計過程中部分經驗進行簡要總結，希望能夠給有關人員提供一定借鑒價值。相比普通的金屬管線，設計襯里管線的難度系數相對較高，在設計的后續環節，不但要謹慎地與材料廠商進行總材料上的確認，同時還要保證各個單管圖材料的使用可靠。同時要在各個設計環節中，充分考量各種影響因素以及基本技術條件，由此確保后續管道安裝的順利以及管道投入運作的科學高效。