化工工藝管道的安裝與維護研究

王 崇

（吉林夢溪工程管理有限公司，吉林省吉林市 132000）

化工行業是我國國民經濟中的重要構成，每年生產了大量生產生活所需的化工產品。化工生產具有高危性、復雜性，生產要素較多，工藝管道是其中的一個方面。根據化工企業的生產經驗，工藝管道關乎生產安全、產量與效益，為促進生產現代化、標準化，保障產量提升效益，化工企業開展工藝管道安裝與維護極為重要。一些化工企業在化工工藝管道安裝與維護方面存在諸多問題，嚴重干擾了生產活動，未來為實現高效、安全生產，需創新化工工藝管道的安裝、維護。

1 化工工藝管道設計

1.1 管道參數設計

參數設計是工藝管道設計中的關鍵任務，設計效果與生產安全息息相關，通過科學的參數設計能提升工藝管道的運行安全性。管道參數設計中，需考慮諸多因素以保障每個參數的合理性，避免任何一個參數設計不當引發的生產事故。溫度、壓力是比較常見的管道參數，一些化工企業經常因為溫度或者壓力參數設置不合理影響生產，為減少參數問題引發的事故，應重視工藝管道參數設計。

1.2 管道材料及等級設計

化工企業的生產中依據管道內部的承壓大小，有高壓管道和低壓管道兩種，兩種管道在溫度、壓力等方面不同，在工藝管道設計中需考慮這些差異，以保障在不同情況下合理選擇管材與連接方式。如壓力等級相同、材質不同的情況下，針對螺栓與閥門一般應選高材質材料，法蘭和墊片可根據具體情況選擇材質相對較低的材料；材質相同、壓力等級不同的情況下，閥門、螺栓、法蘭和墊片等各類配件應選擇高材質材料，以保障管道運行的安全性與穩定性；材質、壓力均不相同時，閥門、螺栓最好在高壓一側選用高質材料，法蘭、墊片最好在低壓一側選擇低質材料[1]。

1.3 管道安全性設計

化工工藝管道的安全性設計就是要嚴格遵循安全設計標準，從安全角度優化設計，設計人員需根據化工生產的具體特征，選擇合適的管道材料，一般應選用抗腐蝕、耐摩擦管材；在管道有關位置加設警報系統，后續工藝管道運行出現問題時該系統發送警報提醒有關人員注意處理，避免問題進一步擴大；管道系統內設置聯動閉鎖裝置，當管道某一位置有泄漏情況時，該裝置起隔離作用，控制事故影響范圍。

1.4 塔與容器管線的設計

化工生產中的工藝管道在工藝設備間起連接作用，各類工藝管道與各類塔、容器都有緊密聯系，為提高工藝管道設計水平，在設計時也需關注塔與容器管線的設計，嚴格遵循有關的設計規定。塔與容器管線設計包含分餾塔與回流罐之間的管線設計、分餾塔與汽提塔之間的管線設計。前一個設計需把握調節閥位置，因為分餾塔運行中控制塔頂壓力借助熱旁路，在調節閥位置確定時需考慮熱旁路不足的現象；后一個管線設計任務中的調節閥以調節閥組形式存在，一般設置于臨近汽提塔附近，通過科學控制調節閥組可保障管線介質的高效運輸[2]。

1.5 泵的管線設計

化工工藝管道設計中，泵入口管線的設計也是需要引起注意的地方，一旦設計不合理將導致泵入口管道路段的氣體聚集，長此以往增大了生產的安全隱患。因此，泵管線的設計中，應考慮諸多設計要求：所采用的入口支架應為可調節式，后續管道運行中自動根據實際情況調節入口高度與角度；入口管道與閥門裝置設計在泵的前端偏側一方，設計時考慮管道內氣體阻塞問題，采取頂平安裝預防氣阻問題；主要管道選用柔韌管道。

2 化工工藝管道安裝要點

2.1 安裝準備

化工工藝管道安裝的專業性強，安裝工作中有諸多交叉環節，為提高安裝的質量水平應做好充分的前期準備，為后續安裝作業創造良好的條件。安裝準備階段的工作主要為：①材料準備。確保工藝管道安裝時的材料符合質量規定，嚴禁使用劣質材料，安排有關人員檢查和驗收材料，不僅要保障材料的質量，還需提前根據各個環節的安裝要求制定材料配備計劃。②人員準備。開展崗前培訓，保障參與安裝工作的相關人員掌握焊接操作規范、安裝技術標準等，提高人員專業素質，避免后續出現安裝失誤等現象，對有特殊規定的崗位人員應采取準入原則，如焊接人員要取得焊接資格證，熟知各種焊接工藝并有豐富的焊接經驗。③技術與組織準備。制定工藝管道安裝的技術方案、組織管理機制，保障技術措施與組織措施的全面對接，由專業管理部門統一執行技術與組織管理，協調各項任務。

2.2 閥門安裝

化工工藝管道的安裝任務艱巨，存在許多安裝工作，閥門安裝是其中的一種。化工企業的生產中，閥門安裝的工作量大，需投入較大的人力與物力資源，為提高安裝效率與水平，相關部門應保障不同安裝環節的高度銜接。閥門安裝時應考慮后續的管理與維護便捷性，通常情況下需將閥門安裝于顯眼位置，手輪間隔距離為100mm。閥門多為水平安裝，為避免閥桿朝下的現象，應嚴格遵循水平安裝的規定。市場上的部分閥門重量偏大，利用人工無法完成安裝作業，配備專業機械將閥門吊起再安裝。綜合來看，閥門安裝中應注意以下方面：安裝時應錯開處理，嚴禁多個閥門同時安裝，科學控制管道間距；閥門存在功能差異，安裝中考慮這些差異，對于運輸有毒或者易燃易爆物質的工藝管道，采用管口直連方式；消防閥安裝應考慮現場情況，從安全性、便捷性角度選用分化安裝方法，盡量將其安裝于控制室后面；如果未有明確的安裝規定，智能閥門應選擇水平安裝；調節閥應安裝在便于操作的地方，不得隨意變更位置。

2.3 泵的安裝

化工生產中泵的功能突出，工藝管道安裝中不可忽視泵的安裝，此安裝環節為一個循序漸進的過程，為達到最佳的安裝效果需綜合考慮各種要求。由于泵的特殊性，不論何種類型的泵在安裝時都要遠離火源，泵口中心線處于中間位置且兩端線口要對齊；泵與泵之間的距離需控制，一般此間距需在0.7m以上，如果現場為雙排布置的方式，2個排泵上的端口應處于水平條件，且泵口之間應預留恰當的通行距離；化工生產作業中所采用的泵，一些為室內安裝，室內泵安裝時雙排泵的距離不得小于2m，離地距離大約為100mm；化工企業的生產作業中泵處于高強度運轉條件，為避免泵故障影響生產作業，應多配備幾個備用泵，這些備用泵不得安裝在主泵之間；泵的進口位置安裝切斷網，關鍵情況下切斷網發揮阻隔與緩沖作用；吸入管長度也是泵安裝時需關注的一個指標，吸入管長度不能過大也不能過小，應將其控制在合理范圍內[3]。

2.4 壓縮機的布置

化工工藝管道安裝作業中，也需注意壓縮機的布置，需保障布置位置的合理性，以從根本上減少彎頭數量。壓縮機布置時提前做好準備工作，在不影響后續檢修工作的前提下組織安裝作業。由于化工生產的特殊性，壓縮機安裝時一些為獨立安裝，一些為并排安裝，不同的安裝方式下有對應的安裝要求，如并排安裝多個壓縮機時，需將管道設備安裝于管道的上部區域，以方便后續工作。如果現場管道操作平面的距離過高，一般需增設一個操作平臺，無特殊要求的情況下使用可燃氣體壓縮機，將其安裝于露天環境。壓縮機原理如圖1所示。

圖1 壓縮機原理示意圖

2.5 穿越型管道預留預埋

化工企業中的工藝管道許多為地下鋪設，現場環境相對復雜且惡劣，地下鋪設涉及穿越安裝，安裝工作中需按照有關的技術規定實施預處理，實現管道防護，主要包含以下兩種方式：①管道接頭處為鋼制套管時，應選擇恰當的材料實施填充處理，但一些安裝環境的濕度較大，應設置環縫，除使用水膩子開展填充處理外還需開展防水作業。當有特殊的防火要求時，選用防火材料封堵環縫。②管道安裝屬于預留預埋情況時，安裝工作中的裝置套管與管道之間一般不采用焊接連接工藝，因為焊接時易損壞管道，因此應利用咬口方式完成連接，使用鋼筋固定管道。

2.6 工藝管道安裝連接

化工工藝管道的安裝中，管道連接處理十分重要，連接處的處理效果關乎管道在生產中的作用，實際的處理中應選擇先進的技術與工藝，以提高連接部位的整體質量。化工工藝管道的連接中主要有以下工藝：①法蘭連接。化工工藝管道中法蘭連接相對常用，利用這一連接工藝時應確保法蘭與工藝管道中心線相垂直，使法蘭與管道之間接觸面的密封性達到要求。一些化工工藝管道采用法蘭連接時，未保障法蘭與管道中心線相垂直，在此情況下需使法蘭與管道的接合縫隙更均勻，再開始焊接作業。②管道焊接。焊接是化工工藝管道中較為常用的連接方法，焊接質量與管道安全相關，焊接作業前需在管道接頭部位加工出坡口，清理接口處的水、油、土等污染物，完全清理干凈后進入焊接處理環節。焊接工作中除了要選擇恰當的焊接工藝，還應根據焊接要求選擇焊接材料、控制焊接參數，開展規范化焊接作業。焊接作業結束后打磨焊縫，采用無損探傷檢驗焊縫質量，一旦發現質量問題及時返工修復。

3 化工工藝管道的維護

3.1 加強設計及施工環節的安全意識

針對化工工藝管道的維護需開展全過程維護管理，設計作為工藝管道的前期環節，應嚴格遵循設計規定，把控設計的各個細節，組織多個部門審核設計方案，不合理的地方需及時調整與優化，得到最為安全、可行的設計方案。后續施工作業應嚴格根據前期設計方案展開，開展規范化施工作業，如選擇管道材料時多方面考慮，綜合介質特性、管道壓力、溫度變化來選擇，從根本上把關管道材料，嚴禁使用質量不達標的管材，一旦化工工藝管道中使用了劣質管材，后續可能因為管道破損、可燃物泄漏出現火災或者爆炸事故；管道口直徑與管道彎曲度要合理，減少拐彎節點；管道內壁應平整和光滑，表層不得有凸起；少用網格形式的配件，因為此類配件不利于提高管道的運行效率；遇到管道穿墻情況時加設防護套裝。

3.2 選用合適的防腐措施

化工企業的生產中，工藝管道所接觸的物質具有易燃易爆、易腐蝕特性。為避免管道運行中腐蝕造成的事故，需將防腐作為工藝管道維護的常態性工作，在日常的工作中要密切監督管道的運行與使用情況，采取有效的防腐處理措施。化工工藝管道中涂層防腐工藝較為常用，其中涂料防腐的應用范圍最廣，就是在管道內部涂抹一層防腐隔膜，用隔膜阻隔傳輸介質對管道的腐蝕。

3.3 預防振動

化工工藝管道的振動問題也相對常見，當工藝管道出現振動問題后，管道無法維持正常的運行狀態。因此，化工工藝管道的維護中也需重視管道振動的預防。當前市場上針對工藝管道振動預防有多種方法，增設減振裝置最為常用，就是在恰當的位置安裝減振裝置，利用該裝置減小振動。

3.4 操作規范

化工工藝管道投入運行后，運行過程中存在諸多不可控因素，這些因素都是管道維護中需重視的方面，如果缺乏對這些因素的把控，管道則無法正常運行，如溫度和介質流動速度異常的情況下工藝管道的運行風險加大。化工工藝管道運輸的物質具有特殊性，許多物質的危害較大，運輸時的要求較高，如運輸可燃性氣體或者液體時，應嚴格控制管道溫度，避免管道溫度超出標準引發爆炸事故；輸送冷卻介質時應保障輸送的連續性，冷卻介質輸送不能中斷，必要情況下安裝2條電氣線路，即使溫度波動異常也能及時采取控制措施。化工企業需定期清理管道上的污垢，避免污垢影響管道運行，清理時不僅需清理外部也需清理內部。總之，化工工藝管道投入使用后應制定操作規范，在工作中應嚴格執行操作規范與標準，避免操作不當引發的問題。

3.5 設置安全裝置

化工工藝管道運行中易出現各類問題，其中管道爆炸問題比較常見，針對這一問題，日常的維護工作中需在易出現爆炸的部位安裝安全閥，在易燃燒管段安裝防火閥。設置安全裝置是化工工藝管道維護中最為常見的方式，化工企業需根據其工藝管線的類型與特征，選擇合適的安全裝置，不同問題下選擇的安全裝置各有不同，需結合實際情況選擇，通過安全裝置減少安全事故，即使化工工藝管道運行中出現了安全問題，安全裝置可立即切斷閥與閥之間的連接點，避免相互作用。

4 結語

化工工藝管道的安裝與維護是化工企業的關鍵任務，這些工作的專業度高，為提高安裝維護水平，應根據企業的實際情況選擇恰當的工藝技術，制定更為完善且科學的監管制度，促進生產的高效推進。未來每個化工企業都需重視工藝管道的安裝與維護，增大在這些工作中的技術、人員、設備等配備，促進企業的長遠穩定發展。