摘要：石油化工行业中，管道的设计是否符合标准规范要求，是保证装置安全生产运行的关键点之一。虽然文中对此做了一些探讨，但由于在实际设计及施工中，影响因素还会不断出现。这就需要设计者及施工方在工作中，要认真仔细，考虑周全，把问题消灭于萌芽之中，能把安全隐患降到最低。
关键词：石油化工；管道设计；危险因素；注意的问题
管道是石油化工装置的重要组成部分，管道在正常工作时，会受到各种因素的影响，从而降低了管道的安全性，所以在进行管道设计时，要把安全性放在第一位，严格按照规范标准进行设计，从而有效地避免机械破坏、腐蚀损坏和泄漏失效等现象。
1石油化工装置危险因素
1.1反应性危险因素
反应性危险主要指吸热反应和放热反应两种，但实际中，放热反应的危险程度比吸热反应更高，特别是使用强氧化剂的氧化反应、以有机分子作基础引进卤素原子的卤化反应和通过硝基代替化合物中氢原子的硝化反应，一旦在进行这些反应时发生事故，后果将不可预料。此外，在石油化工产品生产过程中，有些原材料有强烈的反应活性，如果不提高注意，稍微忽视就很容易发生安全事故。1.2火灾爆炸危险因素
石油化工原料及产品大部分都具有易燃易爆的特点，一般情况下可分为池火、爆炸。可燃液体泄漏遇明火，有发生池火灾事故的可能，易燃气体、油气粉尘等泄漏后与空气混合，达到易燃介质的爆炸极限时，遇明火或高温，有发生爆炸危险的可能。发生火灾、爆炸时，可能会造成人员受伤或财产损失。
1.3中毒危险因素
石油化工生产过程中的原料、半成品、成品、杂质大部分都有一定的毒性，可以通过人的口、鼻、皮肤进入人体的内部，从而导致人体的生理功能发生变化，轻则对健康造成伤害，重则直接危害人的生命。
2管道设计过程中易忽略的安全因素
在进行管道设计过程中，需要考虑的因素很多，安全因素就是其中最为主要的一项。如果忽略了管道的安全性，必将给日后生产运行带来不利影响。笔者根据自己多年来的实践经验，把管道设计中最容易被忽略的问题进行了梳理，以供参考。
2.1在管道进出装置界区的边界处安装截止阀，以供输入或者切断物料使用。并需要在阀门后安装盲板。某工厂由于一条氮气管线没有加装盲板，在进行装置检修时，由于误操作，导致氮气涌入容器，致使检修人员死亡。因此，在进行管道设计时，对一些安全因素必须充分重视。
2.2如果管道内输送的介质为易燃易爆型，则需要在管道外径边界处加装防静电措施，以防止由于静电过高而发生安全事故。
2.3在一些有毒、有害及易燃、易爆的物质容易发生泄漏的位置，必须要安装气体报警检测仪，以便随时对周边有毒气体的浓度进行监控，如果现场发生泄漏现象，报警仪就会予以警示，起到了提前预知及保护的作用。
2.4如果操作盘的温度很高，已经接近于介质的临界自燃温度，这时候，就需要对连接法兰设置蒸汽筛孔，以降低介质自燃的可能。
2.5对现场容易发生损坏的管道要及时加装保护装置。
2.6如果管道需要穿过防火墙等类似墙体，必须在说明文件中详细注明所用封堵材料的性质。
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3石油化工管道设计应注意的问题
3.1管道布置
关于管道的布置，是管道设计中的一项重要环节，对管道布置的要求一般要符合施工及操作的需要，也要满足检修、生产以及设备安装的整体要求。因此，对于管道的布置，必须要遵循以下原则。
3.1.1根据环境来布置管道。若管道内输送的介质很危险，且要穿过道路，则必须要对管道的高度进行要求，而且在管道经过道路的上方不得有阀门、法兰以及波纹管等设置。如果需要安装仅用于事故处理的阀门，则需要选择在便于操作的位置。
3.1.2管架空间要留有一定余量。一般管架的设计余量为10%至20%左右，但笔者从多年来的经验总结出，管架的余量设计应为20%至30%左右为佳。因为装置的运行，由于震动或者其他原因，通常会引起余量的不足或者改变。
3.1.3安全阀的布置。一般安全阀出口都连接着泄压总管，就可能产生逆流的情况。为了杜绝类似情况的发生，在进行安全阀出口管线安装时，需要进行角度的设计，一般角度以45°角为宜。这样，不仅可以防止介质倒流，还可以减少背压。如果安全阀的出口管低于泄压总管，就很容易发生积液现象。因此，就需要在管道较低的位置安装排放阀，以减少积液。如果环境温度较低，则需要进行防冻设计。
3.1.4夹套管。内管有焊缝时应进行100%的射线检测并经试压合格后才能封入外管，同时内管应使用无缝管件，此外，对于支撑块材质的要求，也需要与内管材质相同，同时支撑块不能妨碍内管与外管的热胀冷缩。
3.1.5泵入口管道的布置。泵的入口管线，要尽可能保持短且直，没有发生积液的可能。在需要变径的位置，需安装大小头管件。若管道输送介质较轻，则与泵的连接处以直管段为主，尽可能减少气蚀现象的发生。
3.2管架设计
管架的设计，在石化管道设计中也是不容忽视的。如果管架在设计中存在问题，管道就会在装置运行中发生断裂或者损坏，对管道的稳定运行造成严重影响。因此，在进行管架设计时，需要注意以下问题：
3.2.1 管道支吊架承受管道自重和外部荷载，支吊架是否设计合理决定了管道的安全性。支吊架设计数量不足将会增加管道一次应力或者过梁挠度，但如果只是一味的增加支吊架布置数量，无论是空间、生产还是经济等方面都不允许。因此在进行设计时，应将重点放在降低二次应力以及热推力上，以最少的支吊架数量来避免荷载的转移，减少对管道的束缚，为其提供一个变形的机会。其中，非刚性支吊架在管道应力分析中可以消除管系布置不当而产生的荷载，例如恒力支吊架可以消除刚性支吊架造成的失载。
3.2.2吊架的设置也是为了支撑管道。在实际应用中，它还可以起到稳定管道的作用。但由于吊架本身存在一定转角，针对同一条管道，吊架不可设置过多。如果在同一条管道上使用的吊架过多，必然会导致管道系统发生偏转，而使得管系稳定性降低。
3.3材料选择
石油化工管道材料特别是金属材料的选择，影响到管道安全、检修和技术改造等各个方面。使用不当的管道材料很可能导致爆炸或者引发其他安全事故，因此选择恰当的管道材料十分必要。管道的材料选择应根据设计温度、设计压力和输送介质的要求以及材料的性能和经济性综合确定。不同材料的法兰连接应选用不同的垫片，压力等级高的法兰采用金属垫片以承受较高的密封压力，低硬度法兰对应的螺栓应该选择高强度等级。
4、结束语
管道设计涉及到方方面面，与其他专业相关性强，是保证装置运行重要的一道屏障。合理的管道设计不仅能考虑到操作工况本身的影响，同时也能极大程度地考虑环境因素和各环节的相互作用。
参考文献
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[2]周长江.石油化工管道支吊架的设置及选用[J].广东化工,2013,08:154-155.
论文作者:苏苗印,张益,汪慧
论文发表刊物:《电力设备》2018年第7期
论文发表时间:2018/7/2
标签：管道论文; 吊架论文; 发生论文; 因素论文; 石油化工论文; 介质论文; 装置论文; 《电力设备》2018年第7期论文;