化工工艺管道的设计

化工工艺管道的设计

杨殿奎

新疆庆华能源集团有限公司 新疆 835100

摘要：化工工艺管道设计涉及很多内容,影响因素也比较多。为了保障化工工艺管道的安全与稳定,就要组织好设计工作,确保化工工艺管道设计的合理性,积极预防安全事故。化工工艺管道设计时要符合其所在的环境和位置,全面规范好化工工艺管道设计,优化化工工艺管道的使用。

关键词：化工工艺；管道；设计

1化工管道设计与安装环节存在的问题分析

1.1管道设计环节存在的问题

在管道设计过程中出现的问题主要体现在以下几方面:

(1)管道压力设计值不满足输送物料的实际需求,这就会造成管道压力偏低,对于易发生聚合反应的物料易引起超压现象,提高了管道发生超压损坏的风险。

(2)对于管道的附件设计存在不合理问题,例如,对于未按照要求对管道进行保温或保冷设计,在输送熔点较高的物料时,无保温或伴热设施就容易使管道出现低温脆性断裂或是超压断裂等问题;在输送沸点较低的物料时,如果管道保冷性能不达标,就有可能引发物料在常温下出现沸腾现象,管道也会面临超压的风险。

(3)对于管道的材料没有进行合理选择,化工管道输送的物料通常具有较强的酸、碱性或是较强的腐蚀性,如果管道材料没有满足实际的耐腐蚀性,就会影响管道的使用寿命,造成化工工程出现质量和安全隐患。

1.2管道安装焊接环节存在的问题

焊接作业是化工管道安装中的关键环节,焊接作业质量也直接影响着化工管道安装工程的整体质量。但是在实际的管道安装工作中,一些施工企业存在违规操作的问题,例如没有在管道的焊接口处设置明确的焊接标识,在管道焊接作业完成后,对后续的质量检测工作不到位。如果化工管道出现焊接质量不过关或是漏焊的问题,将会严重影响管道的气密性,从而影响其使用性能。

2化工工艺管道的设计内容

化工管道处于高危的作业环境中,运输石油时也面临着有毒害的物质,要求化工工艺管道的设计必须做到标准化、安全性。化工工艺管道安装设计中要意识到石油属于易燃易爆物质,从安全的角度出发落实安装设计。如:①管道建设设计,化工管道安装设计中应该预防质量风险,防止技术上有不规范的情况,还要设计好各项安装环节的控制,化工工艺管道设计中必须要做到密封性设计,这样排放一些有毒害气体时才不会污染环境、危害人体健康,禁止排放工艺管道连接下水道,需接入合适的排放系统;②安装方案的设计,化工工艺管道安装设计中离不开安装方案,安装方案是完善化工工艺管道安装的基础,设计中应不断提高化工工艺管道安装的水平,排除安装过程中的不利因素;③化工工艺管道安装设计中需落实准备工作,安装设计中要求所有的安装操作都符合技术规范,按照化工工艺安装的流程组织好设计工作,期间收集安装设计的数据资料,控制好化工工艺管道安装的过程。

3化工工艺管道的设计控制

3.1验收管道材料

化工工艺管道的设计和控制中应考虑管道材料的验收。管道材料验收应采用质量检验方法。只有合格的管材方可运至施工现场，对有质量问题的管材应退货重新采购。材料验收应重点从管口和管壁两个方面进行，确保管口和管壁的偏差在规定范围内，化工工艺管道工程严禁使用超过偏差的管材。如果管口或管壁超出误差范围，相邻管道不能对接。即使可以对焊，也存在很大的潜在技术风险。一旦引入石油，化工工艺管道将处于高风险环境中。

3.2管道制作与设计

切割作业是化工工艺管道生产设计的关键。切割最重要的是保证管道的畅通，根据管道的切割尺寸组织切割，提高管道的生产和设计水平。在管道制造设计中，管道装配的间隙和偏差应符合标准。在管道制造设计中，应采用监测方法对管道制造进行控制。对管道制造和设计的质量进行逐项检查，全面检查管道生产效果，确保管道制造设计的合理性。在化工工艺管道的生产中，应注意地下管道的安装，以保证地下环境中管道的标准化。因此，在管道制造的设计控制中应实施预防性操作，积极防范化工工艺管道设计中可能存在的风险。

3.3管道焊接控制

在化工过程管道焊接设计控制中，过程控制是关键。焊接过程是焊接质量控制的关键。在焊接过程控制中，管道焊接符合标准。管道焊接工艺应合理、科学地安排化工工艺管道的焊接顺序。化工工艺管道实际焊接时，应在焊接完成后对焊接接头周围的位置进行标记，以便组织后期的焊接控制。在管道焊接的设计和控制中，应雇用专业焊工，以消除焊工对管道施工的影响。同时，要保证焊工按规程操作，强调管道焊接的标准化。

3.4塔与容器管线的设计

在化工生产过程中,各个工艺设备间都需要化工管道进行连接,所以,化工生产中的各类塔和容器的设计也与管道设计有着十分密切的联系。对于塔和容器间的管线设计要满足设备的使用标准。通常塔与容器管线设计主要涉及两个方面:分馏塔与回流罐间的管线设计、分馏塔与汽提塔间的管线设计。①分馏塔与回流罐间的管线设计重点在于对调节阀位置的设置。在化工生产过程中,分馏塔主要利用热旁路对塔顶压力进行控制,这就需要设计人员充分考虑到热旁路的问题,然后合理设计调节阀的具体位置。②分馏塔与汽提塔间所应用的调节阀主要是调节阀组,通常会在临近汽提塔的位置进行设置。

3.5泵的管线设计

泵入口的管线设计方案也会对化工生产的安全性造成一定影响,如果设计不合理就有可能造成泵入口处的管道聚集大量气体,对于化工安全生产十分不利。在对泵管线进行设计时,要特别注意以下几方面:首先,尽量采用可调节的入口支架,便于对入口高度和角度的灵活调节;第二,在泵的前端偏侧一方对管道及阀门进行设置,并注重对管道中气体聚集问题的处理,可以应用顶平安装的方法;第三,管道材质要选择柔韧性较好的材料,以便于管道在转弯处的设置,并保证泵嘴承受压力的安全范围。

3.6采用新工艺提高管道防腐性

由于化工管道输送的多为具有较强腐蚀性的物料,所以在化工管道的安装作业中,要做好管道的防腐处理,这也是保证管道使用寿命的重要前题。化工管道有地下管道和地上管道,其防腐处理方法也存在较大差别。对于地下管道的防腐,主要依靠喷涂石油和沥青的方式进行处理;地上管道的防腐需要涂抹防腐漆和镀锌处理。

在化工管道防腐处理中,相关施工技术人员需要对管道布设的地区进行实地勘察,并对环境对管道可能产生的影响进行综合评定,然后根据评估结果制定具有针对性的防腐处理方案,以提升管道防腐效果。此外,地上管道容易出现锈蚀问题,工作人员在对管道进行首次除锈后,还要对其涂抹底漆,以防管道出现二次生锈的情况。

结论

化工管道的设计与安装质量对于保证化工企业安全生产而言意义重大。这就要求相关工作人员明确管道设计要求,不断对管道的选材及设计方案进行优化。在管道安装环节注重管道的焊接质量控制和防腐处理,进行合理有效的管理,保证化工管道工程的建设质量,促进我国化工企业的安全稳定发展。

参考文献：

[1]孟志鹏.石油化工工程中工艺管道安装施工存在的问题与对策[J].化工设计通讯,2018,44(3):28.

[2]王新亮.浅谈化工管道安装中存在的问题及对策[J].当代化工研究,2019(11):79-80.

[3]张雁翀.化工管道安装中存在的问题及对策[J].居业,2019(12):107-108.

[4]赵振.石油工艺管道的施工及质量控制探讨[J].全面腐蚀控制,2018(6):78-79.