石油化工装置管道设计中的安全问题分析

金球峰 王心彤

摘要：科技的进步，促进人们对能源需求的增多。石油化工原料多具有有易燃易爆等危险特性，所以在其运输的过程之中，安全性是一个非常重要的问题。石油化工装置的管道设计直接影响装置的运行效率与安全性。为此，优化管道设计显得尤为重要。本文就石油化工装置管道设计中的安全问题展开探讨。

关键词：石油化工装置;管道设计;安全问题

引言

当前，国内石油化工装置管道设计虽然也是密闭的，但因受很多因素的影响，很容易出现意外情况，比如受腐蚀、老化以及管道内、外应力突然增加等原因造成破裂泄露，泄漏的易燃、可燃化工原料一旦遇明火、静电等点火源都有可能造成爆炸，有毒物化工原料泄露，也会给周围的人造成伤害。为避免这种情况，本文特意对其进行了解，找到有效解决方法，希望能提高管道设计的安全。

1石油化工装置工艺管道设计原则

在石油化工装置工艺管道设计中要全面遵循安全性原则，能有效满足高效化分解传输油化产品应用需求，做好管道维护检修，便于相关管理人员展开各项操作，对各设备之间产生的干扰问题进行控制。技术人员首先要做好管廊设定，对管廊附加余量进行控制，设计余量能促使化工厂稳定运行。此外，还要对安全阀合理设定，借助安全阀对管道进行针对性控制。泵入口在设定中要综合反应泵的具体变化情况，提高泵的稳定性。工艺管理安全设计方面要针对性分析地域要素，全面突出工艺管道具体价值。在石油化工装置工艺管道设计中要参照全面性原则，要对影响管道应用的各项要素综合分析，在判定管道今后应用需求基础上拟定可行度较高的设计方案。当前要对管道进行合理设计，满足石油化工装置工艺流程的要求，在设计阶段要综合分析各项设计方案，对各项可行性方案合理论证。在设计阶段要全面满足各项法律法规要求。做好管道设计组织工作，依照行业具体发展现状设定对应的设计标准，各个部门之间相互协作，提高管道设计规范性。

2石油化工装置的危险因素

2.1池火与爆炸事故危险因素

易燃易爆是石油化工原料及产品最为显著的特征。如果按照致因及危害程度，可將石油化工存在的危险分为池火事故和爆炸事故这两种，其中池火事故指的是可燃性液体泄漏，在遇到明火后发生的爆炸事故;爆炸事故则是易燃易爆材料泄漏或过分堆积，在与助燃物质混合处于其其爆炸浓度后遇点火源产生的剧烈膨胀，同时对周围介质做机械功，并伴随有强烈放热、发光和声响的效应。当然，无论是池火事故，还是爆炸事故，都会造成无法挽回的经济损失与人员伤亡，甚至影响社会关系稳定。

2.2中毒因素

石油化工产品多为有毒物质，它能从人体肌肤和口、鼻中进入人体，产生对人体有危害的物质，这些物质可能对人体健康造成损害甚至产生急性中毒事故。所以，管道设计的安全是确保周围工作和居住人员人身安全的重要保障之一。

3石油化工装置管道防护失败的原因分析

3.1机械对管道的破坏

机械破坏管道的原因有很多，比如管道所处地的温度过低，造成材料温度低于脆性转变温度，导致其失去韧性，继而产生脆性断裂，最终破损，产生气体或者是液体的泄露。另外，管道还可能因外力撞击、架空承重柱体地基不稳定等原因产生外应力导致管道破裂泄露造成事故。

3.2腐蚀损坏

石油化工装置管道腐蚀会在很大程度上破坏管道的安全性。石油化工装置管道所处的环境因周边工艺环境、大气环境等原因多具有腐蚀性特征，这时如果因管道材料防腐性能不达标，长期腐蚀环境下导致管道发生腐蚀损坏，均可能造成化工原料泄露。导致石油化工装置管道出现腐蚀的因素较为复杂，腐蚀大致可分为干、湿腐蚀两类。湿腐蚀指金属在有水存在下的腐蚀，干腐蚀则指在无液态水存在下的干气体中的腐蚀。由于大气中普遍含有水，化工生产中也经常处理各种水溶液，因此湿腐蚀是最常见的，但高温操作时干腐蚀造成的危害也不容忽视。

3.3密封失败导致管道受损

要保障石油运输没有泄露，必须要保证管道衔接的密封性良好。而在作业过程中，工作人员操作不规范或者是粗心，极有可能造成密封不彻底，导致其安全性降低。另外，管道在移动过程中会对密封效果产生影响，造成自身安全性降低。所以，在管道安全设计中，加强其密封性是确保管道设计安全的重要方法之一。

4提高石油化工装置管道安全设计的策略

4.1合理设置管道支架

对于管道支架的设置，可以说是整个管道设计之中非常重要的灵魂所在。如果管道支架的设置不够合理，或者是没有考虑全面，在管道投入使用的过程之中，极容易出现事故。在进行相关设计的时候，设计人员需要注意以下几个方面的问题。第一是整个管道支架设置的承重性，一定要对于管道支架设置的承重性进行考量，确保在整个石油管道投入使用过程之中，管道可能运行的最大承重，在相应管道之下所能承受的范围之内。第二，在进行管道支架设置时，也要注意承重支柱施工地区地基承载力以及与常用运输通道的防撞击安全间距问题。第三管道支架也要尽量减少对于吊架的使用，要因地制宜，根据现场的情况进行最科学合理的设计。

4.2管道线路设计及管材选用

在石油化工工艺管道设计中要注重做好管道线路设计，当前为了使得工艺管道设计能最大程度满足应用要求，要对石油化工装置管道设计中存有的环境问题进行分析。管道线路的走向在满足工艺流程和安全生产的基础上，要考虑经济性（节约管件管材，较大管径和较贵重管道尽量短）、美观性（管道改变标高或走向时，尽量做到“步步高”或“步步低”，避免形成“气袋”、“液袋”或“盲肠”）、还要符合膨胀和柔性设计要求，便于维修（考虑到管道和设备的组装、拆卸和支承）。管道材料应根据管道级别、设计温度、设计压力和介质特殊要求等设计条件，以及材料的耐腐蚀性能、加工工艺性能、焊接性能和经济合理性等选用。选用的材料应具有足够的稳定性，包括化学性能、物理性能、耐腐蚀性和抗疲劳性。管道材料应符合工艺条件和专利商的要求。压力管道组成件所用材料选用国际标准或国外标准时，应符合国外压力管道规范允许使用并已有使用实例的材料，并且该材料性能不得低于国内类似材料的有关安全技术规范及标准要求。在线路设计中要优选针对性的设计模式，在设计中突出性价比要求，当管道应用性能不合理，安全指数较低，将会导致装置应用周期缩短，对管道应用效益具有较大负面影响。

4.3预防管道机械损坏

预防石油化工装置管道机械损坏，优化管道安全设计的策略如下：（1）避免低温脆性裂变当液化气体的气化反应强烈，或者管道所处环境温度低于20℃时，需优选低温高性能材料。（2）避免高温损害管道设计中，要加大温度管控力度，避免温度过高导致管道材料的损害，产生蠕变失效的问题。为此，可选择合适的管道材料，并增加膨胀节，确保管道的安全运行。（3）管道布置应考虑与主要运输通道的安全间距，确保空高能够满足消防及日常运输车辆通过的要求，如设置管道支撑，应考虑支撑柱体的承载能力及所处位置地基的地基承载力并在施工过程加以考虑（4）消除疲劳损害管道会随着使用年限的增加，在高温影响下出现断裂问题。所以在管道设计时，要注重抗疲劳设计的效果，以延长管道使用寿命。同时，在管道投入使用过程中，定期检查管道性能。

4.4预防管道腐蚀损害

造成管道腐蚀破坏的条件比较复杂，原因也很多，要想解决这一问题，就要在选材上下功夫。一方面，要确保材料的耐用性和抗腐蚀能力，另一方面，也要对管道的情况实时监督，一旦发现问题，要及时解决并上报，这样才能将损失降低到最低点。综合考虑外界因素，减少腐蚀对管道的影响，并注意局部腐蚀，这样能保证管道安全。

结语

综上所述，优化石油化工装置管道设计，可以降低安全事故的发生率，增大化工生产的安全系数，最终维护公众生命财产安全，具有极大的推广应用价值。

参考文献：

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