石油化工装置管道设计的安全问题及应对策略

王晓宇  刘立生 刘坤雷

摘要：压力管道是石油运输和生产所必需的设备，根据原油加工形态可将压力管道传输介质分为液体和气体两类，不同传输功能对应的管道安全设计要求存在差异。此外，石油本身就存在易燃易爆的特征，再加上运输环境与设备性能的影响，极易导致安全事故。对此，技术人员应关注化工装置管道安全设计工作，通过管道结构优化、传输流程完善、防腐防爆等措施保障管道运输的安全性，防止石油泄漏，保护周围环境，降低石油开采和运输的风险。

关键词：石油化工装置；管道设计；安全问题；有效策略

中图分类号：TE65

文献标识码：A

引言

在社会经济发展过程中，石油能源的应用必不可少，该资源的利用对我国经济社会的发展提供了基础支撑。在经济快速发展中，石油的需求量不断提升，因此，石油化工企业在社会上的影响力也备受公众的关注。目前，部分石油化工企业的生产规模不断扩大，各种先进装置和设备应用也不断革新。因此，对石油化工装置的管道设计进行探讨，对石油化工企业的开采和生产具有十分重要的意义。

1石油化工装置管道设计的安全问题

1.1存在有毒物质

从能源角度来看，石油是人类社会常用的不可再生能源，能够为工业生产提供动力。但对于自然环境来说，石油管道内部物质一旦发生泄漏就有可能造成化工原料、半成品等的泄漏，而这些物质对于自然环境而言是有害的，不仅会造成土壤、空气等的污染，还会通过人口、鼻、皮肤等进入体内，威胁周围居民的健康。

1.2存在腐蚀性物质

石油化工装置管道中运输的化工原料自身存在强酸碱性，因此容易与管道内壁残留物或其他物质发生化学反应，造成管道内壁的辅食和损坏。再加上化工装置管道的内部结构比较复杂，一旦内部结构出现腐蚀情况也会对外部环境造成影响。部分工作人员存在违规操作的情况，对高硬度物质进行打磨或敲打，对管道质量造成较大影响，导致管道运输效率降低，安全风险增大。

1.3存在应力破坏

机械应力破坏是石油化工装置管道防护失效的重要原因，且应力破坏形式是多种多样的，比如低温状态运行导致管道的脆性断裂。管道受到外界温度的影响，当温度极低时，管道内部材料的温度将低于脆性转变的最低温度，这样就会影响管道的韧性，导致其韧性降低，增大了脆性断裂的风险。若环境温度较高，那么管道就会出现回火催化、石墨化等现象，出现严重损害问题。除此之外，石油化工装置管道还在生产环节发挥作用，此时的管道处于荷载或温度变化频率较高的环境中，更加容易发生金属疲劳的现象，长此以往必定会出现断裂、变形等问题，严重影响管道的功能。

2石油化工装置管道设计的安全策略

2.1人员组织工作优化

在进行化工装置管道设计时，设计过程需要多方面人员参与配合，管理人员、后勤人员、施工人员要统一协调，才能够促进管道设计工作的有效顺利开展。在进行化工装置工艺管道设计时，要确保设计组所收集的各项数据信息准确，同时设计人员要多进行相互沟通，确保工作状态更加有序化和准确化。在进行设计时，要重点关注设计的使用效果，确保使用过程中不出现安全事故，顺利完成工作任务。在整个石油化工装置工艺管道设计过程中，其装置安装所需时间较长，而在工艺管道铺设过程中，其铺设施工技术水准要求较精确。因此，在进行设计时，要将铺设过程中所需时长汇总到整个施工过程中，以防现场突发状况，使得化工装置管道铺设无法完成，从而给单位造成相应的经济损失。因此，在进行项目开展时，需要配备相应的优秀技术人才，相关人才通过各作业岗位的相互协调，使施工内部更加衔接和各工序顺序进行，使整体工作更加稳定。石油化工管道设计工作人员应具有全局意识，通过整体来判断事物发生的规律，使得工作在安全的前提下开展。同时，管道设计要增加人性化，使得后期管道维护作业更加便捷。设计人员还应该统筹考虑施工材料的选择，选择环保、绿色、对生态无污染的材料开展作业，确保对生态环境的破坏降到最低。

2.2关注管道质量

在进行石油化工装置工艺管道设计时，首要关注管道质量，确保密封效果完全符合标准，避免任何泄漏风险，并有效防止腐蚀和物理损害等问题。石油化工装置工艺管道通常会受到应力腐蚀、局部腐蚀、大气腐蚀、均匀腐蚀等不同形式的损害，而腐蚀本身也具有复杂的化学反应特性。因此，在设计之初必须明确管道质量的要求，综合实际情况降低管道腐蚀风险的发生率。管道在运输过程中会受到温度等因素的影响，从而产生物理损害。例如：在低温下，管道脆性增加，受压力冲击后容易断裂；在高温下，管道性能结构失衡，发生蠕变失效事故的概率会大幅上升。因此，在设计阶段必须明确管道质量参数，以确保所使用的管道具有稳定性，完全符合当前石油化工装置工艺管道的标准要求。

2.3减少腐蚀破坏

管道内部腐蚀问题是最为常见也是最为复杂的问题，要想真正解决管道腐蚀问题，延长管道的使用寿命，就必须调查和了解管道腐蚀的实际情况以及导致腐蚀的具体原因，之后采取针对性措施进行解决和预防，这样才能够改善管道腐蚀的情况，避免管道腐蚀造成严重的运输安全问题。针对表现较为均匀的腐蚀情况，技术人员可通过优化石油化工装置管道材料的方向开展工作。技术人员可查阅管道实际应用与维修记录，了解并测算管道腐蚀的速度，之后根据管道运输工作要求选择合适的抗腐蚀材料，进一步提升石油化工装置管道的腐蚀裕量，改善其抗腐蚀能力，保障石油工业材料的有效运输。此外，技术人员也可以实现对管道均匀腐蚀情况的监控，根据腐蚀的程度选择对应的处理方法。石油化工装置管道受到应力影响也会发生腐蚀情况，对此，技术人员应综合考虑管道材料的性能及其运作的环境，了解各种应力对管道腐蚀情况的影响，从根源上改善应力腐蚀情况。

2.4减少有毒物质泄露

石油化工产品需在密封的环境中进行运输和加工，其中不乏有毒害、易燃易爆物质，一旦因密封不足导致泄漏，那么化工产品就会污染周围自然环境，破坏自然生态，对居民与生物的健康造成严重影响。但很多工厂并不重视管道设备的定期检修和更换工作，致使很多管道设备在密封性不足的情况下参与化工产品的运输和生产工作。经过实践总结可将密封失效分为法兰密封失效和阀门泄漏两种情况，技术人员需针对不同的密封失效问题采取对应的解决方法。针对法兰密封失效问题，技术人员应选择密封性较好的法兰材料，同时匹配相对应的其他装置和设备，减少材料差异以及匹配偏差问题，提升法兰的密封效果。另外，技术人员还应根据管道功能进行分级设计，针对不同分级要求选择对应的法兰金属垫片，避免金属垫片对法兰表面造成冲击影响其密封性。针对阀门泄漏问题，技术人员应结合管道阀门要求与实际操作条件选择合适的阀门材料，比如需要焊接的部位建议使用带有短管的小阀门，避免焊接渗漏，提升阀门密封性。最后，技术人员还需定期进行阀门的维护和保养工作，提升阀门的稳定性与密封性，避免渗漏问题的发生。

结束语

在石油化工企业生产过程中，对装置的设计安装至关重要，石油化工装置在进行工作时，工作状态较为复杂，设备装置应用过程存在一定的危险性，对现场生产操作人员的生命财产安全可能具有危害。因此，要不断加强石油化工装置工艺管道的设计，确保装置安装和使用的质量，从而避免安全隐患的发生。

参考文献

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