压力管道工艺设计中的安全隐患及优化措施

 压力管道工艺设计中的安全隐患及优化措施

丛鑫

伊犁川宁生物技术股份有限公司 新疆伊宁市 835000

摘要：管道是当今化工企业中最重要的物质运输媒介。在某种程度上，管道完整性和安全性与现代社会的持续发展和稳健性息息相关。因此，管道的安全设计和完整性对于可持续的未来和负责任的发展至关重要。本文将针对化工工艺路线及压力管道设计所存在的安全风险进行解析并提出了相应的管控措施以及优化方法。

关键词：压力管道；工艺设计；安全隐患

1.化工压力管道设计的特点

1.1应用领域广

工业压力管道广泛应用于石油、天然气、石油化工、化工、市政、冶金、电力、机械、航天航空、轻工等各个行业中，遍布于城乡各个区域，范围涵盖国民经济各个领域。

1.2操作参数范围宽

工业压力管道工作压力由0．1MPa到42MPa，工作温度由－200℃～1260℃;

1.3工作介质多样

工业压力管道涉及各种工业生产，生产运行环境变化多端，工作介质大多具有有毒、易燃、易爆特性。

1.4行业管理部门多

我国现在仍是企业负责，行业管理的安全管理机制。由于工业生产涉及的行业众多，而各自为政的行业管理体制仍未彻底根除，许多行业都有自己的有关压力管道的管理制度和技术规程，对于同一条管道，各行业规范的要求并不统一。

1.5工业管道设计需要多个专业共同完成

工业压力管道的设计涵盖生产工艺和安全生产的双重责任，包含生产工艺、生产设备、工程材料、自控仪表、土建结构、安全生产等专业方面的内容，是设备与管道的安装布置、管道应力计算、设计调整等不断优化的工作过程，涉及的专业知识范围非常广，所以，工业压力管道的设计是一个非常复杂的系统工程，需要相关专业共同完成。仅就压力管道专业来讲，压力管道的设计还可分为管道布置设计、管道材料设计和管道机械设计三部分，即由三个专业分三道工序去作。管道布置设计包括设备布置和管道布置两项，由工艺工程师去作；管道材料设计涉及管道器材标准体系的选用、材料的选用、管道及其元件型式的选用和压力等级的确定，这项工作应由管道材料工程师去作；管道机械工程师研究的核心是管道的机械强度和刚度问题，包括管道及其元件能否满足要求，通过对管系应力、管道机械振动的力学分析，调整管道的走向和支撑条件，以保证管系的安全可靠。这三个专业是相辅相成的，彼此相互独立而又有联系，管道布置是目的，管道材料是基础，管道机械是保障。而目前大部分设计单位仍是由工艺一个专业去做压力管道设计，考虑的仅是设备与管道的布置，而对管道材料、管道机械关注甚少，极有可能造成很大的安全隐患。

1.6工业管道设计市场亟需规范

目前，工业压力管道设计市场比较混乱。一些不具备设计许可资格的单位或个人仍在搞工业压力管道设计，对工业压力管道的生产安全构成隐患。究其原因，主要是一些领导同志存在着观念上的误区，认为只要懂得生产工艺设计，就能设计工业压力管道。还有一些具有设计许可的小型设计单位，其设计仅仅是压力管道工艺设计，对于防火、配电、自控等只是提出要求，缺乏其它专业的配套设计文件，如果工程施工执行不到位，势必给项目的安全运行种下祸根。希望国家质监管部门不断加强对压力管道设计市场的管理，尤其对于设计文件质量要严格把关。

2.化工压力管道设计中内部安全因素的分析

化工压力管道设计中的安全因素分很多种，其中包括：有毒有害气体的泄露、管内输送的物质腐蚀管壁以及发生火灾爆炸等。管道为了设计的美观及简约往往会设计弯头，这时一些具有腐蚀性的溶液输送时，管壁附近有滞流保护层，很少发生湍流，保护用腐蚀性物质的钝化膜不被破坏，保护管道。但管道在90°弯头处形成涡流，再加上焊接处的不牢靠，将会发生泄露的现象。因此选择合适的压力管道去输送相应的物质是尤为重要的。应该设置多个泄露检测点，保障工作人员可以第一时间处理，防止人身以及财产的损失。最后就是在管道输送易燃易爆的物品时，一定要按照规范进行储存和运输，避免火灾爆炸等现象的发生，因其造成的影响可能对人类和自然造成不可逆转的危害。

3.化工压力管道设计中外部安全因素的分析

除了从管道的运输物质方面考虑，管道在工作时的压力、温度、设计管道防护等，也对化工压力管道设计中安全因素产生影响。在管道输送过程中，常常会因管内产出湍流现象使得输送效率下降，也会因产生剪切力冲击管的内壁。当管道所在处温度较低时，因材料很容易在低温环境下失去韧性而变得脆性，所以当温度处在一个温差较大的地区，就可能因管道的脆化而破损，导致有害有毒气液物质的泄露。最后就是设计管道防护，在我国化工行业化工管道需求中，需要帮助企业降低成本提高经济收益，这就需要在设计管道的过程中进行管道的应力分析。在化工管道设计的过程当中只有充分掌握其管道应力，才可以确保整个化工管道设计流程的正确实施。因此需要一定强度或耐腐蚀的外壳材料对其进行保护作用，也防止泄露的发生。

4.相对应的处理措施

4.1建立完善的质量管理体系

施工单位建立相应的压力管道质量体系，制定质量方针，明确质量目标，质量目标能够量化，并从上到下进行分解；编制压力管道施工质量计划和相应施工程序文件；明确各项质量管理要求。

4.2定时针对性的专业培训

有计划地组织员工参加压力管道安装知识培训。加强特殊工序的工艺管理，严肃工艺纪律。增强职工质量意识，提高操作技能；施工前，工程技术人员要对有关管理人员和作业人员进行详细的书面交底，并要求大家真正理解技术交底中的内容，做好相关施工过程质量记录。

4.3适当的经济投入，保证施工的设备以及环境的安全

适当的经济投入，提供适宜的施工作业环境和先进的安装机具、设备，为施工质量提供保证。例如：采取工厂化管道自动焊技术，加大管道预制深度，减少现场管道焊接量，特别是减少固定焊口的工作量；采用先进机械设备，降低工人的劳动强度，提高工作效率，从而保证管道施工质量。

4.4质量监理的介入

现场焊缝无损检测工作由第三方来执行，监理工程师加强监督检查，严格按照规定进行抽检，要求严格执行焊道返修和扩探有关规定，防止弄虚作假。

4.5压力管道的强度试验和气密性试验阶段

压力管道的强度试验和气密性试验意味着施工已经进入收尾阶段，以试压促收尾是一种行之有效的方法。管道试验前，施工单位编制详细的试压方案报监理审批，要求所有的安装工作按照图纸要求全部完成，相关的质量检验记录齐全。

5.不可忽视其他方面的因素

5.1要确保压力管道无损检测报告

的人员签字完整。一份完整的检测报告仅仅有审核人员的签字是不够的，还需要有批准人员的签字，这样才可以确保压力管道的无损情况，有的安装单位出具的射线检测报告之中仅仅只有审核人员的签名而没有批准人员，这样是不规范的。

5.2要确保压力管道安装公司质量保

证体系运行正常在压力管道安装的过程中，工作人员要严格按照要求进行施工，确保施工工程的质量。施工员、质检员、质安部门分别对操作结果进行监控，做好记录。操作人员对所完成的工作应及时自检，填写自检记录；质检员应对预先确定的控制点进行检查，填写检验记录。

6.结语

为了更好地确保压力管道的安装质量，在设计、施工和质量检验中都需要严格地按照各种质量规定、图表文件进行，而压力管道安装的单位更加要承担起压力管道施工的责任，重视对安装质量保证体系的运行，对安装质量必须进行有效地控制。

7.参考文献

[1]高正良.压力管道安装中几个问题的探讨[J].石油化工设备，2009(4).

[2]张颖.压力管道安装中存在的问题分析及处理研究[J].城市建设理论研究，2012(8).

[3]松泉，黄振仁，顾竟成.压力管道安全技术[M].南京:东南大学出版社.2001.