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【摘 要】海洋石油平台所有液体、气体都是通过管线进行流通，管线的设计对于整个平台的安全、质量、重控等有着不可或缺的作用，优化的管线设计不仅仅有利于平台的建造，并且能够对投产后整个管系后期的操作、维修提供极为便利的保障。
【关键词】管线；设计
一、概述
本文主要针对海洋石油平台通用系统的管系进行探讨，海洋石油是近些年兴起的行业，对于国家战略有着不可或缺的影响，然而无论是油，还是气都是通过管线进行运输与处理，因此，管线的前期设计显得尤为重要。
二、管线设计的基本要求
2.1设计压力
设计压力的选取应不低于在作业期间所预计的最恶劣情况下的压力并留有适当的安全裕度。
2.2设计温度
设计温度应取管内流体可能出现的最高温度，但任何情况下不能小于50℃。
2.3管线等级
为了确定适当的试验要求、连接型式以及热处理和焊接工艺规程，不同用途的压力管系按其设计压力和设计温度分为3级，如下表1：
表1：管线等级表
注：①当管系的设计压力和设计温度其中一个参数达到表中Ⅰ级规定时，即定为Ⅰ级管系；当设计压力和设计温度两参数均达表中Ⅱ级或Ⅲ级规定时，即定为Ⅱ级管系或Ⅲ级管系。②不受压的开式管线如泄水管、溢流管、透气管和锅炉放汽管等也为Ⅲ级管系。③有毒和腐蚀介质，加热温度超过其闪点的可燃介质和闪点低于60℃的介质，以及液化气体等一般为I级管系，如设有安全保护措施以防泄露和泄露后产生的后果，也可为II级管系，但有毒介质除外。④其他介质为空气，水和不可燃的液压油。
2.4管线材料的适应性
各种管子、管件和阀件的材料应与介质和管线承担的用途相适应。
2.5管线防腐
1）钢管应有防止锈蚀的保护措施，并在全部加工（即钢管弯制、成形和焊接）完成以后，施以保护涂层；
2）管系中如有不同金属件相连则应设有防电化学腐蚀的措施。
三、管线设计的安全保护
3.1压力保护
容积泵的输出端应设压力释放阀，对于其他泵如果其输出压力可能超过管线的设计压力时也应在输出端设压力释放阀。对于油管线，由释放阀溢出的液体应流回至泵的吸入端或油柜内。管线中的加热器和空气压缩机的冷却器也应装设压力释放阀。压力释放阀的调整压力，不应超过被保护部件或管线的最大许用工作压力。
压力管线上如装有减压阀时，应在减压阀后装设安全阀及压力表，并应设有旁通管线或另设一只并联的备用减压阀。
3.2卸放装置
根据需要，各种管系应在管道、附件、泵、滤器及其他设备上设放泄阀件或旋塞。
3.3隔离措施
为便于检修，管系中的设备（如泵、压缩机）在管线的输入和输出端应设隔离阀，隔离阀应尽量靠近设备。
管系中的仪表都应在邻近管道处设隔离阀或旋塞。
3.4管线热处理
1）Ⅰ级管系碳钢和碳锰钢钢管，经冷弯后，若弯曲半径小于其外径的3倍时，应进行热处理。所有合金钢钢管经弯曲后，均应进行热处理。
2）由于冷弯而硬化的铜和铜合金管，在制造完工后进行液压试验之前，应进行适当的热处理，铜管应进行退火，铜合金管应进行退火或消除应力热处理。
3）碳钢和碳锰钢钢管冷弯后的热处理。应缓慢均匀加热至580～620℃，保持温度的时间应为每25mm壁厚（或不足25mm者）至少1h.在炉内缓慢冷却到400℃，然后在静止的空气中冷却。合金钢钢管的热处理根据成分决定。
3.5管线隔热包扎
对于低温表面的管子也应有适当的隔热包扎以防管子表面由于结水、结霜而腐蚀加快。一般情况下，也应注意低温管子当穿过处所时，应与该处所的钢构件作绝热分隔。
3.6管线膨胀以及位移补偿
1）承受胀缩或其他应力的管子，应采用管子弯曲或膨胀接头等必要的补偿措施，不便于检查处所的管子，不应装设滑动式膨胀接头。
2）管线中所使用的膨胀接头应为认可的型式，与膨胀接头毗连的管子应适当地校直和固定。必要时，波纹管型膨胀接头需加以防护，以防机械损伤。
3）铺设在平台间步桥上的管子应设有补偿平台位移的措施。
四、管线安装与布置
4.1管线安装
1）管子在设备上的安装应自由对中，以防对设备产生附加的应力。
2）管系和阀件应加以合理的支撑和固定，管系之间不能相互支撑，并应考虑维修和拆卸方便及热膨胀。
3）应考虑管系的挠性，如有必要应进行挠性分析，避免造成由此引起的变形、泄漏和损坏以及过度附加应力等。管线的安装应尽量减少振动的传播。
4）所有的管线应用指定的颜色加以标识。
5）应考虑管线的防机械损伤的措施，包括加防护套。
4.2管线布置
1）管线的布置应整齐，离地板有一定的距离以便于维修检查；冷、热管应分开设置，热管在上，冷管在下。
2）管线中的可拆卸节头应减少到维修保养所必须的数量。
3）管线中的法兰、管件和阀件的布置应便于检查、维修和操作。
4）管线包括废气管线应尽量避免装于配电板或电气设备附近，以避免其泄漏而造成电气设备的损坏，如不能避免这种布置，管线中的接头或阀件应保持和上述设备适当的距离或加以其他的防护措施。
5）可燃油管线应避免设在热源的上方或附近，如有困难则应采取有效的措施，防止油类喷射或滴落在热表面上。
6）可燃油管线的布置应位于易于观察之处并有良好的照明。
7）可燃油、气管线应避免穿过起居处所和控制站。
8）管线的设计和布置应防止液体管线特别是离心泵的吸入管线中产生气袋，气体管线中形成液袋。
五、结论
海洋石油平台管线的设计对于海洋石油的安全，对于国家石油的战略起着决定性作用，随着技术的进步，管线的设计会逐步优化、完善，从而给平台的建造和投产带来更多的有利条件与保障。
【关键词】管线；设计
一、概述
本文主要针对海洋石油平台通用系统的管系进行探讨，海洋石油是近些年兴起的行业，对于国家战略有着不可或缺的影响，然而无论是油，还是气都是通过管线进行运输与处理，因此，管线的前期设计显得尤为重要。
二、管线设计的基本要求
2.1设计压力
设计压力的选取应不低于在作业期间所预计的最恶劣情况下的压力并留有适当的安全裕度。
2.2设计温度
设计温度应取管内流体可能出现的最高温度，但任何情况下不能小于50℃。
2.3管线等级
为了确定适当的试验要求、连接型式以及热处理和焊接工艺规程，不同用途的压力管系按其设计压力和设计温度分为3级，如下表1：
表1：管线等级表
注：①当管系的设计压力和设计温度其中一个参数达到表中Ⅰ级规定时，即定为Ⅰ级管系；当设计压力和设计温度两参数均达表中Ⅱ级或Ⅲ级规定时，即定为Ⅱ级管系或Ⅲ级管系。②不受压的开式管线如泄水管、溢流管、透气管和锅炉放汽管等也为Ⅲ级管系。③有毒和腐蚀介质，加热温度超过其闪点的可燃介质和闪点低于60℃的介质，以及液化气体等一般为I级管系，如设有安全保护措施以防泄露和泄露后产生的后果，也可为II级管系，但有毒介质除外。④其他介质为空气，水和不可燃的液压油。
2.4管线材料的适应性
各种管子、管件和阀件的材料应与介质和管线承担的用途相适应。
2.5管线防腐
1）钢管应有防止锈蚀的保护措施，并在全部加工（即钢管弯制、成形和焊接）完成以后，施以保护涂层；
2）管系中如有不同金属件相连则应设有防电化学腐蚀的措施。
三、管线设计的安全保护
3.1压力保护
容积泵的输出端应设压力释放阀，对于其他泵如果其输出压力可能超过管线的设计压力时也应在输出端设压力释放阀。对于油管线，由释放阀溢出的液体应流回至泵的吸入端或油柜内。管线中的加热器和空气压缩机的冷却器也应装设压力释放阀。压力释放阀的调整压力，不应超过被保护部件或管线的最大许用工作压力。
压力管线上如装有减压阀时，应在减压阀后装设安全阀及压力表，并应设有旁通管线或另设一只并联的备用减压阀。
3.2卸放装置
根据需要，各种管系应在管道、附件、泵、滤器及其他设备上设放泄阀件或旋塞。
3.3隔离措施
为便于检修，管系中的设备（如泵、压缩机）在管线的输入和输出端应设隔离阀，隔离阀应尽量靠近设备。
管系中的仪表都应在邻近管道处设隔离阀或旋塞。
3.4管线热处理
1）Ⅰ级管系碳钢和碳锰钢钢管，经冷弯后，若弯曲半径小于其外径的3倍时，应进行热处理。所有合金钢钢管经弯曲后，均应进行热处理。
2）由于冷弯而硬化的铜和铜合金管，在制造完工后进行液压试验之前，应进行适当的热处理，铜管应进行退火，铜合金管应进行退火或消除应力热处理。
3）碳钢和碳锰钢钢管冷弯后的热处理。应缓慢均匀加热至580～620℃，保持温度的时间应为每25mm壁厚（或不足25mm者）至少1h.在炉内缓慢冷却到400℃，然后在静止的空气中冷却。合金钢钢管的热处理根据成分决定。
3.5管线隔热包扎
对于低温表面的管子也应有适当的隔热包扎以防管子表面由于结水、结霜而腐蚀加快。一般情况下，也应注意低温管子当穿过处所时，应与该处所的钢构件作绝热分隔。
3.6管线膨胀以及位移补偿
1）承受胀缩或其他应力的管子，应采用管子弯曲或膨胀接头等必要的补偿措施，不便于检查处所的管子，不应装设滑动式膨胀接头。
2）管线中所使用的膨胀接头应为认可的型式，与膨胀接头毗连的管子应适当地校直和固定。必要时，波纹管型膨胀接头需加以防护，以防机械损伤。
3）铺设在平台间步桥上的管子应设有补偿平台位移的措施。
四、管线安装与布置
4.1管线安装
1）管子在设备上的安装应自由对中，以防对设备产生附加的应力。
2）管系和阀件应加以合理的支撑和固定，管系之间不能相互支撑，并应考虑维修和拆卸方便及热膨胀。
3）应考虑管系的挠性，如有必要应进行挠性分析，避免造成由此引起的变形、泄漏和损坏以及过度附加应力等。管线的安装应尽量减少振动的传播。
4）所有的管线应用指定的颜色加以标识。
5）应考虑管线的防机械损伤的措施，包括加防护套。
4.2管线布置
1）管线的布置应整齐，离地板有一定的距离以便于维修检查；冷、热管应分开设置，热管在上，冷管在下。
2）管线中的可拆卸节头应减少到维修保养所必须的数量。
3）管线中的法兰、管件和阀件的布置应便于检查、维修和操作。
4）管线包括废气管线应尽量避免装于配电板或电气设备附近，以避免其泄漏而造成电气设备的损坏，如不能避免这种布置，管线中的接头或阀件应保持和上述设备适当的距离或加以其他的防护措施。
5）可燃油管线应避免设在热源的上方或附近，如有困难则应采取有效的措施，防止油类喷射或滴落在热表面上。
6）可燃油管线的布置应位于易于观察之处并有良好的照明。
7）可燃油、气管线应避免穿过起居处所和控制站。
8）管线的设计和布置应防止液体管线特别是离心泵的吸入管线中产生气袋，气体管线中形成液袋。
五、结论
海洋石油平台管线的设计对于海洋石油的安全，对于国家石油的战略起着决定性作用，随着技术的进步，管线的设计会逐步优化、完善，从而给平台的建造和投产带来更多的有利条件与保障。