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【摘 要】 石油产品多以管道的形式进行运输传送，管道是石油化工企业重要组成部分，也是石油运输的安全保障。但是，石油工艺管道在运输过程中会出现不安全的因素，要从设计和施工两个方面进行管道安全的预防工作。
【关键词】 石油；工艺管道；安全；设计；施工
一、前言
石油管道是石油化工生产重要组成部分，更是连接各个环节的重要装置。做好石油管道设计和施工，对于提高运输安全性至关重要。
二、影响石油化工管道安全的因素
1、腐蚀影响
腐蚀是管道周围环境介质通过化学反应对管道材料的破坏，在很大程度上影响到管道的安全。腐蚀破坏管道的表现形式有应力腐蚀、均匀腐蚀、局部腐蚀和大气腐蚀等。由于不同管道材料所处环境的不同，其自身的耐腐蚀程度也不同。管道所处的环境一般比较复杂且易于变化，加上材料本身也存在一定缺陷，使腐蚀更难以预料和控制。
2、物理损伤
石油管道的物理损伤主要表现在低温脆性断裂和高温破坏两个方面。在低温条件下，当管道材料的温度低于其脆性转变温度时，易导致其冲击韧性下降进而发生脆性断裂。在高温下管道材料的性能会发生恶性变化，例如蠕变失效、碳钢和碳相钢的石墨化和回火脆化等，都容易导致管道材料的弱化和脆化。同时管道金属材料处于交变荷载或温度周期变化的环境下容易出现疲劳，导致金属变形损伤甚至断裂，严重影响石油化工管道的安全性。
3、密封效果
目前石油化工管道密封主要采用管法兰密封和阀门密封两种方式，以防止管道腐蚀和泄漏，保证管道安全。法兰密封由法兰、螺栓、垫片（圈）三部分共同作用，法兰的刚度及密封面型式、垫片性法兰对密封效果都有直接影响，如果管道产生位移也会影响法兰密封效果，进而影响管道安全。阀门泄露分内漏和外漏两种，据统计阀门和法兰泄露的释放量约为2/3，发生泄露直接影响到管道安全，甚至产生更严重的后果。因此，采取有效措施防止阀门和法兰泄露对石油化工装置的安全具有重要意义。
三、石油化工管道布置设计一般规范
1.管道布置设计应符合管道及仪表流程图的要求；管道布置应统筹规划，做到安全可靠、经济合理、满足施工、操作、维修等方面的要求，并力求整齐美观；
2.永久性的工艺、热力管道不得穿越工厂的发展用地；在确定进出装置（单元）的管道的方位与敷设方式时，应做到内外协调；
3.厂区内的全厂性管道的敷设，应与厂区的装置（单元）、道路、建筑物、构筑物等协调，避免管道包围装置（单元），减少管道与铁路、道路的交叉，全厂性管架或者管墩上（包含穿越涵洞）应留有10%～30%的空位，并考虑其荷重；装置主管廊架宜留有10%～20%的空位，并考虑其荷重；
4.输送介质对距离、角度、高差等有特殊要求的管道以及大直径管道的布置，应符合设备布置设计的要求，管道布置不应妨碍设备、机泵及其内部结构的安装、检修和消防车辆的通行；
5.管道布置应使管道系统具有必要的柔性；在保证管道柔性及管道对设备、机泵管口作用力和力矩不超出过允许值的情况下，应使管道最短，组成件最少；
6.应在管道规划的同时考虑其支撑点设置；宜利用管道的自然形狀达到自行补偿，管道系统应有正确和可靠地支撑，不应发生管道与其支撑件脱离、管道扭曲、下垂或立管不垂直的现象；
7.管道布置宜做到“步步高”或“步步低”，减少气袋或液袋；否则应根据操作、检修要求设置放空、放净；管道布置应减少“盲肠”；
8.气液两相流的管道由一路分为两路或多路时，管道布置应考虑对称性或满足管道及仪表流出图要求；管道除与阀门、仪表、设备等要用法兰或螺纹连接者外，应采用焊接连接；
9.布置腐蚀性介质、有毒介质和高压管道时，应避免由于法兰、螺纹和填料密封等泄漏而造成对人身和设备的危害。易泄漏部位应避免位于人行通道或者机泵上方，否则应设安全防护。
四、石油化工管道设计的注意事项
1、材料选择恰当
石油化工管道材料特别是金属材料的选择，影响到管道安全、检修和技术改造等各个方面，不当的管道材料很可能装置导致爆炸或者引发其他安全事故，因此选择恰当的管道材料的选择十分必要。
2、管架设计稳定
不当的管架设计会导致管道运行受损或转动设备损坏，管架设计和管道设计是密不可分的，管架设计应保持稳定。管架设计时尽量减少弹簧架，弹簧架安装起来比较麻烦且在长时间的工作状态下容易失效，在安装弹簧架的过程中不能随意拔掉定位销。沿着塔的管线一般只设一个承重支架，如果第一个支架承受的荷载过大，再设第二个称重弹簧吊架，每隔一段距离设置一个导向支架。吊架一般有一定的转向角，在一个较长的管道中设计过多的吊架，会影响管道的稳定性。
3、管道布置合理
在石油化工管道设计中，管道布置应该考虑到管道施工、检修、工艺和设备布置的方面的要求，做到科学合理。管道管廊上的设计余量应该为百分之二十到三十之间，热应力管道布置在两边。为避免总管内的凝液倒入支管，也为了减少安全阀的背压，安全阀出口应从上部顺着流向以四十五度角插入泄压总管。夹套管应使用无缝或无缝对焊的管件，内管对接焊缝间距大于2米，且应经过检测合格后才能装配外管。泵入口管道应尽量短而直，采用偏心大小头防止气体积聚，保证没有气袋或液袋。
4、注重材料检测
管道材料送到现场后应该先对材料进行检验，确保材料的数量和质量。如缺少材料应立即找相关厂家协商补齐，对于一些检测不达标的材料应送相关部门复检，以避免因材料不齐或不合格而导致的误工和返工。金属管道材料都要进行水压和气密试验，按安全级别的不同对阀门进行水压测试和调试抽检[3]。
5、注意机械破坏
（1）低温破坏 当石油管道的工作环境温度过低时，由于低温导致管道所能承受的压力和冲击力限度极大的降低，很容易就出现破损的现象。所以，在实际操作过程中，当操作温度等于或低于零下20℃时，就必须要根据实际要求选用低温材料。
（2）高温破坏
在设计管道过程中要考虑到金属材料在高温下组织和性能恶化时，常见的一些破坏。蠕变失效，当金属材料在（0.3—0.5）Tm熔点温度时，在恒应力作用下发生应变，随着时间的变化，应变增加，会导致变形，以稳蠕变发展到快速蠕变以至断裂。另外由于碳钢自身的物理特性导致如果管道长期处于高温的环境下很容易发生物理强度。这样会导致管道在运行到一定年限的时候发生断裂并给裝置带来一定的严重损失，所以在设计过程中一定要考虑到石墨化的发生倾向。
五、工艺管道防护
1、涂层防护方法
涂层防护方法是目前进行地下管道防腐蚀的最有效的方法，也是应用最为普遍的方法。管道的涂层是管道防腐蚀的第一道防线，涂层的主要作用就是将管道与其所处的具有腐蚀性的土壤环境相分离，另外，涂层也是对管道进行阴极保护的必要条件。
2、防蚀涂层
复合涂层与环氧粉末是目前应用于最新修建与铺设的管道上的防蚀涂层，对于石油沥青与煤焦没瓷漆等传统的防蚀涂层的利用已经明显减少，而缠带式与液体涂料往往用于管道腐蚀的后期维护工作中。
3、阴极防护措施
所谓的阴级防护措施，就是指对铺设于地下的管道涂层破损处进行保护的一种附加保护方式，可以对涂层破损处的管道金属进行有效的保护。在许多建设工程当中，管道都进行外加电流阴极防护，还有一些工程利用牺牲阳极保护的方式来实现阴极保护的达成。阴极保护已经发展成熟，具有了明确的行业标准，其中包括设计标准与施工规范、材料标准与运行规范等等。阴极保护方式的施工难度小，不需要很大的安装工作量，对于管道周边的金属构筑物也不会造成任何影响，具有较高的使用价值。
六、结束语
综上所述，通过加强设计和施工两个方面的管理，能够大大提高石油管道的运输安全性，提高运输效率，促进了石油化工行业的不断发展和壮大。
参考文献：
[1]杨军.关于石油工艺管道安装工程施工工艺的探讨[J].房地产导刊，2013.
[2]黄婉露.石油化工装置管道工艺设计探讨[J].化学工程与装备，2010，07（03）：26-28.
[3]韩兴平，丁华，李小夏.涂层与阴极保护下的管道外腐蚀研究与控制[J].管道技术与设备.2003（05）
【关键词】 石油；工艺管道；安全；设计；施工
一、前言
石油管道是石油化工生产重要组成部分，更是连接各个环节的重要装置。做好石油管道设计和施工，对于提高运输安全性至关重要。
二、影响石油化工管道安全的因素
1、腐蚀影响
腐蚀是管道周围环境介质通过化学反应对管道材料的破坏，在很大程度上影响到管道的安全。腐蚀破坏管道的表现形式有应力腐蚀、均匀腐蚀、局部腐蚀和大气腐蚀等。由于不同管道材料所处环境的不同，其自身的耐腐蚀程度也不同。管道所处的环境一般比较复杂且易于变化，加上材料本身也存在一定缺陷，使腐蚀更难以预料和控制。
2、物理损伤
石油管道的物理损伤主要表现在低温脆性断裂和高温破坏两个方面。在低温条件下，当管道材料的温度低于其脆性转变温度时，易导致其冲击韧性下降进而发生脆性断裂。在高温下管道材料的性能会发生恶性变化，例如蠕变失效、碳钢和碳相钢的石墨化和回火脆化等，都容易导致管道材料的弱化和脆化。同时管道金属材料处于交变荷载或温度周期变化的环境下容易出现疲劳，导致金属变形损伤甚至断裂，严重影响石油化工管道的安全性。
3、密封效果
目前石油化工管道密封主要采用管法兰密封和阀门密封两种方式，以防止管道腐蚀和泄漏，保证管道安全。法兰密封由法兰、螺栓、垫片（圈）三部分共同作用，法兰的刚度及密封面型式、垫片性法兰对密封效果都有直接影响，如果管道产生位移也会影响法兰密封效果，进而影响管道安全。阀门泄露分内漏和外漏两种，据统计阀门和法兰泄露的释放量约为2/3，发生泄露直接影响到管道安全，甚至产生更严重的后果。因此，采取有效措施防止阀门和法兰泄露对石油化工装置的安全具有重要意义。
三、石油化工管道布置设计一般规范
1.管道布置设计应符合管道及仪表流程图的要求；管道布置应统筹规划，做到安全可靠、经济合理、满足施工、操作、维修等方面的要求，并力求整齐美观；
2.永久性的工艺、热力管道不得穿越工厂的发展用地；在确定进出装置（单元）的管道的方位与敷设方式时，应做到内外协调；
3.厂区内的全厂性管道的敷设，应与厂区的装置（单元）、道路、建筑物、构筑物等协调，避免管道包围装置（单元），减少管道与铁路、道路的交叉，全厂性管架或者管墩上（包含穿越涵洞）应留有10%～30%的空位，并考虑其荷重；装置主管廊架宜留有10%～20%的空位，并考虑其荷重；
4.输送介质对距离、角度、高差等有特殊要求的管道以及大直径管道的布置，应符合设备布置设计的要求，管道布置不应妨碍设备、机泵及其内部结构的安装、检修和消防车辆的通行；
5.管道布置应使管道系统具有必要的柔性；在保证管道柔性及管道对设备、机泵管口作用力和力矩不超出过允许值的情况下，应使管道最短，组成件最少；
6.应在管道规划的同时考虑其支撑点设置；宜利用管道的自然形狀达到自行补偿，管道系统应有正确和可靠地支撑，不应发生管道与其支撑件脱离、管道扭曲、下垂或立管不垂直的现象；
7.管道布置宜做到“步步高”或“步步低”，减少气袋或液袋；否则应根据操作、检修要求设置放空、放净；管道布置应减少“盲肠”；
8.气液两相流的管道由一路分为两路或多路时，管道布置应考虑对称性或满足管道及仪表流出图要求；管道除与阀门、仪表、设备等要用法兰或螺纹连接者外，应采用焊接连接；
9.布置腐蚀性介质、有毒介质和高压管道时，应避免由于法兰、螺纹和填料密封等泄漏而造成对人身和设备的危害。易泄漏部位应避免位于人行通道或者机泵上方，否则应设安全防护。
四、石油化工管道设计的注意事项
1、材料选择恰当
石油化工管道材料特别是金属材料的选择，影响到管道安全、检修和技术改造等各个方面，不当的管道材料很可能装置导致爆炸或者引发其他安全事故，因此选择恰当的管道材料的选择十分必要。
2、管架设计稳定
不当的管架设计会导致管道运行受损或转动设备损坏，管架设计和管道设计是密不可分的，管架设计应保持稳定。管架设计时尽量减少弹簧架，弹簧架安装起来比较麻烦且在长时间的工作状态下容易失效，在安装弹簧架的过程中不能随意拔掉定位销。沿着塔的管线一般只设一个承重支架，如果第一个支架承受的荷载过大，再设第二个称重弹簧吊架，每隔一段距离设置一个导向支架。吊架一般有一定的转向角，在一个较长的管道中设计过多的吊架，会影响管道的稳定性。
3、管道布置合理
在石油化工管道设计中，管道布置应该考虑到管道施工、检修、工艺和设备布置的方面的要求，做到科学合理。管道管廊上的设计余量应该为百分之二十到三十之间，热应力管道布置在两边。为避免总管内的凝液倒入支管，也为了减少安全阀的背压，安全阀出口应从上部顺着流向以四十五度角插入泄压总管。夹套管应使用无缝或无缝对焊的管件，内管对接焊缝间距大于2米，且应经过检测合格后才能装配外管。泵入口管道应尽量短而直，采用偏心大小头防止气体积聚，保证没有气袋或液袋。
4、注重材料检测
管道材料送到现场后应该先对材料进行检验，确保材料的数量和质量。如缺少材料应立即找相关厂家协商补齐，对于一些检测不达标的材料应送相关部门复检，以避免因材料不齐或不合格而导致的误工和返工。金属管道材料都要进行水压和气密试验，按安全级别的不同对阀门进行水压测试和调试抽检[3]。
5、注意机械破坏
（1）低温破坏 当石油管道的工作环境温度过低时，由于低温导致管道所能承受的压力和冲击力限度极大的降低，很容易就出现破损的现象。所以，在实际操作过程中，当操作温度等于或低于零下20℃时，就必须要根据实际要求选用低温材料。
（2）高温破坏
在设计管道过程中要考虑到金属材料在高温下组织和性能恶化时，常见的一些破坏。蠕变失效，当金属材料在（0.3—0.5）Tm熔点温度时，在恒应力作用下发生应变，随着时间的变化，应变增加，会导致变形，以稳蠕变发展到快速蠕变以至断裂。另外由于碳钢自身的物理特性导致如果管道长期处于高温的环境下很容易发生物理强度。这样会导致管道在运行到一定年限的时候发生断裂并给裝置带来一定的严重损失，所以在设计过程中一定要考虑到石墨化的发生倾向。
五、工艺管道防护
1、涂层防护方法
涂层防护方法是目前进行地下管道防腐蚀的最有效的方法，也是应用最为普遍的方法。管道的涂层是管道防腐蚀的第一道防线，涂层的主要作用就是将管道与其所处的具有腐蚀性的土壤环境相分离，另外，涂层也是对管道进行阴极保护的必要条件。
2、防蚀涂层
复合涂层与环氧粉末是目前应用于最新修建与铺设的管道上的防蚀涂层，对于石油沥青与煤焦没瓷漆等传统的防蚀涂层的利用已经明显减少，而缠带式与液体涂料往往用于管道腐蚀的后期维护工作中。
3、阴极防护措施
所谓的阴级防护措施，就是指对铺设于地下的管道涂层破损处进行保护的一种附加保护方式，可以对涂层破损处的管道金属进行有效的保护。在许多建设工程当中，管道都进行外加电流阴极防护，还有一些工程利用牺牲阳极保护的方式来实现阴极保护的达成。阴极保护已经发展成熟，具有了明确的行业标准，其中包括设计标准与施工规范、材料标准与运行规范等等。阴极保护方式的施工难度小，不需要很大的安装工作量，对于管道周边的金属构筑物也不会造成任何影响，具有较高的使用价值。
六、结束语
综上所述，通过加强设计和施工两个方面的管理，能够大大提高石油管道的运输安全性，提高运输效率，促进了石油化工行业的不断发展和壮大。
参考文献：
[1]杨军.关于石油工艺管道安装工程施工工艺的探讨[J].房地产导刊，2013.
[2]黄婉露.石油化工装置管道工艺设计探讨[J].化学工程与装备，2010，07（03）：26-28.
[3]韩兴平，丁华，李小夏.涂层与阴极保护下的管道外腐蚀研究与控制[J].管道技术与设备.2003（05）