常昊

【摘?要】石油化工裝置管道的安全運(yùn)行是基于化工裝置管道的本質(zhì)安全設(shè)計(jì)，包括工藝過程的安全設(shè)計(jì)、防止發(fā)生運(yùn)行中的事故的安全設(shè)計(jì)以及防止事故災(zāi)害擴(kuò)大的安全設(shè)計(jì)。文章主要針對(duì)石油化工裝置管道設(shè)計(jì)的安全問題進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】石油化工;裝置;管道;安全設(shè)計(jì)

石油化工企業(yè)管道內(nèi)輸送的物質(zhì)主要為易燃易爆、有毒有害的危險(xiǎn)物質(zhì)，雖然管道是密閉的，但是管道包含各類管道閥門、控制儀表等薄弱環(huán)節(jié)，在日常頻繁的啟閉過程中，難免會(huì)發(fā)生磨損、老化，從而出現(xiàn)跑冒滴漏現(xiàn)象，甚至可能會(huì)發(fā)生破裂，導(dǎo)致易燃易爆、有毒有害物流泄漏，引起作業(yè)人員發(fā)生慢性或急性中毒，大量泄漏還可能會(huì)引起火災(zāi)爆炸事故。以下簡要探討石油化工裝置管道設(shè)計(jì)存在的安全問題以及安全策略。

1石油化工裝置管道設(shè)計(jì)中存在的危險(xiǎn)性因素和主要問題

1.1存在有毒物質(zhì)的危險(xiǎn)可能性

石油化工裝置的管道設(shè)計(jì)大多是密封完好的，通常情況下，管道內(nèi)流通的物質(zhì)不會(huì)發(fā)生泄漏現(xiàn)象，但經(jīng)過長時(shí)間的使用，或因?yàn)楣ぷ魅藛T的不正確操作，往往會(huì)發(fā)生意想不到的泄漏現(xiàn)象。泄漏物質(zhì)中包含石油化工的原料、半成品、加工品等等，不缺乏有毒性物質(zhì)，在長時(shí)間與工作人員的接觸過程中，會(huì)由其口、鼻、皮膚吸收并進(jìn)入體內(nèi)，對(duì)工作人員的身體健康產(chǎn)生影響，削弱人體的生理機(jī)能，嚴(yán)重的甚至危及到工作人員的生命安全。

1.2存在腐蝕性物質(zhì)的危險(xiǎn)可能性

石油化工裝置中的管道設(shè)備將承擔(dān)運(yùn)輸各種化工原料、能源的任務(wù)，而各種化工原料本身就具有酸堿性，這部分物質(zhì)本身就對(duì)管道具有一定的腐蝕損害。另外在運(yùn)輸過程中會(huì)在管道內(nèi)壁中殘留，與其他物質(zhì)會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，常常會(huì)產(chǎn)生具有更加高強(qiáng)度腐蝕性的反應(yīng)物質(zhì)，這會(huì)對(duì)管道造成更加嚴(yán)重的損害。除了管道內(nèi)部環(huán)境復(fù)雜，外部環(huán)境同樣會(huì)對(duì)管道造成破壞，工作人員的操作不當(dāng)，高硬度物質(zhì)的打磨與敲打都會(huì)對(duì)管道造成一定程度的損害。再加上管道本身制造材質(zhì)的缺陷，往往存在不合理性，不能應(yīng)對(duì)各種腐蝕現(xiàn)象和破壞行為產(chǎn)生的影響，便會(huì)損壞管道，降低其運(yùn)行的安全性。

1.3存在應(yīng)力破壞的危險(xiǎn)可能性

由于石油化工裝置的復(fù)雜性，管道設(shè)備常常會(huì)遭受外部條件的破壞，又因自身材質(zhì)的缺陷，產(chǎn)生“應(yīng)力破壞”現(xiàn)象。例如低溫脆性斷裂，指的是某一處管道的工作溫度處于溫度低的位置，而此工作溫度又較管道材料的脆性轉(zhuǎn)變溫度低，長此以往管道韌性下降，這一位置的管道會(huì)發(fā)生脆性斷裂。再比如管道在經(jīng)過焊接等機(jī)械加工后，管道的基體組織存在應(yīng)力殘留，這將會(huì)影響管道的安全性，金屬材料往往容易隨著周圍環(huán)境的變化發(fā)生變質(zhì)現(xiàn)象，出現(xiàn)疲勞、變形和斷裂的可能性大，這種情況同樣也會(huì)破壞管道的內(nèi)部環(huán)境，具有很強(qiáng)的危險(xiǎn)性，影響管道的安全性。

2石油化工裝置中管道設(shè)計(jì)的安全策略與有效措施

2.1減少腐蝕破壞現(xiàn)象

腐蝕破壞現(xiàn)象無非是管道內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，或是物質(zhì)與管道材質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的結(jié)果。不論是化學(xué)反應(yīng)還是電解反應(yīng)，在所有的腐蝕現(xiàn)象之中，都包含了多種可能存在的反應(yīng)機(jī)理。由此導(dǎo)致管道內(nèi)壁厚度減薄所引起的均勻腐蝕現(xiàn)象占管道腐蝕現(xiàn)象的比率高達(dá)百分之三十。對(duì)于此種現(xiàn)象的產(chǎn)生，需要改良管道設(shè)計(jì)的使用材質(zhì)，提高管道的耐受性是最佳解決策略，以及采用抗腐蝕性強(qiáng)的管道材料或耐受性高的壁內(nèi)材料，增加管道的壁厚，同時(shí)監(jiān)控管道內(nèi)部腐蝕的程度和范圍，采取有效修護(hù)措施和防范政策，降低腐蝕現(xiàn)象產(chǎn)生的可能性。

2.2減少應(yīng)力破壞的可能性

石油化工裝置管道的應(yīng)力破壞現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，降低危險(xiǎn)產(chǎn)生的可能性，將應(yīng)力破壞現(xiàn)象發(fā)生率降到最低，是有效提高管道安全性的有力措施。應(yīng)力破壞對(duì)管道造成破壞，不同于管道內(nèi)壁厚度減薄的發(fā)生時(shí)間長，應(yīng)力破壞往往會(huì)造成管道開裂，并且應(yīng)力破壞之前不會(huì)有任何征兆，一旦發(fā)生應(yīng)力破壞，管道將無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，危險(xiǎn)系數(shù)極高。因此，要制定有效應(yīng)對(duì)應(yīng)力破壞的管道設(shè)計(jì)方案，根據(jù)管道的脆性性質(zhì)和硬度性質(zhì)，以及管道內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的原因，增強(qiáng)管道抗腐蝕性，并加強(qiáng)日常監(jiān)管和維護(hù)，減少開裂現(xiàn)象。

對(duì)于低溫脆性斷裂現(xiàn)象，首先要根據(jù)低溫條件和環(huán)境因素，設(shè)計(jì)、選擇適應(yīng)低溫的安全性的管道材質(zhì)。保證管道低溫脆性斷裂現(xiàn)象的產(chǎn)生率減小，提高管道運(yùn)行安全性。另外，因?yàn)榻饘俨牧显诟邷丨h(huán)境下會(huì)產(chǎn)生變質(zhì)現(xiàn)象，要盡量避免金屬材質(zhì)發(fā)生蠕變失效的狀況，減少其斷裂、變形的可能性，加強(qiáng)管道材料使用的監(jiān)控和把握，控制溫度的變化，選擇更加合適、合理的材質(zhì)，尋找問題的來源并積極處理和解決，提高管道安全性。

2.3防止密封失效，減少有毒物質(zhì)的泄漏

石油化工裝置中的管道密封材料要求嚴(yán)格，具有高度的密封性，為的是減少有毒物質(zhì)的泄漏。但不少工廠為偷工減料，采用不配套的管道密封材料進(jìn)行組裝，對(duì)工人的操作要求也不嚴(yán)格，往往提高了有毒化學(xué)物質(zhì)泄漏的可能性，出現(xiàn)密封失效現(xiàn)象。因此管道設(shè)計(jì)應(yīng)要求采用配套合理的管道密封材料，并按要求處理管道分界處，注意密封過程中的操作與實(shí)施，考慮材質(zhì)間的相互匹配性，保證密封效果達(dá)到最佳狀態(tài)。有效提高管道的使用壽命，確保管道處于良好的密封狀態(tài)，減少有毒物質(zhì)的外泄，不僅為工作人員的生命健康提供保障，還能促進(jìn)管道正常運(yùn)轉(zhuǎn)，在帶來經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，產(chǎn)生社會(huì)效益。

結(jié)語：

石油化工裝置中的管道設(shè)計(jì)是裝置安全運(yùn)轉(zhuǎn)不可或缺的組成部分之一，管道運(yùn)行中會(huì)存在不少安全隱患和安全問題。不論是密封性差導(dǎo)致有毒物質(zhì)的泄漏，還是高強(qiáng)度腐蝕性導(dǎo)致的危險(xiǎn)性或者應(yīng)力破壞產(chǎn)生的危險(xiǎn)性，都應(yīng)該具體問題具體分析，找出事故發(fā)生原因，探尋解決問題的關(guān)鍵點(diǎn)，設(shè)計(jì)出合理的管道設(shè)施。社會(huì)與大眾都應(yīng)高度重視管道設(shè)計(jì)的安全問題，提高對(duì)其的重視程度，并采取積極的態(tài)度制定應(yīng)對(duì)措施，將安全隱患發(fā)生率降到最低，為石油化工行業(yè)的發(fā)展獻(xiàn)策獻(xiàn)力。

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（作者單位：中油遼河工程有限公司）