郝培波(中海油石化工程有限公司，山東 青島 266101)

0 引言

近些年，我國(guó)的化工行業(yè)迎來了快速發(fā)展的良好局面，其帶來了眾多益處，使人們對(duì)其高度重視。但是，在實(shí)際生產(chǎn)中倘若不注重管理方面的強(qiáng)化，或無法科學(xué)合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)以及恰當(dāng)?shù)倪x取施工材料，可能導(dǎo)致各種事故，引起有毒有害、容易燃爆和較強(qiáng)腐蝕性的物質(zhì)嚴(yán)重污染環(huán)境，使人們身體受到傷害。

1 在化工工程中設(shè)備的布置和管道材料設(shè)計(jì)所具備的重要性

1.1 設(shè)備以及管道的合理布置所具備的重要性

在化工工程的有效設(shè)計(jì)過程中，設(shè)備以及管道的具體布置主要是通過生產(chǎn)工藝的實(shí)際要求展開合理選擇和有效設(shè)計(jì)的，所以，設(shè)備所具有的功能、管道、關(guān)鍵設(shè)備以及儀表等各個(gè)附件之間存在的連接關(guān)系均必須對(duì)生產(chǎn)工藝整個(gè)流程的實(shí)際需求做到滿足。此外，因?yàn)榛すこ叹哂幸欢ㄌ厥庑?，在生產(chǎn)過程中會(huì)有多種危險(xiǎn)系數(shù)較高的化學(xué)物質(zhì)、多種壓力容器以及管道。因此，在設(shè)備以及管道的實(shí)際布置中必須符合安全生產(chǎn)的一切要求，必須合理細(xì)致化的分區(qū)域存在不同類型的各種容器、設(shè)備以及管道，在必要情況下設(shè)置有效的安全保護(hù)裝置以及防護(hù)設(shè)施。此外，設(shè)備以及管道布置的終極設(shè)計(jì)方案在工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)方面具有直接決定權(quán)，一方面，在工程的整體投資中，化工工程中所需的設(shè)備以及管道材料等方面的成本具有很大占比，因此有效優(yōu)化設(shè)計(jì)方案能夠使工程投資實(shí)現(xiàn)最大化減少。另一方面，設(shè)備以及管道的合理布置計(jì)劃對(duì)工程的實(shí)際施工和后期的正式生產(chǎn)具有直接影響，首先，倘若設(shè)備以及管道的有效布置缺乏合理性，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備和管道在實(shí)際安裝中缺乏可行性的技術(shù)，需要在實(shí)際施工中對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行臨時(shí)更改，甚至可能需要對(duì)設(shè)計(jì)方案展開大范圍的變更，勢(shì)必會(huì)延誤工期，進(jìn)而使成本支出得到變相的增加。其次，設(shè)備和管道缺乏科學(xué)性的布置，則會(huì)使工程無法達(dá)到實(shí)際的工藝要求，甚至?xí)辉俚某霈F(xiàn)故障或者出現(xiàn)安全隱患，進(jìn)而對(duì)化工工程產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益的影響。因此，基于現(xiàn)階段化工企業(yè)不斷的擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，且工藝流程逐漸走向復(fù)雜化，設(shè)備以及管道的有效布置顯得尤為重要[1]。

1.2 管道材料設(shè)計(jì)的重要性

在化工工程的建設(shè)中，管道的作用在于有效連接各種不同的設(shè)備、儀表和容器，并快速的輸送介質(zhì)，其是一項(xiàng)重要的設(shè)施，因此，管道位置的不同，需要接觸到各種不同的介質(zhì)，其中介質(zhì)具有各種不同形式的物理形態(tài)、化學(xué)性質(zhì)以及溫度和壓力。然而因?yàn)榛て髽I(yè)在實(shí)際生產(chǎn)中所需要的原材料、半成品以及成品等一般具有非常強(qiáng)的腐蝕性，同時(shí)在生產(chǎn)工藝中需要通過高溫和高壓等特殊處理，進(jìn)而要求管道材料必須具備較強(qiáng)的抗腐蝕性，才能使生產(chǎn)得到安全的保證。此外，在化工工程中對(duì)于管道的布置通常采取架空方式，同時(shí)管道內(nèi)部由于介質(zhì)的流動(dòng)以及產(chǎn)生的壓力，導(dǎo)致管道必須承受非常大的作業(yè)壓力，所以，要求管道材料必須具備一定的物理性能。

2 化工工程的設(shè)備以及管道合理布置的原則

2.1 在布置設(shè)備過程中堅(jiān)持的基本原則

在化工工程建設(shè)中設(shè)備布置是一個(gè)十分關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，因此，在化工工程的實(shí)際建設(shè)過程中必須對(duì)設(shè)備展開合理的布置，通常情況下需要嚴(yán)格按照以下幾點(diǎn)原則：

①場(chǎng)地的合理選擇。盡量選擇相對(duì)寬闊且露天的地方來展開設(shè)備的合理布置，主要原因是在化工實(shí)際生產(chǎn)中容易產(chǎn)生各種有毒有害物質(zhì)以及腐蝕性較強(qiáng)的氣體，如果選擇在封閉的環(huán)境中則可能嚴(yán)重威脅到工作人員的人身安全。所以，盡量選擇具有較好通風(fēng)性的區(qū)域，同時(shí)必須切實(shí)落實(shí)安全防范工作[2]

②規(guī)范設(shè)計(jì)外觀。為了使運(yùn)作過程中發(fā)生錯(cuò)誤現(xiàn)象的可能性實(shí)現(xiàn)減少，在化工工程中有效布置設(shè)備時(shí)，必須盡可能的具備一定的整齊性和規(guī)范性，按照正確順序一一擺放，進(jìn)而使其外表表現(xiàn)的更加美觀。

③合理布置設(shè)備。在化工工程的實(shí)際建設(shè)過程中所涉及到眾多種類的設(shè)備，在具體布置過程中必須遵循工藝設(shè)計(jì)的相關(guān)要求，首先需要對(duì)生產(chǎn)過程做到有效把握，然后根據(jù)這個(gè)特定的順序來合理布置設(shè)備。盡量將同一類型的設(shè)備做到集中布置，當(dāng)然必須使其具備合理性，只有合理且規(guī)范化的布置設(shè)備，才能使后續(xù)工作的得到順利開展的保證。

④分區(qū)域布置。每種設(shè)備都具備了自己獨(dú)特的功能，在設(shè)備的具體布置過程中需要充分考慮到每種設(shè)備所具備的性能，根據(jù)性能的不同將其在不同的區(qū)域中展開相應(yīng)的分配。例如，為了防止因?yàn)榛な鹿实陌l(fā)生而產(chǎn)生多米諾效應(yīng)，在針對(duì)主要設(shè)備進(jìn)行布置時(shí)需要考慮到對(duì)其有輔助作用的設(shè)備，在主要設(shè)備附近的下風(fēng)口處的安全位置安裝輔助設(shè)備。這樣不僅使布置效率得到了提高，而且使布置具備了較強(qiáng)的合理性。此外，梯子的布置同樣是一項(xiàng)重要工作。首先需要將梯子放置于面朝塔壁的位置，高度盡可能設(shè)置在3～10 M之間。如果因?yàn)閷?shí)際需要不得已必須增加梯子高度時(shí)，則需要考慮布置休息平臺(tái)。

2.2 在布置管道過程中堅(jiān)持的基本原則

在化工工程中布置管道時(shí)需要遵循的基本原則是：首先，管道的有效布置必須符合工藝流程，同時(shí)在實(shí)際布置過程中盡可能使管道處于架空位置。其次，在管道的實(shí)際布置過程中必須保持一定的距離，對(duì)于管道的凸出部位而言，則管道之間必須保持25 mm以上的安全距離。第三，管道在實(shí)際布置時(shí)氣體的進(jìn)入位置通常是在主管道的上方處，管道的布置位置不能選擇在吊裝孔內(nèi)以及拆卸區(qū)。第四，需要沿著底面布置管道時(shí)，不能違背工藝裝置要求展開布置，不能在其他設(shè)備和建筑物上進(jìn)行跨越以及穿越。第五，用于固體物料輸送的管道，其彎曲半徑必須保持在工程管道直徑的5倍之內(nèi)。同時(shí)用于氣體排放的管道必須達(dá)到相關(guān)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。

3 優(yōu)化化工工程設(shè)備布置的策略

在化工工程的實(shí)際建設(shè)中，必須深刻認(rèn)識(shí)到合理布置設(shè)備所具備的重要性，不斷仔細(xì)觀察以及掌控實(shí)際施工中的具體狀況，根據(jù)實(shí)際情況采用科學(xué)、合理的手段優(yōu)化設(shè)備的布置。細(xì)致化講，在優(yōu)化設(shè)備布置的過程中不能偏離工藝設(shè)計(jì)的具體需求，特別是設(shè)備布置的實(shí)際順序以及流程，必須高度符合國(guó)家要求、設(shè)備正確的安裝流程以及使用過程中的注意事項(xiàng)等。例如，在布置同一類型的設(shè)備時(shí)，盡可能選擇集中安裝的方式，利用位差使設(shè)備之間存在順序以及關(guān)系得到較好體現(xiàn)。同時(shí)，由于設(shè)備具有各種不同的功能，在布置這類設(shè)備時(shí)，需要對(duì)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)作需求做到深入了解，多數(shù)設(shè)備并非是以單獨(dú)形式存在的，其可以組成一個(gè)設(shè)備體系，主要由主要設(shè)備和輔助設(shè)備兩種組成，其中輔助設(shè)備的安裝必須與主要設(shè)備保持在一定安全距離范圍內(nèi)，一般布置位置選擇在主要設(shè)備的下風(fēng)處。此外，多數(shù)情況下，化工工程的設(shè)備需要選擇在露天環(huán)境中展開布置，在實(shí)際布置中需要從風(fēng)向以及空間利用方面展開考慮，同時(shí)根據(jù)實(shí)際的場(chǎng)地情況對(duì)設(shè)備位置進(jìn)行合理的優(yōu)化，使空間利用得到優(yōu)化[3]。

4 優(yōu)化化工工程管材選擇的策略及注意事項(xiàng)

4.1 管道材料的選擇

我國(guó)化工工程的實(shí)際施工技術(shù)所制定的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中明確提出了管材選擇方面的要求，處于不同的壓力、溫度以及生產(chǎn)工藝下，無論是管材的性能和直徑，還是壁厚等各方面的參數(shù)均必須表現(xiàn)出各自的差異，因此，在實(shí)際優(yōu)化過程中，必須嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)范的相關(guān)要求。每種管材均可以用于各種環(huán)境當(dāng)中，但是，隨著我國(guó)科技的不斷進(jìn)步，在實(shí)際化工工程中，除了鋼管材的有效應(yīng)用之外，其中化工玻璃以及復(fù)合型管材等有著一定的耐磨性和耐腐蝕的幾大優(yōu)勢(shì)，可以根據(jù)具體情況展開合理的選擇。在實(shí)際優(yōu)化過程中，可以立足于管道所處的實(shí)際溫度、壓力以及介質(zhì)的傳輸?shù)葘用嬲归_考慮，不僅需要使管材具備耐腐蝕性，而且其附件也必須具備一定的耐腐蝕性。與此同時(shí)，需要對(duì)管材進(jìn)行加工性能的優(yōu)化，在施工過程中由于現(xiàn)場(chǎng)的施工環(huán)境具有一定的不確定性，可能需要現(xiàn)場(chǎng)加工以及改造管材，進(jìn)而達(dá)到管道布置的實(shí)際要求，這就要求材料必須具有較強(qiáng)的加工性能，以便于管材能夠更快的適應(yīng)。此外，在化工實(shí)際生產(chǎn)過程中，考慮到眾多產(chǎn)品和所需的原材料有著一定的腐蝕性，在選擇管材時(shí)必須深入分析其性能指標(biāo)，而且需要體現(xiàn)出在實(shí)際生產(chǎn)的不同環(huán)節(jié)對(duì)管材性能提出的不同要求，深入分析處于具體環(huán)境中的管材性能，例如，在生產(chǎn)的整個(gè)過程中，其中只有一道工序要求管材必須達(dá)到GCI水平，則在選擇管材過程中必須對(duì)這一環(huán)節(jié)的生產(chǎn)工序的具體情況展開特殊考慮，同時(shí)在管道的實(shí)際布置中，需要多次檢測(cè)管道的質(zhì)量以及安全，結(jié)合實(shí)際環(huán)境深入分析管道能否達(dá)到實(shí)際生產(chǎn)中的高壓以及高溫等方面的要求標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而保證管材的實(shí)際承受能力符合化工工程的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

4.2 管道材料的注意事項(xiàng)

在化工的實(shí)際生產(chǎn)過程中，管道是一項(xiàng)最為基礎(chǔ)性的設(shè)施，其性能的好與壞對(duì)工程的的質(zhì)量有著直接關(guān)系，如果選用缺乏合理性或布置缺乏合理性，都可能引發(fā)安全事故。因此，在實(shí)際選用的過程中瘦小必須深度考慮其性能，例如，是否具備一定的抗磨損性能以及抗腐蝕性，同時(shí)，壓力存在的差異也影響著管道的合理選擇。倘若壓力達(dá)到GC1級(jí)時(shí)，則首選材料是無縫鋼管，如果存在特殊情況也可以選擇GB/T 8163，此時(shí)為了防止存在無法用肉眼識(shí)別到的一些裂紋，必須利用超聲波技術(shù)來仔細(xì)檢查管道[4]。

5 結(jié)語(yǔ)

由于化工工程中設(shè)備以及管道的合理布置與否，直接關(guān)系著生產(chǎn)過程中的工藝要求和具體的施工進(jìn)度，因此，在正式施工之前反復(fù)多次的論證以及優(yōu)化實(shí)際方案是一項(xiàng)重要環(huán)節(jié)，以保證實(shí)際施工的正常開展以及工作整體質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。