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摘要：如今石油作为不可或缺的能源，在日常生活中的使用随处可见，使用石油来生产加工化工用品时，必须要通过管道的输送，为了保障石油安全送达，石油运输管道的设计十分重要。在管道设计时出于对安全性的考虑，需要采取防护措施和遗漏定位技术等，石油运输管道的设计方案完善，才能尽量避免不必要的失误。
关键词：石油运输；管道设计
中图分类号：C35文献标识码： A
引言
通常来说对于石油的长输管道的施工要由多方面的部门进行参与才能够完成，油气管道的项目设计质量的管理在这一施工方面有着关键的作用，对于一个国家来说，长输管道就如同国家的血管一样，它实际存在着，随着我国的发展速度逐渐的加快，在其长输管道的项目设计质量管理方面就有着很多的问题涌了上来，这在当下就需要迫切的加以解决才能够更好的得以发展。
一、管道设计过程中易忽略的安全因素
在进行管道设计过程中，需要考虑的因素很多，安全因素就是其中最为主要的一项。如果忽略了管道的安全性，必将给日后投入运行带来不利影响。笔者根据自己多年来的实践经验，把管道设计中最容易被忽略的问题进行了梳理，以供参考。
（一）在管道进出装置界区的边界处安装截止阀，以供输入或者切断物料使用。并需要在阀前后安装盲板。某工厂由于一条氮气管线没有加装盲板，在进行装置检修时，由于误操作，导致氮气涌入装置，致使检修人员死亡。因此，在进行管道设计时，对一些安全因素必须充分重视。
（二）在一些有毒、有害及易燃、易爆的物质容易发生泄漏的位置，必须要安装气体报警仪，以便可以随时对周边有毒气体的浓度进行监控，如果现场发生泄漏现象，报警仪就会予以警示。起到了提前预知及保护的作用。
（三）如果操作盘的温度很高，已经接近于介质的临界自然温度，这时候，就需要对连接法兰设置蒸汽筛孔，以降低介质自燃的可能。
（四）对现场容易发生损坏的管道要及时加装保护装置。比如仪表、视镜、阀盖等部位。
（五）如果管道需要穿过防火墙等类似墙体，必须在说明文件中详细注明所用封堵材料的性质。
（六）石油化工原料及产品大部分都具有易燃易爆的特点，一般情况下可分为池火、爆炸。可燃液体泄漏遇明火，有发生池火事故的可能，易燃气体、油气粉尘等泄漏后与空气混合，达到易燃介质的爆炸极限时，遇明火或高温，有发生爆炸危险的可能。发生火灾、爆炸时，可能会造成人员受伤或财产损失。
（七）反应性危险主要指吸热反应和放热反应两种，但实际中，放热反应的危险程度比吸热反应更高，特别是使用强氧化剂的氧化反应、以有机分子作基础引进卤素原子的卤化反应和通过硝基代替化合物中氢原子的硝化反应，一旦进行这些反应时发生事故，后果将不可预料。此外，石油化工产品生产过程中有些原材料有强烈的反应活性，如果不提高注意，稍忽视就很容易发生安全事故。
二、石油运输管道设计
（一）石油运输管道设计的布置合理性分析
1. 管廊附加余量的控制
石油运输管道的设计中，必须要考虑到管道安排的合理性设计，这将直接影响到管道的施工建设以及日后对石油的正常输送。在设计管廊时，要注意余量一般为10%-20%之间，但为了以后能及时对管廊余量的扩大，在最初安排管道时将热应力管道设计在两边，在技术发展到一定阶段，对于余量值可以提高后，能对设备进行升级，不需要耗费更大的成本去换置，而且也有利于设置补偿器。
2. 管道安全阀的设置
安全阀对于石油运输管道十分重要，在设计时就要引起重视。对于泄压总管和安全阀的连接，流向角度要精确，通常设计为安全阀出口以45度倾斜，从管道上部流入总管道，角度的倾斜是为了防止总管道的石油倒流进入分支管道，造成操作的失误。设置管道的倾斜角度，使安全阀出口高于泄压总管，还能减少对安全阀的背压。为了防止袋形管积液，需要定期排放至密闭系统。
（二）石油运输管道材料选择
材料的选择在管道设计中也是极为重要的。在进行材料的选择时，首先要考虑到所选的材料要符合装置安全运行的需要。同时，材料的选择也对后期的维修以及改造工作有所影响。据有关数据证实，由于在管道设计中使用了不符合安全因素的材料，使得事故发生率增高了20%，这也说明材料的选择在管道设计中的重要。笔者经过统计与分析，把在选材过程中容易出现的问题进行了归纳。
1. 在等级分界处螺栓及垫片的选择。在管道等级分界位置，通常使用不同材料的法兰进行连接，在选择螺栓及垫片时，应符合压力等级及材质等级。
2. 环境温度对管道隔热的影响。管道隔热性能的好坏，受到操作温度与环境温差的影响，也和工艺的要求有关。
3管道用法兰进行连接时，要保证一端是活套法兰，这中设置可以使螺栓孔容易对正。
4. 对于输送易燃易爆介质的管道，且做隔热保护时，在阀门选择上，需使用防静电结构或者防火结构的球阀。
如果管道的设计温度超过了300℃，在选择保护层时不要使用镀锌材料。
（三）石油运输管道设计的防护措施及保养
1. 温度对运输管道的影响
石油运输管道的工作环境对输送有着重要影响，温度是一个难以把握的问题。若温度过低，通常低于零下20度时，会造成管道的各项指标下降，和正常温度情况下相比，压力和冲击力数值都降低，这是可能引起管道的破裂。为了避免石油管道破裂造成的泄露以及对土壤、水体的污染，对于低温的环境，需要采用抗低温的管道材料来应对管道铺设环境中的温度变化。采用金属材料時考虑金属的温度变化，并针对最低温度进行相关试验，以应对液化气体突发性汽化的现象。若管道铺设环境的温度较高，金属管道稳定性遭到了破坏，到达一定的熔点温度，在恒应力作用下发生应变，随着时间的变化，金属也会变形，蠕变失效，稳蠕变发生到快速蠕变，最终导致管道破裂。由于高温的环境对于碳的稳定性有影响，石墨化的倾向导致管道在使用年限上缩短。
2. 管道防腐蚀技术的运用
针对频频发生的管道腐蚀穿孔导致石油泄漏的事件，造成了环境污染和巨大损失，石油运输管道的防腐蚀技术需要提高。土壤腐蚀属于电化学腐蚀，钢管和土壤接触后，由于电极电位差异形成腐蚀电池。当土壤性质有差异时会形成腐蚀电池，不同的土壤造成腐蚀电池两极距离较远，这是宏腐蚀电池的构成原理。为了提高管道的防腐蚀性能，充分考虑环境对管道的影响，以及管道材料自身的抗腐蚀性，在选材时也要及时注意。
3. 运输管道清理的保养
石油运输管道的长期使用，会在管道内部形成沉积物，这些沉积物呈黑褐色，与管道粘结较为牢固，大部分是腊、胶质和沥青质混合物。会导致石油运输能力下降，造成输送障碍，因此要注重管道的清理。较多使用的方法有三种，分别是化学添加剂防腊和清腊，在管道内刷上涂层减少腊的凝结，再就是采用清管器清腊，这些措施都能有效的减少管道腊的沉积。
结束语
石油运输管道的设计是保障管道施工和日后实际运行的关键，在设计中首要考虑的是安全问题，同时对于管道材料的选择和采购，管道的防腐蚀能力、抗温度变化能力以及应对自然灾害的能力都要进行全面地权衡，将石油运输管道的设计进一步的完善，才能为实际的操作打下坚实的基础，对于管道的清理和保养也提供了便利。
参考文献：
[1]张帆. 石油管道设计团队知识管理体系建设研究[D].北京交通大学,2008.
[2]葛成吉. 中国石油管道局国际化战略研究[D].燕山大学,2012.
[3]孙明男. 中石油管道局战略绩效管理体系再设计及实施保障[D].燕山大学,2012.
[4]刘蓉. 分布式架构的石油管道设施管理信息系统研究[D].电子科技大学,2013.
[5]于贵芙. 海底挖沟机管道力学分析及调整机构设计[D].哈尔滨工程大学,2013.
关键词：石油运输；管道设计
中图分类号：C35文献标识码： A
引言
通常来说对于石油的长输管道的施工要由多方面的部门进行参与才能够完成，油气管道的项目设计质量的管理在这一施工方面有着关键的作用，对于一个国家来说，长输管道就如同国家的血管一样，它实际存在着，随着我国的发展速度逐渐的加快，在其长输管道的项目设计质量管理方面就有着很多的问题涌了上来，这在当下就需要迫切的加以解决才能够更好的得以发展。
一、管道设计过程中易忽略的安全因素
在进行管道设计过程中，需要考虑的因素很多，安全因素就是其中最为主要的一项。如果忽略了管道的安全性，必将给日后投入运行带来不利影响。笔者根据自己多年来的实践经验，把管道设计中最容易被忽略的问题进行了梳理，以供参考。
（一）在管道进出装置界区的边界处安装截止阀，以供输入或者切断物料使用。并需要在阀前后安装盲板。某工厂由于一条氮气管线没有加装盲板，在进行装置检修时，由于误操作，导致氮气涌入装置，致使检修人员死亡。因此，在进行管道设计时，对一些安全因素必须充分重视。
（二）在一些有毒、有害及易燃、易爆的物质容易发生泄漏的位置，必须要安装气体报警仪，以便可以随时对周边有毒气体的浓度进行监控，如果现场发生泄漏现象，报警仪就会予以警示。起到了提前预知及保护的作用。
（三）如果操作盘的温度很高，已经接近于介质的临界自然温度，这时候，就需要对连接法兰设置蒸汽筛孔，以降低介质自燃的可能。
（四）对现场容易发生损坏的管道要及时加装保护装置。比如仪表、视镜、阀盖等部位。
（五）如果管道需要穿过防火墙等类似墙体，必须在说明文件中详细注明所用封堵材料的性质。
（六）石油化工原料及产品大部分都具有易燃易爆的特点，一般情况下可分为池火、爆炸。可燃液体泄漏遇明火，有发生池火事故的可能，易燃气体、油气粉尘等泄漏后与空气混合，达到易燃介质的爆炸极限时，遇明火或高温，有发生爆炸危险的可能。发生火灾、爆炸时，可能会造成人员受伤或财产损失。
（七）反应性危险主要指吸热反应和放热反应两种，但实际中，放热反应的危险程度比吸热反应更高，特别是使用强氧化剂的氧化反应、以有机分子作基础引进卤素原子的卤化反应和通过硝基代替化合物中氢原子的硝化反应，一旦进行这些反应时发生事故，后果将不可预料。此外，石油化工产品生产过程中有些原材料有强烈的反应活性，如果不提高注意，稍忽视就很容易发生安全事故。
二、石油运输管道设计
（一）石油运输管道设计的布置合理性分析
1. 管廊附加余量的控制
石油运输管道的设计中，必须要考虑到管道安排的合理性设计，这将直接影响到管道的施工建设以及日后对石油的正常输送。在设计管廊时，要注意余量一般为10%-20%之间，但为了以后能及时对管廊余量的扩大，在最初安排管道时将热应力管道设计在两边，在技术发展到一定阶段，对于余量值可以提高后，能对设备进行升级，不需要耗费更大的成本去换置，而且也有利于设置补偿器。
2. 管道安全阀的设置
安全阀对于石油运输管道十分重要，在设计时就要引起重视。对于泄压总管和安全阀的连接，流向角度要精确，通常设计为安全阀出口以45度倾斜，从管道上部流入总管道，角度的倾斜是为了防止总管道的石油倒流进入分支管道，造成操作的失误。设置管道的倾斜角度，使安全阀出口高于泄压总管，还能减少对安全阀的背压。为了防止袋形管积液，需要定期排放至密闭系统。
（二）石油运输管道材料选择
材料的选择在管道设计中也是极为重要的。在进行材料的选择时，首先要考虑到所选的材料要符合装置安全运行的需要。同时，材料的选择也对后期的维修以及改造工作有所影响。据有关数据证实，由于在管道设计中使用了不符合安全因素的材料，使得事故发生率增高了20%，这也说明材料的选择在管道设计中的重要。笔者经过统计与分析，把在选材过程中容易出现的问题进行了归纳。
1. 在等级分界处螺栓及垫片的选择。在管道等级分界位置，通常使用不同材料的法兰进行连接，在选择螺栓及垫片时，应符合压力等级及材质等级。
2. 环境温度对管道隔热的影响。管道隔热性能的好坏，受到操作温度与环境温差的影响，也和工艺的要求有关。
3管道用法兰进行连接时，要保证一端是活套法兰，这中设置可以使螺栓孔容易对正。
4. 对于输送易燃易爆介质的管道，且做隔热保护时，在阀门选择上，需使用防静电结构或者防火结构的球阀。
如果管道的设计温度超过了300℃，在选择保护层时不要使用镀锌材料。
（三）石油运输管道设计的防护措施及保养
1. 温度对运输管道的影响
石油运输管道的工作环境对输送有着重要影响，温度是一个难以把握的问题。若温度过低，通常低于零下20度时，会造成管道的各项指标下降，和正常温度情况下相比，压力和冲击力数值都降低，这是可能引起管道的破裂。为了避免石油管道破裂造成的泄露以及对土壤、水体的污染，对于低温的环境，需要采用抗低温的管道材料来应对管道铺设环境中的温度变化。采用金属材料時考虑金属的温度变化，并针对最低温度进行相关试验，以应对液化气体突发性汽化的现象。若管道铺设环境的温度较高，金属管道稳定性遭到了破坏，到达一定的熔点温度，在恒应力作用下发生应变，随着时间的变化，金属也会变形，蠕变失效，稳蠕变发生到快速蠕变，最终导致管道破裂。由于高温的环境对于碳的稳定性有影响，石墨化的倾向导致管道在使用年限上缩短。
2. 管道防腐蚀技术的运用
针对频频发生的管道腐蚀穿孔导致石油泄漏的事件，造成了环境污染和巨大损失，石油运输管道的防腐蚀技术需要提高。土壤腐蚀属于电化学腐蚀，钢管和土壤接触后，由于电极电位差异形成腐蚀电池。当土壤性质有差异时会形成腐蚀电池，不同的土壤造成腐蚀电池两极距离较远，这是宏腐蚀电池的构成原理。为了提高管道的防腐蚀性能，充分考虑环境对管道的影响，以及管道材料自身的抗腐蚀性，在选材时也要及时注意。
3. 运输管道清理的保养
石油运输管道的长期使用，会在管道内部形成沉积物，这些沉积物呈黑褐色，与管道粘结较为牢固，大部分是腊、胶质和沥青质混合物。会导致石油运输能力下降，造成输送障碍，因此要注重管道的清理。较多使用的方法有三种，分别是化学添加剂防腊和清腊，在管道内刷上涂层减少腊的凝结，再就是采用清管器清腊，这些措施都能有效的减少管道腊的沉积。
结束语
石油运输管道的设计是保障管道施工和日后实际运行的关键，在设计中首要考虑的是安全问题，同时对于管道材料的选择和采购，管道的防腐蚀能力、抗温度变化能力以及应对自然灾害的能力都要进行全面地权衡，将石油运输管道的设计进一步的完善，才能为实际的操作打下坚实的基础，对于管道的清理和保养也提供了便利。
参考文献：
[1]张帆. 石油管道设计团队知识管理体系建设研究[D].北京交通大学,2008.
[2]葛成吉. 中国石油管道局国际化战略研究[D].燕山大学,2012.
[3]孙明男. 中石油管道局战略绩效管理体系再设计及实施保障[D].燕山大学,2012.
[4]刘蓉. 分布式架构的石油管道设施管理信息系统研究[D].电子科技大学,2013.
[5]于贵芙. 海底挖沟机管道力学分析及调整机构设计[D].哈尔滨工程大学,2013.