前言
化工行业中的管道可以看作人体中的血管,连接各个设备和装置,实现物料和能量的传递。化工企业当中管道众多且走向复杂,各种各样类型的管道穿梭于设备、厂房甚至厂区之间,如果管道布置不合理,可能导致一系列的问题,轻则影响操作,影响生产效率,重则影响运行安全,甚至导致安全事故的发生。
管道布置是化工企业中工程师的一项重要功能和任务,它不仅仅要求工程师熟悉工艺流程、设备布置和总平面布置,还要求工程师综合考虑电器、仪表、公用工程、照明、消防、辅助设施等的相互影响,管道布置过程淋漓尽致的体现了工程师的综合技术水平和能力。
下面分别介绍管道布置应当注意的问题。
1、保温
管道通常是需要保温的,因此管道布置的时候需要考虑保温的厚度,因此管道之间的间距应当大于两管道半径于保温厚度之和。
由于还要考虑做保温层的操作空间,管道之间的相互影响,法兰及阀门间的影响等因素,因此距离应当为保温层之和后再加适当的距离,通常这个距离为8公分以上。
保温材料尽可能的选择符合此区域内防火等级要求,尽量选择不燃或难燃材料。
注意细节:保温层要最后做,否则可能会因为进行其它操作而频繁拆装保温层;管道保温层也。可能会被踩坏。
2、支吊架
管道需要用支架或吊架固定,以解决管道的支撑问题,避免管道发生变形和位移,减少管道震动影响。
管道支吊架间距要设计合理,不能超过管道的允许跨距;
要考虑管道的热障冷缩效应,因此需要考虑固定管托和滑动管托的位置和长度。其中固定管托要固定在牢固的装置上,一般固定在管道的一端,另一端滑动。
当管道存在垂直位移(通常是热涨冷缩效应),且垂直热位移距离超过2.54mm时,应当采用弹性吊架支撑。
当管道有保温时,应当提出要求,使用带保温的支吊架。
3、膨胀
管道受物料以及环境温度的影响会发生热涨冷缩现象,对于室外长管道以及温差较大的管道尤为明显,如果放任热涨冷缩,则可能发生管道弯曲变形、位移、碰撞、撕裂连接面等问题发生。因此,为了防止管道发生较大的位移,需要对管道进行补偿。化工企业常见的补偿方式有膨胀弯和膨胀节。
膨胀弯通常为U型的管道,可以起到补偿热障冷缩的作用。当管道内物料可能有气液两相时,膨胀弯需要水平设置。
膨胀节通常为波纹管形式,具有拉伸和收缩特性。波纹管膨胀节安装的时候需要考虑目前工况和应用后的工况,以便选择压缩或拉伸安装,避免发生补偿不足的问题。
4、防腐
管道要做防腐以提高管道的使用寿命,同时管道布置的时候也需要考虑防腐特性,通常情况下,管道布置会破坏防腐层,此时需要补充防腐层;管道管件没有做防腐时需要补充;管道防腐除了传统的防腐层外,还有牺牲阳极法以及直流保护法,选择要根据工况、环境以及成本综合考虑。
防腐层要考虑防火特性,避免火灾时因防腐层而产生蔓延。
5、静电跨接
化工管道必须做静电跨接。
可能有人会问,走循环水的氮气、走氮气、压缩空气的管道也需要做静电跨接吗?他们不是易燃易爆甚至不是可燃的。
实际上静电跨接除了要考虑输送物料的易燃易爆性之外,还需要考虑外部环境的易燃易爆性,存在爆炸危险性的区域都要设置静电导出装置。而化工企业往往都是爆炸危险区域,因此,通常情况下化工管道都需要做静电跨接。
静电跨接除了要做管道、阀门等管件之间外还需要做管道与管道之间的静电跨接。
管道在基础车间、装置区时要进行静电接地;
长距离管道在两端以及每隔100米进行静电接地;
注意:静电接地与静电跨接不一样。
有一个坑需要注意:SH3097第5.3.4条规定“当金属法兰采用金属螺栓或卡子紧固时,一般可不必另装静电连接线,但应保证至少有两个螺栓或卡子间具有良好的导电接触面。”,看到这条规范时,大部分人会说满足要求的不需要静电接地,但实际上它是有前提的,前提是要你证明这种情况下满足静电接地电阻小于等于0.03Ω的要求(GB/T 20801.4-2020 压力管道规范 工业管道 第4部分:制作与安装10.12.1条)。而如何证明又没有给出规范和要求,而且做证明还需要做验证记录,确保始终都符合电阻要求,与其这么麻烦不如直接做静电接地。
静电跨接的具体要求和规范见:SH/T 3097-2017 《石油化工静电接地设计规范》。
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关注公众号,回复“SH97”,自动获得SH/T 3097-2017 《石油化工静电接地设计规范》下载地址。
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