在石油、化工、輕工、食品、制藥、冶金、電力等工程設計中,管道設計起著舉足輕重的作用,尤其是在石油化工行業(yè),管道設計專業(yè)是石油化工工程設計的主體專業(yè),管道設計水平直接關系到裝置建設的投資和裝置建成投產(chǎn)后能否長期、高效、安全、平穩(wěn)運行。伴隨工業(yè)裝置規(guī)模的日益大型化、現(xiàn)代化、集約化、信息化和智能化,對管道設計的技術要求也越來越高。
管道設計專業(yè)是一門運用多種學科的綜合技術,既要求從事這項設計的工程技術人員具有工藝、設備、生產(chǎn)操作、檢修和施工等方面的知識,也要求具有材料、力學、機械、設備、結構、儀表、電氣等多學科知識,還要求能夠運用好計算機和外語兩個最重要的工具,根據(jù)擬設計裝置工藝、設備、土建、儀表、電氣等各專業(yè)的設計要求,結合裝置建設地地理、地質(zhì)、水文、氣候和氣象條件,并遵循相關法規(guī)和規(guī)定,用管道及其組件將裝置中各設備安全、經(jīng)濟、合理地連接。國際上通用的ASME B31管道設計系列規(guī)范指出:管道設計者的資格,設計者是負責管道系統(tǒng)工程設計的人員,應具有使用本規(guī)范的經(jīng)驗。設計者所要求的資格和經(jīng)驗取決于系統(tǒng)的復雜性和臨界性,以及個人經(jīng)驗的性質(zhì)。如果設計人員不滿足下列準則之一,就得要得到業(yè)主的批準:(a)完成了要求4年以上脫產(chǎn)學習的工程學位,并具有不低于5年的相關管道設計的經(jīng)驗。(b)有地區(qū)法定機構認可的注冊專業(yè)工程師資格及相關管道設計的經(jīng)驗。(c)15年的相關管道設計經(jīng)驗。包括壓力、持續(xù)荷載和偶然荷載及管道柔性的設計計算經(jīng)驗來說明相關管道設計的經(jīng)驗是令人滿意的。可以看出,ASMEB31系列規(guī)范對管道設計者資格提出了嚴格的要求。
我國頒布了TSG 07《特種設備生產(chǎn)和充裝單位許可規(guī)則》,替代原TSG R1001《壓力管道設計許可規(guī)則》,TSG 07規(guī)定管道專業(yè)負責人需具備高級職稱,一名管道設計人員,按照研究生25歲畢業(yè),如果一切順利的話在42歲時方可獲得審定資格。有的設計單位要求管道專業(yè)負責人一般需具備審定資格。一些企業(yè)標準常比這個國家最低標準要求更加嚴格一些,并在學歷、經(jīng)歷、專業(yè)論文等方面有條件要求。
管道設計專業(yè)技能一般包括:裝置設備布置、管道布置、管道器材選用及管道應力分析等。在國內(nèi)外,有些工程公司把管道專業(yè)工作劃分為裝置設備布置、管道布置、管道器材選用及管道應力分析等進行流水作業(yè),有些工程公司由管道設計人員獨立完成裝置設備布置、管道布置、管道器材選用及管道應力分析等基本工作。無論怎樣分工,管道設計人員能夠更好地、全面地掌握這些基本技能,將能更好地做好管道設計專業(yè)工作。我國和國外對壓力管道設計和審批人員的考核內(nèi)容要求更加全面和嚴格。
在做配管設計時,如果僅是對設備、管道等設施的擺放布置設計,不碰撞、便于支承、符合防火防爆規(guī)范、還挺美觀,就萬事大吉,校審人列出的問題僅僅是碰撞、間距等表面問題,而涉及管道系統(tǒng)工藝、器材柔性等重要問題卻視而不見,更別提利用技術經(jīng)濟原理進行設計優(yōu)化。無知者無畏,這些不達標的設計成品造成了成本浪費,造成了工程質(zhì)量和安全的巨大隱患。好的管道設計成品,就像有經(jīng)驗的音樂家用情譜寫的一首美妙的歌曲好聽沁人心脾,就像有經(jīng)驗的廚師精心烹飪的一頓可口的佳肴美味唇齒留香。本書針對配管設計中存在的這些問題,進行了詳細的講述,內(nèi)容新穎、實用,可作為配管設計專業(yè)人員的實用參考手冊。
筆者在工作中遇到多位國內(nèi)外管道專業(yè)專家,他們在繁忙的工程設計工作中編著了諸多管道設計專業(yè)指導書籍,總結了大量的寶貴經(jīng)驗,提出了許多新穎的管道設計思路,給筆者留下了很深刻的印象,這 些專家實干、創(chuàng)新和勤勉的精神值得學習。
本書與《管道應力分析與工程應用》《工業(yè)管道配管設計與工程應用》《壓力管道設計及工程實例》可配套使用。書中更新了有關國內(nèi)外標準規(guī)范的有關內(nèi)容,在系統(tǒng)地闡述基本理論的基礎上,緊密結合很多國內(nèi)外實際工程項目的精華內(nèi)容,緊密結合現(xiàn)代化的工程新技術,緊密結合計算機輔助管道設計新技術,緊密結合管道設計常用到的上百種最新標準規(guī)范,力求成為實用而系統(tǒng)的管道設計參考書,力求對提高設計水平、加快設計速度、增進設計質(zhì)量起到一定的作用。
書中融入了筆者幾十年來國內(nèi)外大、中型工程配管設計生產(chǎn)一線的經(jīng)驗和體會,圖文并茂,資料齊全,內(nèi)容豐富;緊密結合現(xiàn)代工程設計的實際,匯集了許多管道設計的思路和實例,讀者遇到類似的設計工作內(nèi)容可以直接參考使用,可以在很大程度上提高讀者的工作效率。內(nèi)容系統(tǒng)通俗,變抽象理論為具體實踐經(jīng)驗,融合了很多工作技巧和創(chuàng)新。同時,也凝聚了眾多工程的經(jīng)驗教訓。書內(nèi)還重點編寫了現(xiàn)代化計算機技術在管道設計專業(yè)工作中的創(chuàng)新創(chuàng)效。
目前的配管設計參考書多以抽象的理論描述、匯編國內(nèi)外標準規(guī)范和規(guī)定居多,缺少工程實踐經(jīng)驗的介紹,多屬一般的規(guī)定,在工程實踐參考中,發(fā)現(xiàn)很多不合理的地方。本書將在系統(tǒng)地介紹管道設計理論基礎上,配上豐富多彩的工程設計實際應用,更加有助于讀者理解和學習。
本書作為石油、化工、輕工、食品、制藥、冶金、電力等行業(yè)從事管道設計(配管設計)人員手頭既有實用價值又有比較全面參考價值的必備技術資料,也可作為高等院校相關專業(yè)的教學參考資料。
感謝中國寰球工程公司教授級高級工程師汪平、馬學婭的大力支持并提出許多中肯建議,感謝北京化工大學博士生導師錢才富教授的大力支持,感謝一直關心本書編寫的技術專家和領導,感謝同行朋友們的大力支持和幫助,感謝我的家人。參加本套書編寫的專家還有蘭斌、馬順利、李艷松、尚慶雨、嵇霞、路清泉、郝文利、趙銀虎、張建秋、趙強等。路漫漫其修遠兮,吾將上下而求索。我愿在未來的工程項目配管設計工作實踐中,以更加豐厚的成績來答謝曾經(jīng)關心、幫助和支持過我的老師、同事、朋友!