范伦旋

(中海油石化工程有限公司，山东 济南 250101)

公司于2013年承接某科技有限公司特种聚氨酯项目，根据产品黏度高、清洗困难等情况，采用了高压清洗系统，该高压清洗系统的设计压力为55MPa，操作压力为50MPa，该压力超出了《工业金属管道设计规范》(GB 50316-2000(2008版))规定的公称压力小于等于42MPa的要求，属于超高压力，尤其是高压三通和高压弯管的内、外侧壁厚的计算更是没有规范或标准进行支持，造成高压清洗系统管道及管件的计算难度加大。

该项目属于间歇生产，要求原料和产品品种更换频繁，为保证产品质量，需要对反应釜等进行频繁的清洗。该高压清洗系统的高压流体输送泵采用柱塞泵，因此，更加导致了反应釜高压清洗管系振动问题频发。管道振动问题比较常见，但如此高压力的管道振动情况必须予以重视，否则将造成不可估量的严重事故。本文针对高压清洗管系振动问题进行了详细的研究与论证。

1 壁厚确定

设计条件如表1所示。

表1 高压清洗系统设计条件

1.1 高压直管壁厚的设计

高压直管壁厚的计算依据参考《工业金属管道设计规范》(2008年版) GB50316-2000 及《压力管道规范 工业金属管道》 GB/T 20801-2006，波特曼公式作为计算依据，计算出直管壁厚，然后用ASMEB31.3标准校核直管的计算壁。经查《工业金属管道设计规范》(2008年版) GB50316-2000得出，20G在设计温度下的许用应力为137MPa。波特曼公式以及ASME B31.3-2012规范中壁厚计算公式分别如式(1)、(2)所示。

波特曼公式

(1)

ASME B31.3-2012规范中直管壁厚计算公式

(2)

通过应用波特曼公式计算，ASME B31.3-2012规范中公式验证，以及厂家的推荐，确定壁厚在14左右。……