彭立国 宋 尧

中国成达工程有限公司 成都 610041

随着石油化工类等项目的装置向大型化趋势发展，大直径管道在工程项目中的应用越来越广泛，其在工程项目投资中的占比也越来越大。在工程设计中，将大直径管道的设计优化，实现大直径管道的薄壁化设计，将节省项目投资。且将大直径管道进行薄壁化设计后，会大幅降低管道重量，减小与管道相连容器设备的管口载荷，同时也减小作用在土建结构框架上的荷载，从而节省管道材料、容器设备及土建费用，达到大幅节省项目投资的目的。

在已成功稳定运行两年的某项目中，有大量大直径不锈钢管道，其中一管系参数如下：主管公称直径DN=100″(DN=2500 mm)，支管公称直径DN=52″(DN=1300 mm)；介质压力具有正压和负压两种设计工况：设计正压P1=0.35 MPa，全真空负压P2=-0.1 MPa；温度T=200℃，保温厚度均为100 mm；该管系主管自高80余米的塔顶部出口沿塔壁降至布置于20余米的钢结构框架顶部，4根支管分别接至4个换热器入口(参见图1)。

1 大直径管道的壁厚计算

在对该大直径管道进行壁厚计算时，需要将温度、正压工况、负压(全真空)工况进行组合分析，最后再确定一个满足所有工况的壁厚设计值。

1.1 常规设计壁厚计算

采用常规设计壁厚计算方法，满足所有工况组合的主管管道壁厚设计值为28 mm。

1.2 采用外部加强圈的薄壁化设计计算

根据压力容器规范GB150.3-2011第4章的规定，使用SW6-2011软件计算得到管道的名义厚度、加强圈型钢规格和间隔距离。

采用外部加强圈的薄壁化设计方法，满足所有工况的主管管道壁厚设计值为14 mm，加强圈为扁钢“—120×14”，间距5 m。……