保温蒸汽

保温蒸汽（精选4篇）

保温蒸汽 篇1

摘要：节能减排已作为我国长期的国策, 热电行业推行“上大压小”“集中整合”已成为基本国策, 因此集中供热的发展也显得越来越重要;随着供热半径的延伸, 蒸汽管道的输送距离也越来越长, 而蒸汽管道的保温效果直接影响到蒸汽管道的热损失, 是确保末端用户蒸汽参数的重要环节, 因此保温材料的选择和保温施工工艺显得尤为重要。

关键词：保温改造,保温材料,重力,受潮,使用温度,最佳容重

随着电厂供热半径的延伸, 很多电厂选择了对老管道利旧, 减低管道的热量损失, 从保温改造开始, 更换保温材料, 对原管道进行改造, 以满足远距离的热负荷。通过目前保温改造的项目, 结合蒸汽管道运行和改造过程中发现的问题, 对蒸汽管道保温常见问题, 做个简单的分析。

1 由于重力引起管道的脱空现象

1.1 水平管道, 出现下部脱空的状态;

1.2 垂直管道, 出现管道保温下沉, 直管段无保温

2 保温材料受潮或吸潮

很多项目由于工期不确定, 保温材料进场过早, 保温材料的保护工作做得不好, 导致保温受潮或吸潮 (指南方地区, 吸收空气中的水分) 。如果保温材料含有水份, 一方面会造成保温材料一部分气体空间被水份侵占, 势必就会降低材料的绝热性, 加之有了水份以后, 还产生了湿迁移现象, 同时还伴有相变传热, 这样导热系数性能的下降。根据试验数据, 导热系数会成倍增加, 从而导致保温性能衰退;另一方面有些保温材料吸潮后, 受热后保温材料会粉化变成粉末状。

3 保温材料随热位移受挤, 造成部分管道无保温

由于补偿器段或者管道的热位移比较大, 管道位移的反方向部分管段无保温, 因此管道热损失比较大, 部分管道附件部分的保温也相当的不到位。

造成这些现象的最主要原因应该是设计, 设计是根本、选材是保证、施工是关键、验收是手段。主要是在设计、材料、施工三个环节。

4 保温设计是工程项目实现的根本

4.1 保温材料的使用温度

使用温度是指保温材料在该温度下长期反复使用均能符合设计和运行的技术要求的温度。如:欧文斯·科宁的高温玻璃棉样本的最高耐热温度为538℃, 实际上长期耐不了300℃以上的高温。张家港某热网项目, 保温均采用的欧文斯·科宁的高温玻璃棉, 运行温度为280-300℃, 第一年效果很好, 管道顶部冬天可有积雪, 第二年保温效果就衰退, 拆开保温查看, 内层高温玻璃棉有粉化现象。

4.2 保温材料的最佳容重

设计时, 如选用容重太轻的保温材料, 会在长时间重力的作用下, 造成水平管道保温形成上薄下厚, 甚至管道下部脱空, 影响保温效果 (如图1) 。

所谓最佳容重, 就是在选定某一材料的容重时应同时考虑, 以下几个方面:

(1) 具有较小的导热系数;

(2) 具有较高的机械强度、弹性恢复系数和抗震性能;

(3) 在包装运输和安装过程中材料的外型 (尤其是厚度) 稳定性好。

(4) 最佳容重对于矿纤材料及其制品尤其具有实用意义, 岩棉制品的最佳容重在90-150㎏/M3;超细玻璃棉的最佳容重在50-80㎏/M3;硅酸铝的容重和导热系数关系可详见GB/T16400-2003《绝热用硅酸铝棉及其制品》附录C。

5 材料质量是工程质量实现的保证

材料的采购应满足设计的要求, 尤其是导热系数、容重和厚度, 有些业主单位认为保温厂家的提供的检测报告满足设计要求, 就放松警惕, 须加强对保温材料的生产、运输整个过程的监督, 以确保满足保温性能要求。

6 施工是工程保温效果实现的关键

6.1 保温材料的保管

从保温材料进场到施工都严格注意防水, 尤其是保温材料的堆放, 如有库房, 尽量使用库房堆放, 如果没有条件实现室内堆放, 可将底部垫高, 防止雷雨台风天气, 使保温受潮, 并对保温材料上部覆盖采用防雨措施。

6.2 保温材料的施工

不允许在雨天施工和使用受潮的保温材料。保温和外护层施工都要由下而上施工, 保持上搭下, 每包完一段保温管, 要及时包扎外护层或防水层, 决不允许过夜。

总之, 保温是热网项目控制热损失的主要手段, 因此关系到整个项目的成败, 也是最不好控制的一个阶段, 不管在架空管道, 还是在埋地管道上都不容小觑。所以, 应把握好保温的每一个环节, 才能实现热网保温效果。

参考文献

[1]《绝热用硅酸铝棉及其制品》, GB/T16400-2003.

[2]设备及管道绝热设计导则, GB8175-2008.

蒸汽保温管线热损失评价方法研究 篇2

关键词：保温管线,热损失,评价方法

1 项目研究目的及意义

在化工行业, 大量的热能通过蒸汽热网管道输送, 最大限度地减少热网管道表面热损, 是提高热网管道节能效益的根本途径。减少输送热网管道的热损, 不但可以节约燃料, 而且能改进蒸汽的品质, 改善用户的工艺操作条件, 提高产品质量, 同时也使劳动条件得到改善。

输热管道热损失的测试是保温效果评价和保温改造的主要依据, 也是保温施工质量监督和综合评价保温技术经济效益的基础。因此, 准确、全面、经济地给出现场热损失数据是保温技术的重要内容。设备及管道保温效果是机组安全经济运行的重要指标之一。

以大庆石化公司为例。大庆石化公司拥有的某段3000多米长的高温蒸汽管道, 保温层与保护层已经老化严重, 局部区域甚至出现破损, 造成严重热量散失, 直接导致了企业能源成本增加、经济效益下降。

本研究报告对如上高温蒸汽管道末端700米段的散热状况进行测试、分析及评价, 找出保温薄弱环节, 给出优化设计保温改造结构及保温层厚度的建议。

2 管道保温效果测试及评价

2.1 管道热损失测试概述。

热介质的热量从管道内部, 经过金属壁、保温结构的主保温层和副保温层等, 最后散失到周围的大气中, 这是一种复杂的过程, 一般都存在传导、对流和辐射三种传热过程。

一般有下列情况:a.热介质的热量, 从金属内表面向金属外表面传递, 然后再从保温结构 (由保温层和保护层组成) 内表面向其外表面传递;b.热介质的热量, 从保温结构外表面向周围大气辐射。

2.2 测试内容与步骤。

现场进行大范围的输热管道保温热损失测定, 其工作量是非常大的。因此, 有计划、有步骤、有组织地进行测试是保证测试准确性的前提, 我们通过测试工作的实践, 大致分为以下两部分:2.2.1管道全线普测。在进行热损失测定工作之前, 了解管线的工艺参数、管径、长度及其支架、阀门、管间距等有关资料;查明保温层材料的品种与性能、厚度、结构、外罩和破损裸露状况等。2.2.2为了保证测定结果具有准确性, 在确定测试点时, 选择了有代表性的位置。

2.3 测试条件。

按照国家标准, 测试时应该满足以下条件:2.3.1测试应在热力系统正常运行工况下进行。机组负荷应为额定负荷的80%以上且运行基本稳定。2.3.2测试应在管道投入运行后不少于8小时, 且管道内介质参数基本保持稳定1小时后开始。2.3.3为满足一维稳定传热条件, 应排除和减少不稳定因素对测试结果的影响, 并避免在恶劣气候条件下测试。2.3.4室外测试应避免在雨、雪天气下进行, 应避免日光直接照射或周围其它热源的辐射影响, 否则必须加遮阳装置, 且稳定一段时间后再测试。2.3.5测试时测点周围风速不应大于0.5m/s, 否则必须采取措施, 如加避风装置, 且稳定一段时间后再进行测试。测试设备已经长期运行;当日天气, 风和日丽。完全满足国家标准的所要求的测试条件。

2.4 测试仪表。

根据GB/T 8174及GB/T16617的规定, 设备及管道保温 (保冷) 效果的测定分为三级。根据测定等级的要求, 应选用相应准确度的测定仪表, 见表1。本测试采用测试准确度等级为二级。

2.5 测试方案。

2.5.1测定段及测点的选取原则。根据测试目的、工况和保温结构, 选择有代表性的区域作为测定段。应避开联结缝隙处、结构破损处或其他不连续处。测点的选取原则如下:对横管和竖管应分别布置测点。沿管场取若干个测定界面, 在每个截面的圆周上布置测点。圆周上的布点位置和数量可以采用等分的方法确定, 或视温度场分布状况, 通过预测试确定。2.5.2热损失的测定方法。热损失的测定方法通常有两种方法, 一是热流计法, 二是表面温度法, 本方案采用表面温度法对管道的热损失进行评定和计算。表面温度法具体测试方法为:将热电偶式和热电阻式表面温度计的传感器直接与被测物的外表面接触, 进行测量。2.5.3本项目测试方案。本项目采用表面温度法对测试对象进行热损失评估, 具体测点布设方案如下:a.根据实际情况, 在热力主干管道上选择了有代表性的四个测试截面, 即头部, 尾部和中间两个测试面。在选择测试面的时候, 注意到了弯头往往是保温工程的薄弱环节的问题。b.每个测量面选定了顶部、上侧、下侧3个测点 (见图1) , 并在每个测点四周的圆面上分别测3次, 取其平均温度值, 再用表面温度法计算出该点的热损值, 最后用整个管道每一个截面所有测点的热损平均, 求出该管道的平均热损。c.环境温度测点布置在被测管道附近, 距离被测管道1m处测定。d.风速测点位置与环境温度的测点位置相同。

2.6 测试结果。

利用上述测试及评价方法, 对大庆石化公司3500蒸汽管线的末端约700米段进行了测试。具体测试及计算结果如表2所示, 分析结果如表3所示。

根据被测物的表面温度、环境温度以及表面换热系数, 可根据下式 (1) 计算散热热流密度q:

表3的数据表明, 4个断面的热流密度的平均值为249.8W/m2。如果除去最大点和最小点的数据, 则表中热流密度的均值为225.8/W/m2。

3 结论与建议

测试和计算表明:

3.1 四个断面平均的热流密度为249.8W/m2, 此时, 保温材料的平均导热系数相当于0.1942W/mK;除去最大测试数据和最小测试数据以后, 断面的平均热流密度为225.8W/m2, 此时, 保温材料的导热系数相当于0.1756W/mK。

3.2 对于保温材料导热系数为0.1756W/m K的管线, 在大庆地区年平均气候条件下, 700米管道的年热损失相当于426吨标准煤的放热量。

保温蒸汽 篇3

水泥和混凝土制品的蒸汽养护在国内已经得到了广泛的应用, 主要目的是获得足够高的早期强度, 以便在浇筑以后能对水泥和混凝土产品进行处理, 如尽早脱模、减少养护储存的空间[1], 如此便能缩短生产周期。但是蒸汽养护在提高水泥和混凝土早期硬化速率的同时, 也会对水泥和混凝土的耐久性产生不良的影响。有文献指出, 蒸汽养护会导致水泥水化产物快速产生却来不及在颗粒之间的空间中分散开来, 因而导致水化产物包裹未水化的颗粒周围, 影响后期水化的进行和水化产物浓度分布的均匀性[2];又由于蒸养期间水泥混凝土会发生“肿胀”、内部孔结构粗化等现象[3], 会产生大量界面微裂纹[4], 使得混凝土的力学性能降低。

无机轻集料保温板 (以下简称保温板) 是以膨胀珍珠岩等轻集料为骨料, 经压制成型的水泥板材制品。与普通水泥制品一样, 其产能受到了养护工艺的制约。因此, 迫切需要寻找一种快速养护工艺。无机轻集料保温板与普通水泥和混凝土制品的紧密结构不同, 它是一种疏松的结构。这是因为保温板采用内部为蜂窝状结构的膨胀珍珠岩代替砂子作为水泥制品的骨料;又采用压制成型工艺, 水泥用量少, 仅分布在轻集料骨料的结合处。所以, 蒸汽养护对无机轻集料保温板的作用值得探索。

在试验不同养护方法的基础上, 重点研究了无机轻集料保温板的蒸汽养护工艺, 并对规模化生产的结果进行探讨。

1 试验

1.1 原材料

水泥:南方水泥公司生产的52.5 普通硅酸盐水泥;轻集料:堆积密度60~80 kg/m3的膨胀珍珠岩;添加剂:包括乳液、憎水剂、膨润土、硅微粉和早强剂。

1.2 试验方法

1.2.1 养护方法探索实验

将预先湿润的膨胀珍珠岩和水泥按干料质量比3∶1 的配比以自落式搅拌混合之后, 分别加入40%、2%、10%、5%和2%水泥量的乳液、憎水剂、硅微粉、膨润土和早强剂, 混合搅拌均匀, 压制成600 mm×300 mm×50 mm的平板试样。静置一定时间后, 放入恒温恒湿箱中进行养护。养护完成后所有试样都移入标准养护室, 待龄期达到28 d后进行测试。无机轻集料保温板的抗压强度参照GB/T 5486—2008《无机硬质绝热制品试验方法》的规定进行测试。

1.2.2 蒸汽养护制度探索实验

压制成型的600 mm×300 mm×50 mm保温板平板试样制得后经过静置, 进入不同制度的蒸汽养护 (见表1) 程序进行养护。所有试样养护完成后立即测试抗压强度, 然后都移入标准养护室, 待龄期达到28 d后再进行测试。无机轻集料保温板的抗压强度和体积吸水率参照GB/T 5486—2008《无机硬质绝热制品试验方法》进行测试, 线性收缩率按照GB/T 11969—2008《蒸压加气混凝土性能试验方法》进行测试, 抗冻性按照JGJ 253—2011《无机轻集料砂浆保温系统技术规程》进行测试。然后以对比获得最佳的养护制度为基础, 对保温板进行批量养护 (1 次养护试样数量≥200) , 研究保温板规模化蒸汽养护的结果。

2 结果与讨论

2.1 养护条件的比较

养护条件试验均在Y2 养护制度下进行。无机轻集料保温板试样的干密度为220 kg/m3, 经不同养护条件养护的保温板抗压强度见图1。

从图1 可见, 在温度恒定条件下, 养护时湿度越大, 养护完成后的抗压强度越高;湿度一定的条件下, 养护时温度越高, 养护完成后的抗压强度越高。也就是说, 养护时温度和湿度越高, 养护后保温板的抗压强度越理想。

干密度为220 kg/m3的保温板在恒温恒湿养护完成后, 进入标准养护室养护28、56 和84 d的抗压强度如图2。

从图2 可见, 高温高湿条件下养护得到的保温板后期强度还是有进一步发展, 尽管增长量很小;与之比较, 标准养护 (温度20 ℃, 相对湿度95%) 和自然养护的保温板试样, 在后期较长时间内抗压强度有更高的上升幅度, 可是, 随时间延长, 强度还是不如高温高湿条件下养护的保温板。所以, 无机轻集料保温板经过高温蒸汽养护并不会出现如其它文献中提到的蒸养水泥制品后期强度不足的缺点。

不同养护条件下, 保温板养护达到GB/T 5486—2008 的抗压强度要求所需的时间见图3。

从图3 可以看出, 随养护温度和养护湿度的升高, 保温板试样所需的养护时间缩短, 其中95 ℃、95%湿度条件下保温板养护完成所需时间要比20 ℃、95%湿度条件下大幅缩短, 前者仅需后者的1/16, 这非常有利于缩短生产周期, 减少生产占地面积。

高温高湿条件能提高保温板强度、缩短养护时间的原因, 水泥水化的环境条件和保温板本身的结构有很大关联。作为胶凝材料的水泥矿物的水化过程是一个放热反应, 且因水泥体系的传热性能较差, 因此水泥水化产生的水化热会引起体系内部温度快速上升, 从而造成体系内外的温度梯度, 产生较大的温度应力并出现温度裂纹[5]。养护温度上升, 不仅可以减小水化体系内外的温度差, 减少温度裂纹的生成, 还会加速水泥水化过程的进行, 从而缩短形成强度所需要的时间。至于高温造成的水汽对水泥制品可能带来的变形和破坏, 对无机轻集料保温板来说, 并无大碍。因为保温板整体是一个松散的结构, 轻集料又是内部中空, 有充足的空间容纳或者供气体逸出保温板。即使产生一定的应力也很快被释放掉。所以高温养护对无机轻集料保温板来说很有益处。关于湿度的影响, 主要是由于水泥水化时需要充足的水分, 水灰比的上升能加快水化的进程, 加快和加强强度的形成与发展。

不过, 从图1 和图3 也能看到, 在温度高于100 ℃、湿度大于100% (过饱和蒸汽加压养护) 的条件下, 保温板的抗压强度和养护完成所需时间与温度95 ℃、湿度95%条件下养护的并无大的区别。可见在养护过程中施加压力是没有必要的, 这也意味不必使用压力容器, 可降低成本和减少危险性。

综合以上结果, 对于无机轻集料保温板来说, 接近100 ℃的蒸汽养护可以在短时间就获得高的抗压强度。与标准养护相比, 利用接近100 ℃的蒸汽养护可以仅用标准养护的1/16的时间就能获得比标准养护的抗压强度高20%的制品, 是一种非常适合用于无机轻集料保温板的养护方法。

在研究养护条件对无机轻集料保温板力学性能影响的同时, 还研究了养护条件对保温板其它性能的影响, 见图4。

从图4 可以看出, 几种养护条件下获得的保温板的干燥收缩率、体积吸水率和抗冻性差异不太明显。

2.2 蒸汽养护制度对保温板强度的影响

如表1 所示, 固定养护温度95 ℃、相对湿度95%不变, 对蒸汽养护时的静置时间、升温速率、恒温时间和降温速率4 个参数进行调整, 养护完成后无机轻集料保温板的最终密度为220 kg/m3, 其抗压强度如图5 所示。

从图5 可见, 养护过程中, 静置时间与恒温时间2 个参数对保温板的抗压强度影响最为显著, 而升温速率与降温速率对保温板的强度影响不明显。

试验中无机轻集料保温板压制成型之后的静置相当于蒸养混凝土的预养, 是为了让水泥初步形成强度[6]。静置时间不足 (Y1) , 则会在保温板尚不具有足够强度的时候经受蒸汽养护, 由于水、汽的热胀作用, 将使水泥中的孔隙增加, 并引起内部裂纹, 保温板内部产生大量缺陷, 致使养护完成后的抗压强度出现大幅下降[7]。反之, 若静置时间过长 (Y3) 也会导致最终强度的下降。这是因为静置时间长, 水泥在常温常湿条件下进入养护阶段。即使之后再进行蒸汽养护, 对于在静置阶段水化部分的强度提高没有裨益, 使得保温板的整体强度下降。

蒸汽养护的恒温阶段是保温板中水泥水化和强度形成的主要阶段。对于普通混凝土制品来讲, 恒温时间过长和过短都会导致最终强度的下降。根据图5 所示, 这个结论对于无机轻集料保温板也是适用的。可以看到, 过短的恒温养护时间 (Y5) 和过长的恒温养护时间 (Y6) 都会使最终的抗压强度降低。究其原因, 前者是因为水泥水化不够充分, 而后者是经过长时间的蒸汽养护后, 水泥与轻集料结合的部位会有微裂纹生成, 这期间延迟钙矾石的生成又会加剧微裂纹扩大[8,9], 所以会造成保温板最终强度的降低。

升温速率的控制主要是调节制品的硬化强度和热胀变形产生的温度应力之间的关系, 避免升温过程中混凝土温度应力超过其硬化强度造成混凝土开裂, 这对无机轻集料保温板的疏松结构几乎没有影响 (如Y4) 。降温速率的控制则是防止混凝土制品的内外温差出现拉应力, 这对无机轻集料保温板的最终强度有一定的影响 (如Y7) 。

因此, 蒸汽养护制度中关键是静置和恒温时间, 只要控制好这2 个要素, 基本可以获得无机轻集料保温板的预期强度。

2.3 规模化生产的养护工艺

在2.1 与2.2 研究基础上, 制备了大批量的保温板试样, 于95 ℃、95%湿度条件下, 在间歇式养护室中进行蒸汽养护, 探索规模化生产时养护工艺参数。期间获得的保温板试样最终密度为220 kg/m3, 抗压强度随养护时间的变化曲线如图6 所示。

从图6 看出, 在蒸汽养护的开始阶段, 保温板的强度上升得很快, 这是因为随着温度的上升, 水泥的水化反应速度大幅增加, 而充足的蒸汽为C-S-H胶凝材料的生成充分提供所需的结合水。随着时间的延长, 强度的增长逐渐变缓, 此时水化反应基本完成, 强度的发展来自钙矾石等晶体的交联与生长。当蒸汽养护的时间超过8 h之后, 保温板的强度会出现下降。

从以上可以得出, 保温板的强度快速形成时期是在蒸汽养护的前4~5 h, 保温板的整个蒸汽养护的最佳时间为7 h左右。根据这一结论就可以为保温板工业化的蒸汽养护工序设计提供重要的依据, 取得生产生产效率与产品质量之间的平衡。

3 结论

(1) 蒸汽养护能提高无机轻集料保温板的抗压强度, 大幅缩短养护时间。与标准养护相比, 蒸汽养护只需标准养护1/16的时间就能获得比标准养护高20%的抗压强度, 并且不会减弱保温板的干燥收缩性、体积吸水率和抗冻性。

(2) 蒸汽养护时, 静置时间和恒温时间是影响保温板强度的关键因素, 要控制在合适的范围内;升温速率和降温速率对保温板的强度影响相对较小。

(3) 规模化生产时, 在95 ℃, 95%湿度条件下, 保温板蒸汽养护的最佳时间为7 h。

摘要：通过不同养护条件的对比试验, 研究了蒸汽养护对无机轻集料保温板性能的影响;研究了在蒸汽养护中, 静置时间、升温速率、恒温时间及降温速率对保温板抗压强度的影响;探索了规模化蒸汽养护工艺。结果表明, 蒸汽养护能提高无机轻集料保温板的抗压强度, 大幅缩短养护时间。与标准养护相比, 蒸汽养护只需标准养护1/16的时间就能获得比标准养护高20%的抗压强度。蒸汽养护时, 静置时间和恒温时间是影响保温板强度的关键因素, 要控制在合适的范围内。在95℃、95%湿度条件下规模化生产时, 保温板蒸汽养护的最佳时间为7 h。

关键词：轻集料,无机保温板,蒸汽养护

参考文献

[1]汪冬冬, 田伟丽, 王成启.蒸汽养护及矿粉对混凝土力学性能、抗氯离子渗透性和抗冻性能影响[J].中国港湾建设, 2011 (1) :23-26.

[2]Knut O Kjellsen, Rachel J Detwiler, Odd E Gjorv.Pore structure of plain cement pastes hydrated at different temperatures[J].Cement and Concrete Research, 1990, 20 (6) :927-933.

[3]Delwiler Rachel J.Use of supplementary cementing materials to increase the resistance to chloride ion penetration of concretes cured at elevated temperatures[J].ACI Materials Journal, 1992, 89 (1) :23-28.

[4]铁道部丰台桥梁厂.混凝士的蒸汽养护[M].北京:中国建筑工业出版社, 1978:78-8l.

[5]董继红, 李占印.水泥水化放热行为的温度效应[J].建筑材料学报, 2010 (5) :675-677.

[6]沙克, 黄艳春.蒸养时间对蒸养混凝土耐久性的影响[J].低温建筑技术, 2011 (7) :15-16.

[7]Liu Baoju, Xie Youjun, Zhou Shiqiong, et al.Some factors affecting early compressive strength of steam-curing concrete with ultrafine fly ash[J].Cement and Concrete Research, 2001, 31 (10) :1455-1458.

[8]彭波, 丁庆军, 王红喜, 等.水泥与混凝土制品的蒸汽养护生产关键技术进展[J].国外建材科技, 2007 (3) :21-23.

保温蒸汽 篇4

海南三亚某超五星级旅游度假酒店项目 (含酒店和别墅群) , 所需的蒸汽和热水均分别由一个锅炉房集中供给。整个系统的蒸汽和热水采用钢套钢直埋保温管作为介质输送管道, 其中蒸汽、凝结水管道的材料采用C8 163流体无缝钢管, 热水管道采用SUS304不锈钢焊接管, 外套管采用焊接钢管Q235, 保温采用离心玻璃棉, 密度≥48 kg/m3。

二、深化设计

按设计施工图对锅炉房的设备、管道及连接酒店和各栋别墅的管道, 进行综合布置深化设计, 画出平面图、立面图和局部大样图。按管道系统单线图的数量、规格、材质选配管道组成件, 并标注管道系统编号和顺序编号对管道分类及管道安装顺序编号, 编制模块化预制管道组件制作图。

三、工厂化预制

管段的除锈、油防锈漆、玻璃纤维棉保温、纠缠玻璃纤维布、安装固定翼环、安装外套钢管及涂防腐层等工序全部采用工厂化生产 (如图1) 。

制作管道V型辅助托架, 托架的V型柱和底部均装上滚轮, 便于管道的转动。利用吊车将已涂上高温防腐层的钢管吊至V型托架和有机械转动功能的卡盘, 紧固钢管。启动套丝机使钢管转动进行离心玻璃棉管壳包扎, 纠缠玻璃纤维布, 安装固定翼环等的半机械化生产。由于钢管上包扎了离心玻璃棉管壳和安装了固定翼环, 再加上与钢套管间的空气间隙可有效地绝热。外钢套管的除锈、涂富锌底漆和三布五油环氧煤沥青玻璃丝布防腐层, 同样采用以上操作方式实行半机械化生产。

四、管线测量和管沟开挖

管道施工测量和施工控制桩的测设。管线定位路线点一般每20 m处设一点。因管线中线点在施工中被挖掉, 因此要测设施工控制桩, 分为中线控制桩和井位控制桩等附属构筑物位置控制桩两种。

1. 管道施工测量

管线的测量主要依据施工图纸、施工控制桩和临时水准点进行;沿沟槽两边每10~20 m打两根木桩, 将标高线引测在桩侧面, 管道中心线及井位等用施工控制桩来测量。

2. 土方开挖

土方开挖采用机械施工, 配合少量人工清槽。管沟坡度1:1.25~1:1.5;管沟开挖, 应按设计断面和标高。施工过程中, 应检查管沟边坡状态。根据现场情况作好支撑准备, 以防塌方。开挖管沟时, 不得破坏下面土的结构, 须留30 cm沙土不挖, 再用人工开挖至设计标高。

五、碳钢管道焊接

采用CO2气体保护焊, CO2气体保护焊在保护气流的压缩下热量集中, 熔池体积小、焊接线能量小、热影响区窄、焊件变形小。而且熔池性好, 焊工掌握的操作技术较焊条手工电弧容易和稳定, 管背面焊缝成形容易得到控制而获得满意效果。

采用机械开坡口, 坡口夹角和钝边厚度一致, 坡口间隙和角度符合规范要求。壁厚相同的管、管件组对时, 内壁错边不超过壁厚的1 mm, 不同壁厚的管、管件组对。当壁厚差大于1.5 mm时, 应按要求加工。管道组对应清理管内和管件杂物, 小管用压缩空气吹扫, 大管用清管器清理。不锈钢管与碳素钢接触部位采取保护措施, 管壁厚δ≤4 mm的管道焊接时, 可不开坡口。但焊接时, 两管之间应有2~3 mm的间隙。钢管壁厚δ>4 mm时, 开单边坡口或V型坡口, 坡口为65°左右。焊接时, 两管之间应有2~3 mm的间隙。焊前, 应对坡口内、外表面及两侧各25 mm宽的范围进行清理, 用棉纱和钢丝刷除去水、油污、飞溅和油漆, 不锈钢管必须使用不锈钢刷清扫;组对前, 应检查管子端面的垂直度, 并沿管口圆周等距离点焊3~4处。

采用单面焊接双面成形技术焊接全熔透的对接管道。焊接时, 从管底起焊管顶收焊, 在固定管两侧分别采用对称的单侧1/4圆周向上焊法焊接, 可减少弯曲变形。大管径焊接时, 采用双人同步对称焊接。

六、不锈钢管焊接

不锈钢管焊接采用氩弧焊接工艺, 确保管道内壁光滑。焊接时, 根据不同管壁, 选择焊丝直径、氩气消耗量、焊接电流、电压、速度等参数。

管的表面无裂纹、缩孔、夹渣、起瘤、折叠、重皮、锈斑和麻点等缺陷;连接前坡口不留纯边;对接时先将管道坡口的毛刺清除掉。在施焊前两小时内, 用不锈钢丝刷及丙酮 (或工业酒精) 将管端、坡口面及内外壁30 mm以内的脏物、油渍清除干净。还应在管的两侧40~50 mm长度区间内用板遮挡住, 以防焊接中的飞溅物落在管面。焊接过程中采用管内气体保护法, 确保焊缝背面成型平滑。在管道两端设置档板, 一端档板开设进气孔, 通入适量氩气;另一端开放气小孔, 避免气压过高逼穿熔池。输入管内的氩气可根据管道大小和长度进行调节, 接完毕后, 焊枪不能立即移开, 继续送出保护气体, 5 min后再关闭气阀。焊接后, 除去熔渣和焊缝两侧的飞溅物。

焊接口的酸洗液酸洗采用刷洗, 用刷子醮取50%盐酸+50%水组成的酸液刷洗。对焊缝区要反复刷几次, 到呈白亮色为上, 用清水冲净。酸洗后, 用钝化液在管道焊接表面揩一遍, 然后用冷水冲, 再用布仔细搽洗。最后用热水冲洗干净, 并使其干燥, 经钝化处理后的不锈钢焊口处表面呈银白色。

七、各种配件安装

1. 补偿器安装

补偿器按设计要求采用直埋式, 为防止散热和渗透造成波纹管补偿器腐蚀, 应做保温和防水密封结构。为保证内固定受推力的合理性和管线运行期间补偿器的稳定性, 补偿器固定两端应对称。并在两端各加一个导向支架, 以保证补偿器仅承受轴向推力, 延长补偿器的使用寿命。

2. 疏水装置安装

疏水装置应设在管道与外套管相对位移较小处, 疏水管道引出处应设疏水集水罐, 集水罐直径按设计确定。罐体直径不应小于工作管道直径的1/2, 且不应小于100 mm。

八、严密性试验和清洗

1. 不锈钢管道液压试验

不锈钢管道液压试验时, 氯离子含量不得超过25 PPm。试验压力应为设计压力的1.5倍, 且不得低于0.4 MPa。试验应缓慢升压, 待达到试验压力后, 稳压10 min。再将试验压力降至设计压力, 停压30 min, 以压力不降、无渗漏为合格。

2. 管道的吹扫与清洗

采用大管道闭式循环冲洗技术, 既能保证系统的洁净, 又节约用水。冲洗管道应使用洁净水, 冲洗不锈钢管道时, 水中氯离子含量不得超过25 PPm, 冲洗流速不得低于1.5 m/s。冲洗须连续多次进行, 水色和透明度经检测符合设计标准为合格。

蒸汽管道按压力不大于管道工作压力的75%, 流速不低于30 m/s实施吹扫。蒸汽吹扫, 应先行暖管、及时排水, 并检查管道热位移。蒸汽吹扫应按加热—冷却—再加热的顺序, 循环进行。吹扫时, 宜采取每次吹扫一根, 续根吹扫的方法。吹扫次数应不少于3次, 每次吹扫时间不少于15 min。蒸汽管道用刨光木板检验。吹扫后, 木板上无铁锈、脏物时, 为合格。

九、结语

采用上述实施, 施工质量可靠、高效快捷。工程提前完工并一次验收合格, 取得了良好的经济效益和社会效益。

摘要：本文从深化设计、工厂化预制、管线测量和管沟开挖、管道焊接、试验和清洗等方面介绍了钢套钢直埋蒸汽 (热水) 保温管道施工。其施工工艺合理先进, 效果良好。