保温直埋管道

保温直埋管道（精选9篇）

保温直埋管道 篇1

行业标准CJJ/T 81-2013城镇供热直埋热水管道技术规程于2014年2月1日正式实施。适用范围较旧版有了较大的变化, 尤其是增加了供热直埋热水管道的保温计算, 并在附录A中给出了自然地温数据, 使公式计算参数明确, 可操作性强。文中针对影响热损失的各种因素进行分析, 确定出各种因素影响的大小, 其结果对设计、运行都有一定的参考价值。

1 供热直埋热水管道热损失计算[1]

CJJ/T 81-2013城镇供热直埋热水管道技术规程中增加了直埋保温管道的热损失计算, 对供热直埋热水管道的热损失有了理论依据, 其计算如下:

其中, qs为供水管单位长度热损失, W/m;ts为计算供水温度, ℃;tr为计算回水温度, ℃;tg为管道中心埋设深度的自然地温, ℃;Rg为土壤热阻, (m·K) /W;Rt为保温材料热阻, (m·K) /W;Rh为附加热阻, (m·K) /W。

其中, qr为回水管单位长度热损失, W/m;其余符号同上。

其中, λg为土壤导热系数, W/ (m·K) , 应取实测数据。估算时湿土可取1.5 W/ (m·K) ~2 W/ (m·K) , 干砂可取1 W/ (m·K) ;Hl为管道当量覆土深度, m;Dw为保温层外径, m;其余符号同上。

其中, λt为保温材料在运行温度下的导热系数, W/ (m·K) ;Do为工作管外径, m;其余符号同上。

其中, b为供、回水管中心线距离, m;其余符号同上。

其中, R0为土壤表面换热热阻, 可取0.068 5 (m2·K) /W;H为管道中心线覆土深度, m;其余符合同上。

2 热损失的影响因素

保温层厚度、供回水温度、埋深、管道中心线间距以及管径是影响供热直埋热水管道热损失的一些因素, 下面针对以上因素进行分析。

2.1 保温层

保温层厚度是一个经济技术要求的参数, 既要满足技术要求, 也要考虑经济性。下面以DN1 200管道为例, 计算不同保温层厚度供回水管的单位长度热损失及总热损失。管外径Do=1 220 mm, 两管中心距b=1.8 m, 管道中心线覆土深度H=1.6 m。采用硬质聚氨酯保温, 导热系数为λb=0.023 W/ (m·℃) , 供水管的平均水温ts=110℃, 回水管的平均水温tr=50℃, 该地区2月份管道中心线的自然地温为tg=0.3℃。计算在不同保温层厚度下单位长度供、回水管的热损失和单位长度的总热损失, 见表1。

从表1可以看出, 随着保温层厚度的增加, 供、回水管热损失以及总热损失减小, 但减小的幅度有很大的区别, 随着保温层的增加, 供水管减小的速度比回水管大;供、回水管热损失以及总热损失都是减小的幅度越来越小。也就是说在使用年限内, 减小的热损失所带来的经济效益和增加的保温成本之间有个平衡点, 此时的保温层厚度为经济厚度。其次同样的成本, 供回水管采用同样的厚度不如供水管保温厚度大于回水管保温厚度更加经济。

2.2 埋深

由式 (3) 和式 (5) 可知, 增加管道埋深, 土壤热阻和附加热阻都会增加, 热阻越大, 供回水管的热损失会越小。以上面的例题为基础, 保温层厚度δ=60 mm, 在不同埋深下, 单位长度供、回水管的热损失和单位长度的总热损失见表2。

由表1和表2可得, 在保温层厚度δ=60 mm, 埋深由覆土深度H=1.6 m增加到覆土深度H=2.8 m, 同保温层厚度δ=70 mm, 埋深覆土深度H=1.6 m管道单长总热损失一样, 即增加1.2 m埋深, 相当于保温层厚度增加10 mm的效果。随着埋深的增加供回水管道的单长热损失都在减小, 速度由快变慢。

2.3 供、回水温度

由式 (1) 和式 (2) 可得, 供回水温度直接影响着单位长度供回水管的热损失, 表3为保温层厚度δ=60 mm, 在不同供回水温度下, 单位长度供、回水管的热损失和单位长度的总热损失。

由表3可得, 随着供回水温度的降低, 单位长度总热损失减小;保持供水温度不变, 只减小回水温度, 单长供水管热损失增加, 单长回水管热损失减小, 其单位长度总热损失减小;同理, 保持回水温度不变, 只减小供水温度, 单长回水管热损失增加, 单长供水管热损失减小, 其单位长度总热损失减小。总之低温水供热可以有效减小热损失。但降低供回水温差会增加运行能耗, 要综合考虑。

2.4 管中心距离

管中心距离是由安装和维修操作空间来确定的, 其调整空间较小。由式 (5) 可得, 管中心间距越大, 其附加热阻越小, 其热损失越大, 故减小管中心间距可以减小热损失, 见表4。

由表4可得, 随着管间距的减小, 管道热损失减小, 但总体来看, 减小的幅度比较小, 在合理的管间距范围内, 可以忽略管间距带来的影响。

3 结语

由表1~表4可得, 保温层厚度、供回水温度、埋深以及管间距都对管道的热损失有影响, 但影响的程度不同, 保温层厚度、供回水温度及埋深影响较大, 管间距影响较小。在确定保温层厚度的时候, 要充分考虑供回水温度和埋深, 并且供回水管道的保温层厚度根据总热损失最小确定。在输送同样热量的情况下, 管径越大输送损失能耗越低[2,3], 其以上结论对设计、施工和运行都有一定的参考价值。

摘要：依据CJJ/T 81-2013城镇供热直埋热水管道技术规程行业标准, 对增加的供热直埋热水管道的保温计算进行了研究, 分析了保温层厚度、埋深、供回水温度以及管间距对管道热损失的影响, 其对经济保温厚度的确定有重要的参考价值。

关键词：直埋供热管道,热损失,保温层

参考文献

[1]CJJ/T 81-2013, 城镇供热直埋热水管道技术规程[S].

[2][丹麦]兰德劳夫皮.区域供热手册[M].贺平, 王刚, 译.哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社, 1998:119-120.

[3]王飞, 张建伟.直埋供热管道工程设计[M].北京:中国建筑工业出版社, 2007:19.

保温直埋管道 篇2

摘要：随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，冬季供暖始终牵动着民生问题。我国地缘以温带气候为主冬季漫长，特别北方城市采暖供热是必须的生活条件，因此对供热管道的施工质量更加关注。

关键词：室外直埋热力管道；施工质量；研究

热力管道是采暖供热的主要载体，其施工质量一方面关系着管道本身的质量安全，另一方面关系着正常的供暖供热，保障着人们的生产生活。特别是在严寒的北方，一天没有暖气就无法生活。采取直埋式热力管道进行供热有许多优越性：一是直埋式管道受力均衡，不管是来自内部的热力压力还是来自外部的重力受压，都是均衡的，因此有利于保护管道质量，防止受压不均衡而产生的爆管现象。二是直埋式管道可以避免与下水道、自来水管道、天然气管道的交叉冲突，因为供热管道往往与这些管道交织在一起，若是采取直埋式就可以避免与这些管道交叉敷埋，一旦哪一种管道发生破裂就会影响其他管道正常运转，从而发生更大的安全隐患，处理起来也很麻烦。三是直埋式管道可以减少管道链接，缩减施工时间和施工费用，从而降低了管道安装的成本，有利于施工企业的生存和发展。而且维修方便容易查找热力管道的裂缝，降低了供热管道的危害保障了人们的生产安全。

1室外直埋供热管道的受力分析

做好热力管道的施工质量首先应分析直埋供热管道的受力情况，只有准确把握管道受力情况，才能找到影响管道质量的因素，从而才能提高施工质量。供热管道受力来自两方面的因素：一是管道内部的受力，供热管道内部不管是汽暖还是水暖，都要承受汽暖和水暖的冲击力，温度的压力，这就需要供热管道质量过关，能承受起这两种力的影响，管道质量过关才能保障施工质量。二是管道外部的受力，主要是管道重力和覆土的压力影响，这两种力也是对管道质量的考量，也是反应施工质量的因素，如管道铺设不平在重力的影响下直埋管道就会发生断裂现象，所以受力平衡才能保障供热管道的安全，同时也反映出了施工质量好坏。

2直埋热力管道的特点

2.1滑动导向支架形式

滑动导向支架一般都是“钢套钢”形式的，通常情况下从里到外的顺序分别为工作芯管、滑动导向支架、玻璃棉层、空气隔热层及钢外护管。在工作状态下，芯管温度会受热气温度的影响变高，但是钢外护管的整体温度大都处于40℃左右，若内芯与外管是一体的化会产生极大的内应力对管道造成破坏。使用滑动导向支架形式后，使芯管能在外管内有一定幅度的滑动空间，将由于温差而产生的内应力基本抵消。

2.2热力直埋管道的固定方式

2.2.1内固定。即内外管道间的固定，内管因为管道的自身结构固定在了外围保护管上，在工作过程中可以利用外围保护管道的高硬度、高强度及其与外部土壤产生的摩擦力来完成对内管的固定工作，节省了建筑材料。只有在使用的保护管为钢质管的情况下才能使用内固定方法。

2.2.2外固定。即工作芯管与外保护管同时被固定，想要以这种方式完成固定，需要在每一段管道和补偿器的两边设立两个大型的钢筋混泥土搭建成的墩架。“塑套钢”及“玻璃钢套钢”的保温结构必须采用此种方式来完成固定。

3热力管道室外施工实例

以某市的热力工程为例，该市预备利用市区化肥厂生产过程中产生的过热蒸汽作为热源，将蒸汽通过DN500的螺旋焊接式的钢管输送至换热站，通过换热站内部的热交换器来实现将热蒸汽转化为热水为市区居民提供供暖。用以输送蒸汽的螺旋焊管为该工程的施工方所购买，在购买后由保温厂家实施保温，然后运输至施工地点由施工单位实施管道安装。该热力管道补偿器采用的是只具有单一的轴向补偿功能的波纹管补偿器，并以25米为间隔设置固定支架。中间两个补偿器之间的距离为20米，在固定支架的中间还设置了一些混凝土滑动支架。固定支架是在临时浇筑的钢筋混凝土基础之上搭建而成，在供气主管道上还有一些阀门井，阀门井内设有疏水阀，在管道正常工作时热力公司负责及时使用潜水泵抽出其中的凝结水。

3.1施工过程中出现的相关质量问题

该工程施工在4-10月，为当地的雨季，且该项施工在市区内进行，对市区的交通及居民的日常生活带来很大的不便，所以施工方实施的是边挖边装，边装边填的施工方式将影响控制在最小范围内。该单位在施工过程中发生了这些质量问题：

（1）施工期间实施管道试压的过程中，波纹补偿器产生了轻微的变形，管道整体出现了横移。

（2）由于天气即将下雨所以在实施回填时，施工人员在安装补偿器后未安装好固定支架便匆忙开始了试压工作，导致补偿器过度拉伸损害了波纹补偿器。

（3）在管道的预热过程中，管道内部的水产生了强烈的波动，管道也随之产生了跳动。

（4）在清洗过管道并通过检验得知其中无杂质之后，仍然在管网发现了若干固体杂质。

3.2上述质量问题出现的原因及解决方案

3.2.1安装方式错误。该施工单位在管道和补偿器安装过程中采用的是边挖边装，边装边填的方式，把管道一根一根的往前接，补偿器也是如此，这样就造成对用户管道支架的.位置调整不能做到最佳，管道安装时弯曲度偏差大。在实施试压过程中由于产生了一定的膨胀，管道横向位移。正确的做法是，将补偿器的安装工作放在后面，将管道整体安装完成后，保证管道整体的同心度符合相关规定及固定支架的安装足够坚固。等到上述步骤完成后在管道上标明补偿器安装的定位中线，根据所使用的补偿器具体长度画出补偿器的安装边线，在对管道实施切割并在处理过切口之后安装补偿器。补偿器在安装过程中要使用临时支架予以支撑。

3.2.2施工人员专业知识不足。对于补偿器的伸缩性没有一个清晰的概念。补偿器安装的作用就是利用其伸缩性实现对管道产生热胀冷缩时予以补偿。所以在需要试压时若该管道系统已安装了补偿器，就要先按照管道图纸的设计方案，完成固定支架的安装工作，对补偿器的伸缩度给予一定的限制，再实施试压。

3.2.3工作人员操作失当。在进行暖管工作时阀门打开太大，导致管道中瞬间涌入了大量蒸汽，并产生了过多的凝结水无法及时排除，在管道内回荡产生水击并引起了管道的剧烈跳动。这种情况极易造成管道或阀门破裂，影响整个管道系统的安装进度。正确的做法是在启动管道暖管工作时缓慢开启蒸汽阀门，使蒸汽逐步进入管道并产生一定量的凝结水，凝结水在水蒸气的推动下管道深处流去达到暖管的目的。在开始暖管之前要对疏水阀的状态予以确认，保障疏水阀在暖管结束后能做到排出凝结水。

4结语

总而言之，室外直埋热力管道施工是一项综合技术强、质量要求高的工作。施工单位的工作人员必须在施工之前对整个工程的特点、技术要求、难点重点以及施工规范标准牢牢掌握，并且要制定真实可行的施工方案、应急方案等，这样才能全面管控好施工质量，保证工程顺利完工。

参考文献

[1]任应华，徐庆伟.室外直埋热力管道施工质量问题分析[J].安装，2011.

[2]杨宁.室外直埋热力管道施工质量问题分析[J].城市建设理论研究（电子版），2013.

保温直埋管道 篇3

关键词：蒸汽管道；直埋技术；吹扫技术

中图分类号：TU995.2 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）29-0026-01

目前，我国直埋技术已经逐渐突破材料与技术的限制，有了更大的适用范围，并在施工中运用保温材料与相应的结构形式，解决了蒸汽管道复杂的热应变受力、较大的热位移与较高温度等问题，而吹扫技术则是使杂物因高速流动而被冲刷带走，以及因管道中的差异造成的位移而脱落，因此，直埋的发展为吹扫的发展创造了有利条件，对这两种技术进行研究有利于管道的安全运行。

1 工业蒸汽管道直埋技术

1.1 保温结构形式

保温结构对于直埋敷设蒸汽管道十分重要，各种保温结构的优劣性也有差异，在选择时对使用寿命、地下水位高低、工期长短和投资效益等要进行综合考虑，其形式主要有以下三种：

①内滑动外固定，其中的“内滑动”表示保温结构和工作钢管二者分离，并且高温蒸汽会对其产生影响，从而出现热膨胀和位移，外管套就会和保温结构层结合在一起，不发生运动。润滑层在钢管外表面，保温结构内层是由隔热层形成的，其材料为硅酸镁瓦块或耐高温硬质微孔硅酸钙，外层的保温层则采用聚氨酯泡沫塑料，外保护层选择外管套时应以保温层外径大小为依据，焊接钢管的材料为规格不同的成品或钢板卷。通常使用混凝土制作该结构的固定基础，不用装设导向架，选择鞍式支座为固定支座，并于土建预埋件上焊接。将钻有排潮孔的排潮管设置在保温层中，钻孔部位与工作钢管接触且插入保温结构。超过地面高度500 mm处伸出排潮管，且将其回弯设置的与混凝土固定墩尽量靠近。

②内滑动内固定，即在外套管的固定端处固定工作钢管，固定时不需要钢筋混凝土。为使产生于管道的水平推力得到满足，固定端的强度必须足够，为使热桥效应减少需进行隔热。制成外套管的钢管强度及壁厚应与固定焊接支架需承担的力相满足，且有排潮管设置。工作钢管、润滑层、铝箔反射膜、与外套管等共同组成保温结构。

③外滑动内固定，需精密结合工作钢管和保温材料，形成的整体在热膨胀时运动同步。留10～20 mm的间隙在保温层和外套管之间，既是良好的信号管和排潮通道又可保温。隔热导向支架设置在外套管和工作钢管之间时应有距离间隔，选择滑动导向架为导向支架，滚动支架为大管径导向支架，参照外套管防腐要求安装排潮管。

1.2 蒸汽直埋管道的热补偿

在温度作用下蒸汽直埋管道热胀冷缩，应力出现后使安全受到威胁，一定要进行补偿，通常有采用补偿器、自然补偿、一次性补偿和管道预热拉伸四种方式。其中最可靠、安全、常用的是自然补偿。温度变化时一定量的弹性变形与塑性变形在蒸汽直埋管道的弯管部分发生，完成自然补偿。分析蒸汽直埋管道的热力时，若管系或局部没有足够柔性，长生过大热应力，在演算大于推理允许值的部分时可选择补偿器补偿。与其他管道相比，蒸汽管道热伸长量大，温度较高，需选择刚度小、补偿量大的补偿器。通常采用为蒸汽直埋管道专门设计的补偿器或波形补偿器完成蒸汽直埋管道，与工作钢管相同，应全封闭补偿器的外套管。外套管对于全直埋式波形补偿器不必另外添加，若外套管表面温度大于50 ℃，有较长直管段，具备热伸长量，需进行补偿。

2 工业蒸汽管道吹扫技术

2.1 吹扫蒸汽管道的必备条件

①制定合理的吹扫方案。首先应有专门的小组指挥、协调与管理吹扫过程，为使信息交流的准确性得到保证，联络时可使用对讲机。应有明确的吹扫目的以及蒸汽管道基本参数，如管道材质、设计温度等。其次要有明确的吹扫范围，可作空视图并编号，表示需打靶检验的吹扫口和低点、高点排放口、吹扫口等。进行参数选择时，吹扫蒸汽量需要计算。最后要合理安排吹扫顺序，选择吹扫方法，若吹扫口较多，吹扫原则为先主管后支管。

②明确吹扫分工。由专人负责控制室内电脑自动操作或现场手动操作，各分包商、业主与施工单位应有明确职责，观察管道支架是否异常，为应对突发事件应做好准备。

③检查管道支架。安装蒸汽管道后对管道支架进行检查，查看与设计要求是否相符，包括施工质量与规范是否相符，托盘固定等。

④主管的防腐保温。该措施可使吹扫蒸汽管道使损耗的蒸汽量减少，低点排放装置暂时可不保温，导淋管线堵塞现象可能出现在吹扫过程中，需要敲击管线，甚至将阀门卸掉来疏通管道。

⑤设置并加固固定点。现阶段我国在用不同方式分析计算吹扫口的受力情况时均缺乏准确性，一般将固定点设置在吹扫口后，应以吹扫口在现场实际的状况选择相应方式对其进行加固。

⑥吹扫口设置安全范围。若蒸汽管道装置内有蒸汽吹扫口，需将其向室外引导，为吹扫安全需将吹扫口指向空中。若吹扫口早装之外，应以实际情况为依据朝空中吹扫，若是水平吹扫口应保证足够的安全范围。

⑦拆除相关元件。包括蒸汽吹扫管道上的的管道仪表、测温元件、孔板等，若调节阀焊接在管道上，应采取措施进行防护。

2.2 吹扫蒸汽管道的重要参数

首先是选择蒸汽管道吹扫的蒸汽流量。虽然蒸汽管道内存在的一些杂物和铁锈去除比较容易，但是管壁上的那些附着的焊渣等除去就比较困难了，所以蒸汽的吹扫力影响着吹扫效果的好坏。吹扫蒸汽的质量和速率增量的乘积就是吹扫力的大小，也是动量变化率的大小。蒸汽的速率受到质量、流量等因素的影响，在过热蒸汽的情况下与比热容有一定的关系，并且受到温度的制约。注重流量与流速，是保证吹扫效果的关键。确认蒸汽管道人口的吹扫力高于冲刷力是为了保证保温良好。

其次，影响吹扫效果的直接因素是蒸汽的参数，冲刷管内生锈的杂物需要用能量，所谓的能量就是管内蒸汽介质流动时所产生的，也称作为动量。蒸汽吹扫的能力越大吹扫的效果就也明显。蒸汽参数、蒸汽管道的水力特征、吹扫时主气门开度的大小这三个因素是影响蒸汽介质能量的主要因素。蒸汽管道的蒸汽流量可以通过公式来计算出来。采用降压吹扫方式能够提高吹扫效率以及吹扫费用减少，虽然有不少好处，但也存在一些缺点，例如蒸汽的消耗量巨大。所以需要蒸汽吹扫和供汽锅炉相结合来使蒸汽管网达到更好的使用效果。

最后，蒸汽管道吹扫压力的选择。管路的阻力是蒸汽管道吹扫压力的决定性因素。吹扫压力不能过高，如果吹扫压力过高就会使一些限制到达极限，也会造成管外的膨胀，这样就不会使吹扫达到很好的效果，因此为了使吹扫的效果达到更好，就需要选择一定的压力来使蒸汽流速达到一定的数值。为了能够让吹扫打靶合格，需要将蒸汽吹扫压力从低到高逐渐升高，将压力值保持在50%～70%之间。

3 结 语

总而言之，为提高我国工业蒸汽管道运行的安全性与稳定性，应对其直埋技术与吹扫技术进行不断的研究。只有对直埋技术的相关要求有了明确的认识，才能使设计、施工等过程进行的更加顺利，并以不同地区的具体情况为依据在实际工作中不断完善的进行完善。另外，在吹扫技术中如何选择参数、制定方案、设置支架与实际施工等都是十分重要的工作，这些工作对蒸汽管道的安全运行都有很大影响，所以在实施直埋技术与吹扫技术时必须严格按照有关的要求进行，这样才能确保管道的安全运行。

参考文献：

[1] 张书卿.井下采煤技术与采煤工艺的选择应用研究[J].科技传播，2012，（12）.

[2] 杨波.浅议采煤技术与采煤工艺的选择[J].中国科技投资，2012，（42）.

[3] 郑勇.关于工业蒸汽管道的吹扫[J].化学工业与工程技术，2013，（5）.

摘 要：近年来，随着我国制造、化工等行业的不断发展，工业管道的直埋和吹扫技术变得越来越重要，在技术上取得了很大进步，为设备与管道的运行安全提供了科学的保障。文章主要介绍了工业蒸汽管道直埋技术的三种保温结构形式，热补偿、蒸汽管道的吹扫应具备的条件以及相关参数等内容。

关键词：蒸汽管道；直埋技术；吹扫技术

中图分类号：TU995.2 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）29-0026-01

目前，我国直埋技术已经逐渐突破材料与技术的限制，有了更大的适用范围，并在施工中运用保温材料与相应的结构形式，解决了蒸汽管道复杂的热应变受力、较大的热位移与较高温度等问题，而吹扫技术则是使杂物因高速流动而被冲刷带走，以及因管道中的差异造成的位移而脱落，因此，直埋的发展为吹扫的发展创造了有利条件，对这两种技术进行研究有利于管道的安全运行。

1 工业蒸汽管道直埋技术

1.1 保温结构形式

保温结构对于直埋敷设蒸汽管道十分重要，各种保温结构的优劣性也有差异，在选择时对使用寿命、地下水位高低、工期长短和投资效益等要进行综合考虑，其形式主要有以下三种：

①内滑动外固定，其中的“内滑动”表示保温结构和工作钢管二者分离，并且高温蒸汽会对其产生影响，从而出现热膨胀和位移，外管套就会和保温结构层结合在一起，不发生运动。润滑层在钢管外表面，保温结构内层是由隔热层形成的，其材料为硅酸镁瓦块或耐高温硬质微孔硅酸钙，外层的保温层则采用聚氨酯泡沫塑料，外保护层选择外管套时应以保温层外径大小为依据，焊接钢管的材料为规格不同的成品或钢板卷。通常使用混凝土制作该结构的固定基础，不用装设导向架，选择鞍式支座为固定支座，并于土建预埋件上焊接。将钻有排潮孔的排潮管设置在保温层中，钻孔部位与工作钢管接触且插入保温结构。超过地面高度500 mm处伸出排潮管，且将其回弯设置的与混凝土固定墩尽量靠近。

②内滑动内固定，即在外套管的固定端处固定工作钢管，固定时不需要钢筋混凝土。为使产生于管道的水平推力得到满足，固定端的强度必须足够，为使热桥效应减少需进行隔热。制成外套管的钢管强度及壁厚应与固定焊接支架需承担的力相满足，且有排潮管设置。工作钢管、润滑层、铝箔反射膜、与外套管等共同组成保温结构。

③外滑动内固定，需精密结合工作钢管和保温材料，形成的整体在热膨胀时运动同步。留10～20 mm的间隙在保温层和外套管之间，既是良好的信号管和排潮通道又可保温。隔热导向支架设置在外套管和工作钢管之间时应有距离间隔，选择滑动导向架为导向支架，滚动支架为大管径导向支架，参照外套管防腐要求安装排潮管。

1.2 蒸汽直埋管道的热补偿

在温度作用下蒸汽直埋管道热胀冷缩，应力出现后使安全受到威胁，一定要进行补偿，通常有采用补偿器、自然补偿、一次性补偿和管道预热拉伸四种方式。其中最可靠、安全、常用的是自然补偿。温度变化时一定量的弹性变形与塑性变形在蒸汽直埋管道的弯管部分发生，完成自然补偿。分析蒸汽直埋管道的热力时，若管系或局部没有足够柔性，长生过大热应力，在演算大于推理允许值的部分时可选择补偿器补偿。与其他管道相比，蒸汽管道热伸长量大，温度较高，需选择刚度小、补偿量大的补偿器。通常采用为蒸汽直埋管道专门设计的补偿器或波形补偿器完成蒸汽直埋管道，与工作钢管相同，应全封闭补偿器的外套管。外套管对于全直埋式波形补偿器不必另外添加，若外套管表面温度大于50 ℃，有较长直管段，具备热伸长量，需进行补偿。

2 工业蒸汽管道吹扫技术

2.1 吹扫蒸汽管道的必备条件

①制定合理的吹扫方案。首先应有专门的小组指挥、协调与管理吹扫过程，为使信息交流的准确性得到保证，联络时可使用对讲机。应有明确的吹扫目的以及蒸汽管道基本参数，如管道材质、设计温度等。其次要有明确的吹扫范围，可作空视图并编号，表示需打靶检验的吹扫口和低点、高点排放口、吹扫口等。进行参数选择时，吹扫蒸汽量需要计算。最后要合理安排吹扫顺序，选择吹扫方法，若吹扫口较多，吹扫原则为先主管后支管。

②明确吹扫分工。由专人负责控制室内电脑自动操作或现场手动操作，各分包商、业主与施工单位应有明确职责，观察管道支架是否异常，为应对突发事件应做好准备。

③检查管道支架。安装蒸汽管道后对管道支架进行检查，查看与设计要求是否相符，包括施工质量与规范是否相符，托盘固定等。

④主管的防腐保温。该措施可使吹扫蒸汽管道使损耗的蒸汽量减少，低点排放装置暂时可不保温，导淋管线堵塞现象可能出现在吹扫过程中，需要敲击管线，甚至将阀门卸掉来疏通管道。

⑤设置并加固固定点。现阶段我国在用不同方式分析计算吹扫口的受力情况时均缺乏准确性，一般将固定点设置在吹扫口后，应以吹扫口在现场实际的状况选择相应方式对其进行加固。

⑥吹扫口设置安全范围。若蒸汽管道装置内有蒸汽吹扫口，需将其向室外引导，为吹扫安全需将吹扫口指向空中。若吹扫口早装之外，应以实际情况为依据朝空中吹扫，若是水平吹扫口应保证足够的安全范围。

⑦拆除相关元件。包括蒸汽吹扫管道上的的管道仪表、测温元件、孔板等，若调节阀焊接在管道上，应采取措施进行防护。

2.2 吹扫蒸汽管道的重要参数

首先是选择蒸汽管道吹扫的蒸汽流量。虽然蒸汽管道内存在的一些杂物和铁锈去除比较容易，但是管壁上的那些附着的焊渣等除去就比较困难了，所以蒸汽的吹扫力影响着吹扫效果的好坏。吹扫蒸汽的质量和速率增量的乘积就是吹扫力的大小，也是动量变化率的大小。蒸汽的速率受到质量、流量等因素的影响，在过热蒸汽的情况下与比热容有一定的关系，并且受到温度的制约。注重流量与流速，是保证吹扫效果的关键。确认蒸汽管道人口的吹扫力高于冲刷力是为了保证保温良好。

其次，影响吹扫效果的直接因素是蒸汽的参数，冲刷管内生锈的杂物需要用能量，所谓的能量就是管内蒸汽介质流动时所产生的，也称作为动量。蒸汽吹扫的能力越大吹扫的效果就也明显。蒸汽参数、蒸汽管道的水力特征、吹扫时主气门开度的大小这三个因素是影响蒸汽介质能量的主要因素。蒸汽管道的蒸汽流量可以通过公式来计算出来。采用降压吹扫方式能够提高吹扫效率以及吹扫费用减少，虽然有不少好处，但也存在一些缺点，例如蒸汽的消耗量巨大。所以需要蒸汽吹扫和供汽锅炉相结合来使蒸汽管网达到更好的使用效果。

最后，蒸汽管道吹扫压力的选择。管路的阻力是蒸汽管道吹扫压力的决定性因素。吹扫压力不能过高，如果吹扫压力过高就会使一些限制到达极限，也会造成管外的膨胀，这样就不会使吹扫达到很好的效果，因此为了使吹扫的效果达到更好，就需要选择一定的压力来使蒸汽流速达到一定的数值。为了能够让吹扫打靶合格，需要将蒸汽吹扫压力从低到高逐渐升高，将压力值保持在50%～70%之间。

3 结 语

总而言之，为提高我国工业蒸汽管道运行的安全性与稳定性，应对其直埋技术与吹扫技术进行不断的研究。只有对直埋技术的相关要求有了明确的认识，才能使设计、施工等过程进行的更加顺利，并以不同地区的具体情况为依据在实际工作中不断完善的进行完善。另外，在吹扫技术中如何选择参数、制定方案、设置支架与实际施工等都是十分重要的工作，这些工作对蒸汽管道的安全运行都有很大影响，所以在实施直埋技术与吹扫技术时必须严格按照有关的要求进行，这样才能确保管道的安全运行。

参考文献：

[1] 张书卿.井下采煤技术与采煤工艺的选择应用研究[J].科技传播，2012，（12）.

[2] 杨波.浅议采煤技术与采煤工艺的选择[J].中国科技投资，2012，（42）.

[3] 郑勇.关于工业蒸汽管道的吹扫[J].化学工业与工程技术，2013，（5）.

摘 要：近年来，随着我国制造、化工等行业的不断发展，工业管道的直埋和吹扫技术变得越来越重要，在技术上取得了很大进步，为设备与管道的运行安全提供了科学的保障。文章主要介绍了工业蒸汽管道直埋技术的三种保温结构形式，热补偿、蒸汽管道的吹扫应具备的条件以及相关参数等内容。

关键词：蒸汽管道；直埋技术；吹扫技术

中图分类号：TU995.2 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）29-0026-01

目前，我国直埋技术已经逐渐突破材料与技术的限制，有了更大的适用范围，并在施工中运用保温材料与相应的结构形式，解决了蒸汽管道复杂的热应变受力、较大的热位移与较高温度等问题，而吹扫技术则是使杂物因高速流动而被冲刷带走，以及因管道中的差异造成的位移而脱落，因此，直埋的发展为吹扫的发展创造了有利条件，对这两种技术进行研究有利于管道的安全运行。

1 工业蒸汽管道直埋技术

1.1 保温结构形式

保温结构对于直埋敷设蒸汽管道十分重要，各种保温结构的优劣性也有差异，在选择时对使用寿命、地下水位高低、工期长短和投资效益等要进行综合考虑，其形式主要有以下三种：

①内滑动外固定，其中的“内滑动”表示保温结构和工作钢管二者分离，并且高温蒸汽会对其产生影响，从而出现热膨胀和位移，外管套就会和保温结构层结合在一起，不发生运动。润滑层在钢管外表面，保温结构内层是由隔热层形成的，其材料为硅酸镁瓦块或耐高温硬质微孔硅酸钙，外层的保温层则采用聚氨酯泡沫塑料，外保护层选择外管套时应以保温层外径大小为依据，焊接钢管的材料为规格不同的成品或钢板卷。通常使用混凝土制作该结构的固定基础，不用装设导向架，选择鞍式支座为固定支座，并于土建预埋件上焊接。将钻有排潮孔的排潮管设置在保温层中，钻孔部位与工作钢管接触且插入保温结构。超过地面高度500 mm处伸出排潮管，且将其回弯设置的与混凝土固定墩尽量靠近。

②内滑动内固定，即在外套管的固定端处固定工作钢管，固定时不需要钢筋混凝土。为使产生于管道的水平推力得到满足，固定端的强度必须足够，为使热桥效应减少需进行隔热。制成外套管的钢管强度及壁厚应与固定焊接支架需承担的力相满足，且有排潮管设置。工作钢管、润滑层、铝箔反射膜、与外套管等共同组成保温结构。

③外滑动内固定，需精密结合工作钢管和保温材料，形成的整体在热膨胀时运动同步。留10～20 mm的间隙在保温层和外套管之间，既是良好的信号管和排潮通道又可保温。隔热导向支架设置在外套管和工作钢管之间时应有距离间隔，选择滑动导向架为导向支架，滚动支架为大管径导向支架，参照外套管防腐要求安装排潮管。

1.2 蒸汽直埋管道的热补偿

在温度作用下蒸汽直埋管道热胀冷缩，应力出现后使安全受到威胁，一定要进行补偿，通常有采用补偿器、自然补偿、一次性补偿和管道预热拉伸四种方式。其中最可靠、安全、常用的是自然补偿。温度变化时一定量的弹性变形与塑性变形在蒸汽直埋管道的弯管部分发生，完成自然补偿。分析蒸汽直埋管道的热力时，若管系或局部没有足够柔性，长生过大热应力，在演算大于推理允许值的部分时可选择补偿器补偿。与其他管道相比，蒸汽管道热伸长量大，温度较高，需选择刚度小、补偿量大的补偿器。通常采用为蒸汽直埋管道专门设计的补偿器或波形补偿器完成蒸汽直埋管道，与工作钢管相同，应全封闭补偿器的外套管。外套管对于全直埋式波形补偿器不必另外添加，若外套管表面温度大于50 ℃，有较长直管段，具备热伸长量，需进行补偿。

2 工业蒸汽管道吹扫技术

2.1 吹扫蒸汽管道的必备条件

①制定合理的吹扫方案。首先应有专门的小组指挥、协调与管理吹扫过程，为使信息交流的准确性得到保证，联络时可使用对讲机。应有明确的吹扫目的以及蒸汽管道基本参数，如管道材质、设计温度等。其次要有明确的吹扫范围，可作空视图并编号，表示需打靶检验的吹扫口和低点、高点排放口、吹扫口等。进行参数选择时，吹扫蒸汽量需要计算。最后要合理安排吹扫顺序，选择吹扫方法，若吹扫口较多，吹扫原则为先主管后支管。

②明确吹扫分工。由专人负责控制室内电脑自动操作或现场手动操作，各分包商、业主与施工单位应有明确职责，观察管道支架是否异常，为应对突发事件应做好准备。

③检查管道支架。安装蒸汽管道后对管道支架进行检查，查看与设计要求是否相符，包括施工质量与规范是否相符，托盘固定等。

④主管的防腐保温。该措施可使吹扫蒸汽管道使损耗的蒸汽量减少，低点排放装置暂时可不保温，导淋管线堵塞现象可能出现在吹扫过程中，需要敲击管线，甚至将阀门卸掉来疏通管道。

⑤设置并加固固定点。现阶段我国在用不同方式分析计算吹扫口的受力情况时均缺乏准确性，一般将固定点设置在吹扫口后，应以吹扫口在现场实际的状况选择相应方式对其进行加固。

⑥吹扫口设置安全范围。若蒸汽管道装置内有蒸汽吹扫口，需将其向室外引导，为吹扫安全需将吹扫口指向空中。若吹扫口早装之外，应以实际情况为依据朝空中吹扫，若是水平吹扫口应保证足够的安全范围。

⑦拆除相关元件。包括蒸汽吹扫管道上的的管道仪表、测温元件、孔板等，若调节阀焊接在管道上，应采取措施进行防护。

2.2 吹扫蒸汽管道的重要参数

首先是选择蒸汽管道吹扫的蒸汽流量。虽然蒸汽管道内存在的一些杂物和铁锈去除比较容易，但是管壁上的那些附着的焊渣等除去就比较困难了，所以蒸汽的吹扫力影响着吹扫效果的好坏。吹扫蒸汽的质量和速率增量的乘积就是吹扫力的大小，也是动量变化率的大小。蒸汽的速率受到质量、流量等因素的影响，在过热蒸汽的情况下与比热容有一定的关系，并且受到温度的制约。注重流量与流速，是保证吹扫效果的关键。确认蒸汽管道人口的吹扫力高于冲刷力是为了保证保温良好。

其次，影响吹扫效果的直接因素是蒸汽的参数，冲刷管内生锈的杂物需要用能量，所谓的能量就是管内蒸汽介质流动时所产生的，也称作为动量。蒸汽吹扫的能力越大吹扫的效果就也明显。蒸汽参数、蒸汽管道的水力特征、吹扫时主气门开度的大小这三个因素是影响蒸汽介质能量的主要因素。蒸汽管道的蒸汽流量可以通过公式来计算出来。采用降压吹扫方式能够提高吹扫效率以及吹扫费用减少，虽然有不少好处，但也存在一些缺点，例如蒸汽的消耗量巨大。所以需要蒸汽吹扫和供汽锅炉相结合来使蒸汽管网达到更好的使用效果。

最后，蒸汽管道吹扫压力的选择。管路的阻力是蒸汽管道吹扫压力的决定性因素。吹扫压力不能过高，如果吹扫压力过高就会使一些限制到达极限，也会造成管外的膨胀，这样就不会使吹扫达到很好的效果，因此为了使吹扫的效果达到更好，就需要选择一定的压力来使蒸汽流速达到一定的数值。为了能够让吹扫打靶合格，需要将蒸汽吹扫压力从低到高逐渐升高，将压力值保持在50%～70%之间。

3 结 语

总而言之，为提高我国工业蒸汽管道运行的安全性与稳定性，应对其直埋技术与吹扫技术进行不断的研究。只有对直埋技术的相关要求有了明确的认识，才能使设计、施工等过程进行的更加顺利，并以不同地区的具体情况为依据在实际工作中不断完善的进行完善。另外，在吹扫技术中如何选择参数、制定方案、设置支架与实际施工等都是十分重要的工作，这些工作对蒸汽管道的安全运行都有很大影响，所以在实施直埋技术与吹扫技术时必须严格按照有关的要求进行，这样才能确保管道的安全运行。

参考文献：

[1] 张书卿.井下采煤技术与采煤工艺的选择应用研究[J].科技传播，2012，（12）.

[2] 杨波.浅议采煤技术与采煤工艺的选择[J].中国科技投资，2012，（42）.

保温直埋管道 篇4

关键词：直埋蒸汽管道,保温防腐,管道设计

直埋蒸汽管道作为近年来建筑施工行业出现的新兴材料, 在房屋供暖中发挥着重要作用。直埋蒸汽管道由于其施工方式便捷、工程造价低廉以及材料本身的保温性能较为突出,因此在市场中得到广泛应用。由于当前其在管道设计方面未形成统一规范要求,进而使得不同厂家在保温防腐方面也存在一定差异。

1直埋蒸汽管道的保温防腐问题

1.1直埋管道保温防腐基本要求

1.1.1保温性能

直埋蒸汽管道的内钢管应满足在管道壁温度条件下不分解,且在管道受热发生变形及长期使用过程中不破裂、不变质。

1.1.2防腐性能

管道保温层结构应能够在土壤长时间腐蚀及渗水的状态下发挥良好的阻水功能。

1.1.3耐压性能

直埋蒸汽管道在长期使用过程中会受到土壤及地面载荷的压力,因此其压力强度应保持>土壤耐压强度,通常应满足>0.15MPa的要求,同时管道保温结构应≥0.2MPa。

1.1.4敷设方式

蒸汽管道长期在高温环境下其热伸长量会显著增加,因此其敷设方式应选择有补偿直埋,即需要利用补偿器,从而满足保温层中内钢管的受热伸缩需求。同时保温结构应为脱开式, 使二者保持脱开状态,在管道发生热胀冷缩时能够保证保温结构具有较强的固定性,并实现内钢管的移动。

1.1.5保温材料

通常情况下直埋蒸汽管道在运行过程中会受到150℃的温度,因此应选用具有较强耐压及防水性能的材料。而当前市场中常用的聚氨酯、珍珠岩等材料无法直接对蒸汽管道外壁进行包裹,但可作为内层,利用泡沫塑料作为外层,从而满足管道保温防腐的要求[1]。

1.2直埋蒸汽管道的复合保温层

复合保温层在材料选用上具有特殊要求,一方面,其内层材料应选择质量较好的软质材料,从而降低保温结构在内钢管内受热伸缩时的摩擦力作用,避免出现结构受损、管道拱曲及变形问题。但是,软质材料在运输、装卸过程中可能由于落地而发生被内钢管压扁的问题,此时可通过在保温结构中设置支撑构件的方式保证软质材料的完整性。另一方面,复合保温层的厚度在满足保温要求的基础上还应确保其在夏季高温条件下低于外层泡沫塑料的温度。在夏季最热时,直埋蒸汽管道的温度可达到250℃以上,因此应选择脲酸脂等具有较强耐温性能的材料。

1.3保温管的加工制作

保温层作为发挥保温作用的重要构件,必须确保其不会受到水分侵入。但是,通常在其安装过程中极容易发生水分侵入的问题。因此,在内钢管通入蒸汽的过程中,应及时将蒸汽排除,避免发生保温结构爆裂的问题。

2直埋蒸汽管道的管道设计问题

2.1把握管道设计的基本要点

在对直埋整体管道进行设计时首先应对其管段的可移动性进行保证,避免出现锚固段引起的一次、二次应力,进而导致管道整体应力水平超出规定值,致使管道发生破裂。同时,应加强重视直埋铺设方式对补偿器能力的要求,确保其在直线长度内能够满足内钢管的要求。

2.2合理选择补偿器

补偿器(伸缩器)主要发挥着对管道温度变化引起的热胀冷缩问题进行补偿的作用,进而避免管道在热应力的影响下发生破裂,补偿器对于保障蒸汽管道的长期安全性具有十分重要的作用。因此,在选择补偿器时应尽量采用以不锈钢材料制作的波纹管膨胀节,其具有安装便捷、安全稳定的优点。同时在当前各厂家不断提高波纹管膨胀节制造工艺水平的情况下,能够将补偿器的数量控制在合理范围内,从而降低施工成本。

2.3正确进行管道强度计算

直埋蒸汽管道由于采用了补偿器,因此在对其强度进行计算时需要进行综合考虑,计算内容主要由管壁厚度值、热补偿值、固定点推力值以及一次、二次应力验算值构成,此外还需对管道摩擦力进行计算[2]。值得注意的是,直埋蒸汽管道的管道摩擦力需要严格按照《城市直埋供热管道工程技术规程》,在计算过程中以管道应力验算及受力计算为依据,并按照以下公式(公式1)进行计算:

F=πρgμDc(h+Dc/2)*Dc(1)

式中F表示单位长度直埋蒸汽管道与土壤间的摩擦力,单位为N/m;ρ表示土壤密度,单位为kg/m3;g表示重力加速度,单位为m/s2;μ表示管道外壳与周围回填砂土间的摩擦系数;Dc表示管道外壳直径,单位m;h表示管道顶部覆盖土壤深度,单位m。

3结语

综上,通过对直埋蒸汽管道中保温防腐及管道设计问题进行分析,可以看出该技术在实际应用过程中具有较强的复杂性,仍需相关部门及人员进行深入探索与研究。

参考文献

[1]程涛,胡燚.浅谈蒸汽直埋管道设计[J].城市建设理论研究(电子版),2012,(5).

保温直埋管道 篇5

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。

预制直埋保温管生产工艺 篇6

预制直埋保温管具有施工速度快,造价低,保温性能优异等众多优点,因而可以使用在不同的条件中。

预制直埋保温管由工作钢管、硬质聚氨酯泡沫塑料保温层和高密度聚乙烯外护管组成。聚乙烯外护管采用高密度聚乙烯材料制成,它能保证管材在运输安装和使用过程中不受外界因素影响而引起的破坏,保温层材料为密度大于60 kg/m3的硬质聚氨酯泡沫,泡沫充分填满钢管与外护管之间的间隙,并具有一定粘度,使钢管、外套及保温层三者形成一个牢固的整体。该产品广泛应用于城市集中供热和制冷工程,节能效果显著,施工安装方便,具有良好的经济效益和社会效益。执行标准:CJ/T 114-2000高密度聚乙烯外护管聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管。

直埋式预制保温管较之传统的各类保温管材具有十分突出的优点:

1)保温性能好,热损失仅为传统管材的25%,长期运行可节约大量能源,显著降低能源成本。2)具有很强的防水和耐腐蚀能力,不需附设管沟,可直接埋入地下或水中,施工简便迅速,综合造价低。3)在低温条件下也具有良好的耐腐蚀和耐冲击性,可直接埋入地下冻土。4)使用寿命可达30年～50年,正确的安装和使用可使管网维修费用极低。5)可设置报警系统,自动检测管网渗漏故障,准确指示故障位置并自动报警(见图1)。

预制直埋保温管的生产工艺是其能否发挥能效的关键,下面阐述其生产工艺及相关标准。

1 原料的标准

钢管:材质Q235B,外表面应符合GB/T 8923-1998中规定。外套管:材质为高密度聚乙烯塑料,要求电晕处理。保温材料:按耐高温改性聚氨酯硬质泡沫塑料原料及配方进行生产。

2 原料的检验及生产前的准备

1)目测检查需有厂家检验报告。2)理化检验需符合GB/T 8923,CJ/T 114-2000标准。3)对即将使用的原材料进行外观质量检查和几何尺寸检查,并运至生产区域(在运送过程中严格按照龙门吊安全操作规程执行)。4)对生产机械进行试运转检查。

3 钢管抛丸除锈

钢管抛丸除锈把钢管表层上的锈皮、氧化层、油漆涂层、油脂、灰尘及其他污染物都去除干净,使其表面除锈等级应达到GB/T 8923中Sa2.5的规定,使钢管表面与聚氨酯泡沫有最好的粘度(在钢管抛丸除锈时严格按照抛丸机安全操作规程执行)(见图2)。

4 穿套外护管

1)在穿外护管之前,首先对聚乙烯外护管内壁的电晕进行检测,符合CJ/T 114-2000标准。2)外护管两端应比芯管短150 mm～200 mm,端面平直,与轴向成90°垂直,正负允差2.5°。3)均匀的安装支架以保证外护管与钢管的同芯度。4)调整轴线偏心距,外护管轴线与钢管轴线间的距离应符合CJ/T 114-2000标准(在穿套外护管时严格按照穿管机安全操作规程执行)(见图3,表1)。

5 聚氨酯发泡

1)把穿好的管放在发泡平台上,装好发泡模具。2)调整原料罐气压0.15 MPa～0.2 MPa,最高不能超过0.2 MPa。3)接入不小于0.8 MPa的气动气。4)关闭油压手动泄压阀,启动油泵电机,使油压上升到16.5 MPa～19.5 MPa。5)调整原料温度至所需的温度(约20℃±2℃)。6)注料前,检查原料的高压情况,进行适当调整,调整至所需要的注料压力(10 MPa～22 MPa),转换选择开关至无料注射,按下注料按钮,检查提枪收枪动作是否正常,正常后,将选择开关扭到注料位置。7)调整注料计时器至产品所需注料时间。8)注料时启动主电机,打开高压循环,然后按下注料按钮进行生产操作。9)保证发泡层应无空泡区,管表无膨胀凹凸。10)保证泡沫结构、泡沫密度、压缩强度、吸水率和导热系数符合CJ/T 114-2000标准的规定。11)如需方另有特殊要求时,按需方要求执行。12)端头修整(在保温管发泡时严格按发泡机安全操作规程执行)(见图4,图5)。

6 成品管检测

成品管检测需要符合CJ/T 114-2000标准。

1)对成品外观质量进行检查。2)理化检测。3)对缺陷成品做出处理。具体检验标准如表2所示。

参考文献

[1]CJ/T 114-2000,高密度聚乙烯外护管聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管[S].

小议供热管道直埋敷设现状 篇7

近几年来, 随着国内供热管网规模的扩大, 原有的直埋敷设管道的设计和施工方法已经不能满足要求。一些权威的设计院采用在原有设计方法的基础上引用国外的新技术或者重新考虑安全系数等方法来进行直埋敷设管道的受力设计, 并在工程实际中不断的积累经验、探索和提出新的受力计算方法。本文对国内外直埋敷设发展现状进行浅析。通过对相关文献的研究和对国内的直埋敷设情况进行调研, 提出供热直埋敷设管道受力设计计算中存在的一些亟待解决的问题, 并分析其解决方法和思路。

1 直埋敷设中存在的问题及解决设想

近几年的直埋敷设热水管道很多都需要使用大直径、高压力的管道, 原来的适用于小直径管道的设计方法和公式亟待改进。同时, 直埋技术不断发展, 大直径管道的无补偿安装、薄弱部件加强等技术也越来越广泛的应用于实际工程中。经过理论研究和实际调研, 本文提出以下几点直埋敷设管道受力设计中存在的问题以及解决相应问题的方法和思路。

1.1 直埋管道受力设计方法适用范围有待扩展

《规程》中给出的直埋管道受力设计方法适用于供热介质温度不大于150℃, 公称直径不大于DN500mm的一体型预制保温管。而对于现在的供热管道规格已经达到公称直径DN1000mm;管道的工作压力也很高, 一些工程已经使用了工作压力2.5MPa的管道的无补偿冷安装直埋敷设。

1.2 直埋敷设安装方式适用条件的分析

直埋敷设安装方式按照管段是否有补偿可以分为:无补偿安装和有补偿安装;按照是否进行预应力可以分为:冷安装和预应力安装。虽然许多文献中都对直埋敷设的安装方式进行了较为详尽的分析, 但是在实际的工程中对于直埋敷设安装方式的选择还是有些混乱。安装方式使用的不合理容易引起能源、管材的浪费或者管路系统潜在的不安全等。

首先应该明确:不同的安装方式对应着其所能解决的不同的管道失效方式, 不同的失效方式所关注的管道的特征参数不同。换句话说, 为了解决一定的管道失效方式, 就应该对引起该失效方式的管道的特征参数进行控制与调整, 而管道的特征参数的取值不同, 就形成了不同的直埋敷设的安装方式。这也是划分不同的直埋敷设安装方式的原则。

2 结论与展望

浅析直埋供热管道施工工艺 篇8

关键词：直埋供热管道,施工工艺,注意问题

目前我国区域供热管网在一定范围内应用了直埋敷设的方式, 该方式相比传统的敷设方法, 不仅占地少、施工周期短、维护量小, 还可以节约成本、延长使用寿命长, 适应城市建设的发展要求。

1 直埋敷设管道的管段类型

1.1 过渡段

过渡段两端分别为固定端和活动端, 其在管道温度变化时会发生热位移现象。其中的活动端, 在管道温度变化时, 此时管段通常为自由伸缩状态, 随着不断升高的温度, 管段活动截面就会由活动端慢慢移向固定端。管段热伸长受阻是由于管段与周围土壤之间的摩擦力作用所影响。待活动截面接近固定端, 此时所增加的摩擦阻力同温升产生的热应力一致, 管道截面受力逐渐平衡, 使得管段无法再向活动端延长, 从而转为一种自然的锚固状态。由于过渡段中各点的热位移都不同, 释放了部分热应力, 故从活动端至轴固定端, 热应力由零值逐渐增加至最大值。

1.2 锚固段

由于受土壤摩擦力的影响, 锚固段的管段热伸长就会受阻, 在发生管道温度变化时, 也不会发生热位移。其热伸长完全转变为轴向应力, 并存留于管壁里, 从而使得锚固段的管段应力达到最大值。

2 直埋供热管道施工工艺

2.1 直埋管段基坑开挖

根据中心桩及开口图于基坑开挖前要放出沟槽的上口边线。在开挖完沟槽后, 要在沟槽两侧设置挡水护堤, 并派专人在降雨时沿线进行巡视, 这样才能及时处理所发现问题, 同时还需要准备2台DN50潜水泵和200m的DN50胶管, 来进行沟槽排水从而达到防止地下水及雨进入水槽的目的。

对于较为特殊地段, 因其土质较差、地下水位较高, 因此, 要制定并选用切实可行的防护措施, 以确保安全性。挖掘基坑施工过程中, 要根据中心线、标高、横断面来开挖, 禁止超挖。待挖好沟槽后, 把中心线放入槽底, 并将中心线桩埋设其中, 将标高桩设置在沟槽边上。在进行修边清底时要根据槽底中心线和标高线来进行, 要严格检查槽底, 让其符合设计值, 并记录好沟槽开挖事项, 对沟槽的验收要请监理工程师进行, 并记录好验收事项。验收完成后, 在其上方铺设砂土垫层, 其中用于砂石垫层的砂土材料不能参杂有草根、垃圾等有机杂物, 控制含水量在8%~12%之间。进行分段施工时, 要将接头处做成斜坡, 允许顶面标高偏差±15mm, 允许表面平整度偏差为20mm。当砂土的含水量过低时, 要及时洒水将其润湿, 待砂层成活后, 若还不能进行连续施工, 要用草袋等物覆盖在砂石层上, 再用平板振动器进行夯实以达到设计标准, 最后检查合格后才可以下管。

2.2 垫层施工

根据垫层的结构尺寸大小, 测量出垫层面标高, 将高程控制桩每隔4m~5m设置一个。根据垫层面标高来进行挂线, 垫层材料可以由人工进行摊铺, 检查完平垫层面后, 人工进行夯实或用打夯机进行夯压密实。注意垫层与槽底要一样宽。砂垫层厚度要达到设计标准。

2.3 套管安装

(1) 套管的安装要在垫层经过检验确认合格后方可进行, 待复测基础面标高达到设计标准后, 在其上面进行测量放样, 检测出井的中心点和管道中线, 并按照其中心点和管道中线进行挂设管道边线, 从而就可以根据该边线来控制管道的走向和高程。

(2) 根据设计图纸要求来选用预制管构件, 并按照设计管道尺寸和质量要求对预制管进行验收。用机械将预制管运输到施工现场, 再用汽车吊将其吊装到基坑底部, 最后由人工将管道就位和安装。

(3) 从下游向上游进行下管和安装。要有专门的吊机下管时, 要安排专门的人员进行现场指挥。低速轻放套管至沟底。

(4) 套管下管完成后, 将其排好, 再对线校正, 在管底两旁用石子楔稳, 确保使其不移动, 最后再复核一次流水高程, 确定达到设计标准后方可进行接管工作。

2.4 直埋供热管安装

(1) 直埋供热管道的坡度最好是在2‰以上。在高处设置放气阀, 在低处设置放水阀。在干管直接引出分支管时, 要按照相关规定, 将固定墩或轴向补偿器或弯管补偿器设置在分支管上。

(2) 直埋管道上的阀门要在管道的轴向荷载的承受范围之内, 一般选用钢制阀门进行焊接连接。将补偿器或固定墩设置在管道壁厚变化处, 将固定墩设置在大管径或壁厚较大的一侧。

(3) 管道焊接。采用手工电弧焊的焊接方法, 并选派考试合格的有证焊工进行焊接。在焊接过程中, 要按照公司编制的焊接工艺指导书和还焊接工艺评定报告进行, 并且焊工在焊前要进行培训。选用E4303型的焊条, 并采用X型坡口双面焊接工艺进行焊接, 焊接层数有四层, 即外部三层和内部一层。要详细记录实际施焊发生变化时的事项。

3 直埋供热管道在施工工艺中应注意的问题

3.1 管材的选择

由于地热力管道在埋置时内压通常都很低, 致使内压所引起的总体一次薄膜应力达不到允许值的50%。虽然很难发生直接爆破的破坏, 但破坏多数是因为温度应力引起的塑性疲劳而产生的破坏。因此, 管材在选择时, 要主要考虑抗疲劳性能, 例如:选用塑性较好且易焊接的材质。尽管轴向温度应力不受管壁横截面积的大小的影响, 在壁厚增加时也不会降低管壁内的轴向应力。相反, 固定墩的推力和过渡段的热伸长量就会因其有增加的可能。故尽量选用较薄的规格的管壁。在实际施工中还要注意避免不同规格的管子混合使用。

3.2 线路的选择

在直埋供热管道线路的选择上要主要要考虑两点, 一是要考虑便于施工、工程量小及与建筑、市政规格配合等因素, 二是考虑要尽量降低管道上设置的补偿器的数量。一般将直埋管道的补偿器主要设置在如下: (1) L型管段的两端; (2) 直埋与地沟二者的连接处; (3) 管道分支两端; (4) 干线阀门两端。尽管后三种情况不影响线路走向, 但第一种L型管段处的补偿器的设置数量会密切关系到线路的走向。

总之, 直埋供热管道施工是一项系统工程, 施工工艺是其重点与难点, 因此, 在实际的直埋供热管道在施工工艺过程中, 要注意管材的选择、阀门的安装和路线的选择, 这样才能降低成本, 缩短工期, 延长供热管道的使用寿命, 最终实现经济效益与社会效益的双赢。

参考文献

[1]李小丽.直埋式无补偿供热管道施工工艺[J].山西科技, 2009 (5) .

[2]王吉祥, 杨瑞平.论大口径直埋供热管道施工工艺及保温外护层的优选[J].工程技术, 2008.

浅谈蒸汽管道直埋技术 篇9

早在20世纪30年代, 国外已经开始对供热管道直埋技术进行研究, 并将其应用于生产、生活中。早期由于受技术和材料的限制, 该技术仅适用于地下水位低、土质干燥、无腐蚀等地区。后来, 随着高分子有机合成材料技术的发展, 北欧等地区的发达国家采用聚氨酯塑料发泡作为保温材料, 并以高密度聚乙烯管作为外护壳, 研制出预制直埋保温管, 使供热管道直埋技术有了重大的突破。20世纪80年代初, 我国在一些城市的热网工程中首次采用了从北欧国家引进的直埋保温管, 对供热管道进行直埋敷设。经过30多年的发展, 我国目前在改建、扩建和新建等热水管网工程中大多采用直埋敷设方式, 经济效益明显得到了提升。

蒸汽管道由于输送介质温度较高、管道热位移大、热应变受力情况复杂, 普通供热管道直埋技术已经无法满足蒸汽直埋管道的结构要求。从20世纪90年代初, 我国就开始研制适合高温蒸汽管道直埋敷设的保温材料和保温结构形式, 并将其运用到施工中。由于缺乏理论依据和实践经验, 且蒸汽管道直埋技术较为复杂, 再加上我国该项技术起步晚、发展慢, 保温结构形式在实践中有许多问题有待改进和完善。

2 保温结构形式

目前蒸汽管道直埋敷设的保温结构形式一般可归纳为三种, 即内滑动外固定、内滑动内固定和外滑动内固定。

2.1 内滑动外固定

所谓“内滑动”就是工作钢管与保温结构是分离的, 工作钢管受蒸汽高温影响, 产生热膨胀并发生位移, 而保温结构层与外套管成为一体, 不产生运动。钢管外表面有4~7 mm的润滑层, 保温结构内层为耐高温硬质微孔硅酸钙或硅酸镁瓦块隔热层, 外层用聚氨酯泡沫塑料作为保温层, 外保护层根据保温层外径大小采用不同规格的成品焊接钢管作为外套管, 也可以采用钢板卷焊钢管, 卷焊的外套钢管焊缝需进行100%的射线探伤。

该结构的固定基础一般采用钢筋混凝土制作, 不设导向架。一般固定支座采用鞍式 (三通) 支座, 支座焊接在土建预埋件上。保温层应设置排潮管, 排潮管上钻有排潮孔, 钻孔部位需插入保温结构并接触工作钢管。排潮管伸出地面高度应≥500 mm, 并设置回弯, 设置的位置应尽量靠近混凝土固定墩。

2.2 内滑动内固定

内固定就是在固定端处将工作钢管固定在外套管上, 无需用钢筋混凝土固定。固定端应有足够的强度来满足管道产生的水平推力, 同时还需采取隔热措施来减少热桥效应。外套管采用的钢管壁厚和强度应满足焊接固定支架时承受的水平推力要求。固定支架外加强环两侧均设置排潮管。内滑动内固定防腐保温结构主要由工作钢管、耐高温防锈底漆、润滑层、硬质隔热层、铝箔反射膜、聚胺酯保温层、外套管和外防腐层组成。

2.3 外滑动内固定

外滑动就是保温材料与工作钢管精密结合, 捆绑成一个整体, 在高温工况下, 保温结构和工作钢管在热膨胀时同时运动。外套管与保温层之间留有10~20 mm的间隙, 可以起到进一步的保温作用, 又为排潮提供良好的通道, 同时也起到信号管的作用, 使排潮管的设置不受管线位置的限制。工作钢管与外套管之间每隔一段距离设置一组隔热导向支架, 以减少管道位移时的摩擦力。导向支架可采用滑动导向架, 大管径的导向支架也采用滚动支架。排潮管应按外套管防腐要求进行安装。安装时, 可根据现场实际情况确定安装位置, 排潮口处应有安全警示牌。排潮管直径DN一般为25~50 mm。

上述三种蒸汽管道直埋保温结构形式, 各有其优点和局限性。在设计选用时, 应综合考虑投资效益、工期长短、使用地区土质情况、地下水位高低和使用寿命等因素。内滑动外固定工程造价低, 但外护层密封性差、施工周期长, 适合地下水位较低、土质干燥的地区;内滑动内固定同样工程造价较低, 但外护层密封性能好、施工周期较短, 使用地区较为广泛;外滑动内固定工程造价较高, 但密封性好、施工周期短, 适用于地下水位较高的地区, 但是支架产生的热较多, 因此影响外套管的防腐质量, 一旦出现质量问题应及时维修。

3 蒸汽直埋管道的热补偿

蒸汽直埋管道在温度作用下, 热胀冷缩, 产生应力, 容易危及安全, 必须进行补偿。一般补偿方式有四种, 即管道预热拉伸、一次性补偿、自然补偿和采用补偿器。国内外许多设计都优先考虑自然补偿方式, 实践也证明此方式最安全、最可靠。蒸汽直埋管道正是在温度变化时, 弯管部分塑性变形和一定量的弹性变形实现管道的自然补偿的。

蒸汽直埋管道的热补偿形式和架空管道的热补偿形式基本相同, 直埋管道的平面布置和走向首先应充分考虑管道本身的自然补偿。对蒸汽直埋管道进行热力分析, 如果管系或局部柔性不足, 产生的热应力过大, 对固定支座的推力超过推力演算允许值时, 首先应考虑增强管系的自然补偿能力。只有当自然补偿不能满足要求时, 才考虑采用补偿器补偿。蒸汽管道与其他管道相比温度较高, 管道热伸长量大, 因此, 选用的补偿器应具有足够大的补偿量和较小的刚度, 同时也要保证补偿器的制造质量, 确保蒸汽直埋管道的安全运行。蒸汽直埋管道一般选用波形补偿器或专门为蒸汽直埋管道设计的补偿器, 不得使用有填料函的套筒式补偿器。补偿器和工作钢管一样, 外套管全封闭。全直埋式波形补偿器不需要另加外套管。当外套管表面温度超过50℃, 且直管段较长, 外套管具有一定的热伸长量时, 也应采取补偿措施。外滑动内固定和内滑动外固定蒸汽直埋管固定支架的推力计算方法与架空管道固定支架的计算方法基本相同。

4 结束语

以上对蒸汽管道直埋技术的发展概况、三种结构形式和防腐保温结构、蒸汽直埋管道的热补偿等进行了探讨, 旨在进一步确立蒸汽管道直埋技术的相关要求, 有助于更好地完善从设计到施工各环节的协同, 在实践中因地制宜地做出蒸汽管道直埋的实用精品工程, 进而不断提高我国蒸汽管道直埋技术水平。

摘要：随着经济的飞速发展, 我国蒸汽管道直埋技术水平在不断的提高, 在城市热网中逐步取代了传统的架空敷设方式。介绍了蒸汽管道直埋技术的发展概况, 对三种不同的保温结构形式进行了比较, 分析了蒸汽直埋管道的热补偿, 有助于在生产实践中进一步完善蒸汽管道直埋技术。

关键词：蒸汽管道,架空敷设,直埋技术,热补偿

参考文献