直埋蒸汽管道

直埋蒸汽管道（精选9篇）

直埋蒸汽管道 篇1

1 蒸汽管道直埋技术发展概况

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

[1]徐宝东, 齐福海.化工管道设计手册[M].北京:化学工业出版社, 2011.

直埋蒸汽管道 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.

直埋蒸汽管道 篇3

关键词：直埋供热管道;保温;防腐蚀

我国供热管道主要以直埋敷设为主，供热管道在把热量从热源输送到各用户用热系统的过程中，由于管道内热媒的温度高于周围环境温度，供热管道沿途都有一定热损失，因此，需要做好供热的保温功能，同时为提高系统可靠性，减少维修成本，还需要直埋供热管道的防腐蚀措施。下文将对直埋供热管道保温和防腐方面相关的内容进行论述。

一、直埋供热管道的腐蚀

1.内部腐蚀

（1）氧腐蚀

供热管道运行中的内部腐蚀主要是氧腐蚀，主要分为溶解氧腐蚀和游离二氧化碳腐蚀。其中溶解氧腐蚀是因为管道采用没有经过除氧的补水，大气中的氧气溶于循环水中而造成溶解氧腐蚀，并且这种氧腐蚀是导致管网金属腐蚀的主要因素;而游离二氧化碳是因为管网循环水中含有二氧化碳气体，大气中的二氧化碳气体随系统补水和定位系统带入，经加热后会分解析出。

（2）氧腐蚀的部位

由于管网的循环水量大.溶解氧带入系统内部的机会多，因此在补水系统到锅炉或加热器.锅炉或加热器后的部分管段和与之相连的定压管有可能发生严重的腐蚀。

（3）管停用期间的内部腐蚀

管停用期间内部腐蚀，是因为在这期间随着水温的逐渐降低，水的热胀冷缩性，会使整个系统的上部出现真空，即使管各处非常严密，也会有空气漏入，从而有利于出现氧腐蚀。停用期间即使把水全部放掉，系统内表面也不会是绝对干燥的，总会附有一层水膜，漏入系统空气中的氧溶于此水膜，使金属遭受溶解氧腐蚀。当系统停运时，若金属表面上有沉积物和泥渣时，更易发生腐蚀。

管停用期间的内部腐蚀比运行期间的氧腐蚀严重，其有以下特点：第一，停用时，金属壁温低，腐蚀产物疏松，附着能力小，易被水流带走而转入水中，增加水中铁含量，加剧金属沉积物的形成;第二，停用时，氧的浓度大，腐蚀较严重.并且由于氧可以扩散到各部位，腐蚀面积广;第三，当系统再次运行时，疏松的腐蚀产物三氧化二铁会沉积在系统的底部，促使底都金属继续遭到腐蚀。

2.外部腐蚀

对于直埋供热管道，做好保温和刷漆工作的话，一般情况下，不会出现严重的腐蚀，但地下水或管道不严密的漏水侵入地沟后，会破坏管道的保温结构，管道遭受溶解氧导致局部腐蚀。

二、直埋供热管道的保温处理

1.选用恰当的保温材料

保温材料应具有吸水性低，机械强度较高，在使用温度范围内不变形、不变质、可燃性小、不腐蚀金属，同时施工成型和成本低廉等特点。当前常见的保温材料主要有两种：无机和有机，其中常用的无机保温材料有泡沫混凝土、矿棉、石棉、玻璃棉、蛭石、硅藻土、膨胀珍珠岩以及岩棉等;有机保温材料主要是聚氨酯硬质泡沫塑料，随着化学工业的发展，该材料广泛应用于供热管道。同时这种保温材料热导率小、耐腐蚀性好、吸水率低、质轻、强度大、加工成型简单，但耐温程度有待进一步提高。管道系统的工作环境往往比较复杂，因此，在选用保温材料时首先需考虑其热工性能，然后还要考虑施工作业条件。总之，在工程上，可根据保温材料适应的温度范围进行材料的应用分类。

2.无补偿直埋技术

直埋管道运行状态复杂，随着管道升温降温的变化，管道的工作状态可能偏离设计状态。因此设计人员须熟练掌握应力分析方法并有相当的实际工程經验，根据管网各种因素的组合条件综合考虑，对直管段及每一个管道附件按最不利工况进行计算，并采取适当的技术措施。

3.供热管道保温结构的施工方法

保温结构一般由保温层、保护层等部分组成，进行保温结构前应先做防锈层，同时保温层的厚度需要经过经济技术比较而定。保护层一般用石棉水泥涂抹或用沥青玻璃布、金属皮包覆。必要时，在保护层外还应采取防水措施。保护层的外表面应当整洁、光滑、美观并与周围环境相协调，有时还刷上一层色漆，以区别不同用途的管道。供热管道保温结构的施工方法有涂抹式、灌筑式、填充式、绑扎式和预制式，其中绑扎式和预制式结构使用广泛。附件和设备的保温结构形式，可根据其具体形状因地制宜地选择。

三、直埋供热管道的防腐蚀措施

供热管道的腐蚀主要有内部腐蚀和外部腐蚀，因此，应该从这两方面采取措施，防止防腐的出现。

1.供热管道内部腐蚀的防腐措施

供热管道内部腐蚀的主要防腐目标是改善供热管道内环境，使热水水质达标，它主要包括以下方面：

第一，降低热水中溶解氧的浓度;第二，将热水的PH值控制在规定的范围内;第三，控制热水温度，尽量避开腐蚀最强的温度区域;第四，供热系统停止运行时，应及时清理系统中充满杂质的热水。

2.供热管道外腐蚀的防腐蚀措施

（1）保护好直埋供热管道

目前我国直埋敷设供热管道一般由工作钢管、保温层和外护管构成。其中保温层一般为聚氨酯硬质泡沫塑料，外护管一般为高密度聚乙烯外护壳。三者紧密结合，形成整体式的预制直埋保温管。在实际工程中，接管时需要焊接工作钢管和外护管。如果现场施工质量不好，管道接头处将会出现大面积的渗水，也是腐蚀多发地。聚氨酯硬质泡沫塑料保温层在热水中会发生水解，一旦外面的聚乙烯外护层泄漏，土壤中的水分渗透到外护壳内部，经过保温层与工作钢管接触，最终导致钢管被土壤中的水分腐蚀。

此外，还要保证良好的施工质量。由于高密度聚乙烯外护壳是防水材料，一般不会受到腐蚀。因此在管道相接时，除了对工作钢管的焊缝严格要求外，聚乙烯外护壳的焊接也不容忽视。此外管道在埋设前应尽可能清除沟内较大的石块和其他锋利物，以防止管道在填入时聚乙烯外护壳受损。

（2）应用阴极保护技术

为进一步降低腐蚀的条件，改善保温层外部环境，阴极保护等电化学防腐技术应运而生。阴极保护就是在被保护的金属上通过适当的阴极电流，从而极化金属，令金属电位发生负偏移，最终目的是减小阳极溶解的速度，甚至令其停止。在石油、天然气等领域中，阴极保护被应用于长输管道上。然而在供热领域，阴极保护在供热管道上的应用尚处于萌芽阶段。

3.加快新技术的研究力度

目前，国外的防腐层发展趋势是改进3PE以及在双层熔结环氧粉末结构上下功夫。例如，在FBE（熔结环氧）表面采用液态聚氨酯或改性环氧保护层，以防止管道在吊装、敷设、定向钻穿越道路及河流等各种工序中发生损坏。同时在液体树脂补口技术方面也发展很快，因此，我国需要加快新技术的研究力度，采用新材料，尽快达到国外先进的技术水平。

四、结束语

综上所述，热力管道是现代集中供热、企业生产用蒸汽的重要结构。管道的保温防腐关乎着供热管道的使用效率和寿命，因此，必须做好供热管道的保温防腐工作，确保管道的保温性能。

参考文献：

[1]王宗林：《热水管道直埋无补偿敷设技术研究及应用》[J]，《区域供热》，2008年第4期。

[2]王贵平、邹平华、李双林、李保国：《直埋供热管道的腐蚀防护检测》[J]，《暖通空调》，2014年第11期。

直埋蒸汽管道 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).

直埋蒸汽管道 篇5

关键词：高温蒸汽管道,地下直埋,问题分析

0 引言

高温蒸汽应用在当今社会范围广大, 意义深远。建筑、运输、石油、化工、电力、冷藏等工业部门及室内外各种管道, 集中供热管道, 中央空调管道、化工、医药等工业管道的保温、保冷工程、输油管道工程、输汽等管道工程等领域的运行发展都在使用消耗着大量的高温蒸汽。高温蒸汽输送主要通过高温蒸汽管道输送供给, 科学实践验证表明, 传统高温蒸汽输送管道敷设方式存在着诸多安全、效率及安装使用问题, 已经明显不适合高温蒸汽业的进一步发展, 在这一背景下出现的高温蒸汽管道地下直埋敷设技术对行业发展有着重大意义。高温蒸汽管道直埋敷设具有高效保温、防水、防腐、绝热、隔音、阻燃、耐寒、防腐、容量轻、强度高、施工简便快捷、不怕植物根刺等特点, 相较传统蒸汽管道敷设技术具有明显的优势。高温蒸汽管道地下直埋敷设对管道的设计要求首先当然就是要保温, 由于高温蒸汽管道自身介质的特殊性, 以及直埋敷设地下环境因素影响, 相较于其他管道敷设方式高温蒸汽管道地下直埋敷设的保温材料性能和技术要求更高。同时, 地下直埋敷设因为有地下水地表水的存在, 需要在做好保温严密效果的同时也要做好防水密封工作以及由管道材料冷热系数引发管道膨胀干缩从而对管道保温结构影响的因素控制。进一步的加大高温蒸汽管道直埋敷设技术的问题分析解决力度, 具有很高的研究和实用价值。

1 管道及直埋敷设结构设计

1.1 高温蒸汽管道地下直埋敷设管道保温结构

1) 工作管

高温蒸汽管道工作管采用钢管, 需要经过喷砂除锈处理, 能在管道外壁形成一层有效保护膜, 同时采用耐高温涂料进行钢管防腐处理。

2) 管道钢管减阻润滑处理

管道钢管需进行耐高温无机润滑处理, 预留足够空气层, 保障钢管轴向径向位移空间。

3) 第一层防水线

防水瓦块采用除关注保温效果之外, 需保证吸水烘干情况下防水性能指标不变, 同时瓦块装置错缝捆扎, 采用耐高温粘接剂封闭。

4) 密闭保温层

当前普遍采用的离心玻璃棉, 保温效果好, 能够有效加强保温隔热作用, 离心玻璃棉的柔性性能保障了管道位移空间, 同时能起到管道纵向排潮作用。

5) 第二层防水线

在密闭保温离心玻璃层外采用聚氨酯泡沫制作第二层防水线, 防水性能高, 且聚氨酯泡沫导热系数低, 能够进一步提升管道保温效果。

6) 工作管套管保护

通常情况下工作钢管套管也需采用钢管, 在地下管道外层制作高强度的防护层, 能有效起到防水, 保护内层防水层及各层保温材料作用。同时需要做好套管钢管的防腐工作, 通常在地下土壤环境不受外力影响的情况下, 管道套管钢管可直接采用玻璃钢代替。

7) 第三道防水线

在管道钢管套管加装玻璃钢防水层, 玻璃钢防水具有连续性好, 强度高, 防水性能好, 寿命长造价低等特点。

1.2 高温蒸汽管道直埋敷设防腐

如果管道地下直埋环境条件允许, 高温蒸汽管道直埋敷设防腐最直接且最实用的方法就是将钢管保护改换为玻璃钢套管保护。玻璃钢套管保护具有很好的防腐性能, 且玻璃钢强度高, 造价低, 使用寿命长, 同时也具有很高的防水性能, 选择玻璃钢套管地下高温蒸汽管道能够大限度提高管道防腐保护。管道排潮是另外一个影响蒸汽管道防腐工作的重要因素, 需要引起相关部门的重视及相应操作。

高温蒸汽管道直埋敷设关键在于做好保温和防水防腐工作及节点防护问题。管道一旦出现防水保温故障问题或弯头、分支、放气、补偿器、阀门等节点故障问题, 如果不能及时处理, 很容易引起大范围的管道系统崩溃。在保证高温蒸汽管道直埋敷设的防水保温效果的同时, 管道系统的节点处理也需要引起足够的重视。当前管道节点处理主要由两种方法, 一种是所有全部节点做成直埋式, 另外一种是在井室内设计设置补偿器, 将节点尽可能设计在补偿器井室内。两种方法各有优缺点, 因地制宜采取适当方法能有效保护节点运行。

1.3 保证管道材料性能

高温蒸汽直埋敷设的管道保温效果是蒸汽管道敷设工作的重中之重, 而保温材料的性能和保温技术是保温效果的关键, 保温材料性能是前提。高温蒸汽直埋敷设保温材料选择不仅要求其性能保证保温效果, 防止管道内蒸汽泄漏, 同时也要起到防地下水地表水的侵袭。所以管道保温材料要求较高, 在选取保温材料的时候, 应优先选用憎水型或在遇水后能保持性能及恢复良好的材料, 柔性保温材料优先选用超细玻璃棉。硬质保温材料以防水保温型瓦块优先采用。

1.4 管道保温制作工厂化

高温蒸汽管道直埋敷设技术工作具有繁杂, 量大, 时长等特点及管道保温结构建设组成多样等因素, 要求蒸汽管道施工建设需要具有较高的工作环境、制作工艺、人员设备素质等硬件软件条件要求。实行工厂化的高温蒸汽管道直埋敷设设施设备制作, 能有效杜绝因施工队伍工作能力责任原因导致的管道建设缺陷为日后管道安全埋下隐患, 便于施工单位及监管部门的工程建设把控和监察, 保证高温蒸汽管道直埋敷设产品工作质量。

2 管道管沟回填覆盖工作

2.1 管道管沟开挖回填

高温蒸汽管道直埋敷设施工需密切配合管道安装管沟开挖回填等作业工序, 保证预制保温管道质量。高温蒸汽管道直埋敷设通常采用补偿敷设方式, 管道直埋深度应大于实际工作地冻土层深度, 保证管道不会因为土壤地层其他受力而受到破坏。通常情况下高温蒸汽管道直埋敷设深度在0.6m到1.2m之间。管沟开挖回填工作应严格依照设计要求施工完成, 管沟开挖回填施工完成需经有关部门验收, 施工过程发现土质等影响因素问题, 需作及时处理, 能力范围外因素及时上报相关单位部门。管沟回填需做到95%、75%、50%三级回填工序的准确完成。

2.2 管道管沟覆盖

当前主要的覆盖方式包括两方面, 即泥土回填覆盖夯实和砼覆盖。砼覆盖能有效避免地下水位高引起的管道砂石空气呼吸腐蚀。管道管沟覆盖工作因管道直埋环境的不同需求正向多层覆盖结构方向发展, 采用多层覆盖技术可以根据材料各自作用达到与管道完美结合。

3 高温蒸汽管道直埋敷设的主要问题

3.1 投资运行费用

高温蒸汽管道直埋敷设投入费用先期费用不会很高, 但是后期运行投入量持续增大, 要求管道施工建设单位需具备相应经济建设能力, 保证高温蒸汽管道直埋敷设工作的顺利建设施工及正常运行使用。

3.2 安全维护系统

高温蒸汽管道直埋敷设在地表下, 造成蒸汽管道敷设施工完成之后的运行维护保障工作面临不能直观察看操作的难题, 容易造成地下管道出现问题不能及时发现处理从而引起更大面积的故障破坏。目前主要通过在管道保温结构中设置报警系统能监控管道运行过程中发生蒸汽泄漏, 保温层故障等管道运行问题。

3.3 专业人才队伍

有限的实践和科学理论都已证明高温蒸汽管道直埋敷设相较其他敷设方法具有明显优势, 是未来蒸汽管道敷设的重要方向。专业技术人才队伍的培养建设, 是促进高温蒸汽管道直埋敷设发展的前提因素, 需加大投入力度, 力求早日建设成一只相应的高素质能力的高温蒸汽管道直埋敷设专业队伍。

4 结论

蒸汽管道敷设意义重大, 是社会生活发展能源供应的重要组成部分。当前国内管道敷设行业在不断向高温蒸汽管道直埋敷设方向进行着有益尝试, 并且也取得了一定的成绩。但显然杯水车薪, 对整个行业发展还起不了多大的影响作用。同时, 有限的尝试经验及科学理论进一步证明高温蒸汽管道直埋敷设相较其他蒸汽管道敷设方法是更加科学更高效率的蒸汽管道敷设方法, 应加大投入建设力度着力解决高温蒸汽管道直埋敷设的主要问题, 促进高温蒸汽管道直埋敷设相关设施设备制造及施工运行技术进步, 努力推动高温蒸汽管道直埋敷设的全面应用发展, 满足社会需求。

参考文献

[1]徐玉梅, 李月霞.高温蒸汽管道直埋技术在居民小区供热工程中的应用[J].山东煤炭科技, 2010 (6) :77-78.

[2]王新红.高温蒸汽管道直埋技术的应用[J].石河子科技, 2009 (5) :21-22.

蒸汽管道直埋转架空段的应力分析 篇6

在工业管道设计中, 应力分析是重点及难点, 弯头、三通等位置的应力超标会导致管道破坏酿成事故。CaesarⅡ是工程设计中应用较多的管道应力分析软件, 它可以对架空或直埋管道、各类支吊架及补偿器等进行建模及应力计算, 帮助解决各类较为复杂的管道应力核算及优化设计问题。

本文将选取供热工程中较为常见的钢套钢蒸汽管道直埋转架空段进行建模分析, 使用CeasarⅡ的土壤模型对直埋部分进行模拟, 使用双线性刚度模型对旋转补偿器进行模拟, 对该管段进行应力分析。

2 案例概述

图1所示为一段DN600蒸汽管道的平面示意图, 虚线和实线部分分别代表直埋和架空部分, 直埋部分管道结构为工作钢管-保温层-外护钢管 (即钢套钢预制保温蒸汽管道) , 架空部分管道结构为工作钢管-保温层-镀锌铁皮外护层。工作钢管材质均为20#钢, 设计压力为2.42MPa, 设计温度为300℃, 直埋管道外护钢管材质为Q235B, 设计温度为50℃, 旋转补偿器工作状态下转矩为63.2k N·m, 管道初始安装温度为20℃, D处出地点管道高差为5m, 直埋管道管顶覆土深度为1.4m, E点管道高差为2.36m。

本次应力分析的目的是校核钢套钢直埋蒸汽管道工作管弯头B、C的应力是否超标, 求出D点的热膨胀位移以及计算固定支架A、F的受力大小。

3 建模及应力计算

3.1 基本数学模型

3.1.1双线性刚度模型

如图2所示, 双线性刚度模型表示了载荷与相应位移的关系, 即在作用力未达到屈服载荷时刚度为K1, 超过屈服载荷时刚度为K2。双线性模型可以模拟弹性-塑性变形过程及静摩擦-动摩擦转换过程所对应的载荷及位移情况, 是土壤约束和旋转补偿器力矩建模的理论基础。

3.1.2 土壤模型

CaesarⅡ软件中土壤模型的理论依据是直埋管道受热伸长时与周围土壤发生弹性-塑性变形过程, 转换的临界点为最大土壤约束, 这是对真实情况土壤约束下载荷-位移曲线的简化模型。

根据实际情况, 软件中的土壤模型参数设置如表1所示。

3.2 蒸汽管道的建模

3.2.1管道的建模要点

图3为管段建模后的管段模型图, 可以看出直埋部分已经被施加了土壤约束。该管段的建模有如下几个要点:

(1) 钢套钢管道关联节点的设置:CeasarⅡ软件中关联节点用Cnode表示, 例如钢套钢直埋蒸汽管道内固定支架处, 工作钢管A点和外护钢管A′点由内固定支架焊接在一起, 软件中工作钢管A的Cnode便需输入A′的节点编号, 以表示他们是连在一起的。

(2) 弯头曲率半径的设置:弯头曲率半径会直接影响到其应力大小, 钢套钢预制直埋蒸汽管道弯头中, 工作钢管弯头为R=3D, 外护钢管弯头为R=1.5D, 而架空管道采用R=1.5D的工作钢管现场进行焊接施工。

(3) 管道出地点的外护管设置:图1中出地点D的蒸汽管道外护钢管需扩大型号, 为工作钢管热伸长提供空间, 扩大管的规格由热伸长长度选取。

3.2.2 旋转补偿器的建模要点 (见图4~6)

旋转补偿器结构如图4所示, 它通过内管和外管的相对旋转来吸收管道的伸长, 内外管之间通过密封填料来接触。旋转补偿器应力分析的核心是转矩的建模, 其在旋转过程中密封填料与内外管之间为动摩擦-静摩擦受力, 因此CaesarⅡ软件中可使用双线性刚度模型来模拟。如图5所示, 内管的G、H点分别与外管的G′、H′点为关联点, 内管和外管之间的重叠部分为G-H与G′-H′段, 为了模拟旋转补偿器的转矩, 需在G和H点设置RY2双线性刚度约束来进行转矩的建模, 使刚度K1为无穷大, K2为无穷小, 转矩按照旋转补偿器产品手册中的工作转矩来取值, 为了更贴近实际情况, 可在G-H段设置产品的重量。建立好的旋转补偿器模型见图6。

3.3 直埋部分简化后的建模

钢套钢直埋蒸汽管道的建模较为繁琐, 因其需要建立外护管并使用埋地模型, 为了简化分析, 将外护管内支撑工作管的滑动支架、阻挡支架及固定支架等效为对应的工作钢管架空支架, 全部按架空管道进行建模并对比应力计算结果。如图7为简化后的模型图, 可见取消了直埋管道外护管以及土壤约束。

4 结果分析

图8所示为工作状态下的旋转补偿器变形图, 深色为变形后的位置示意, 可见直埋管段工作管受热伸长使旋转补偿器发生了角位移 (如表2) 。

表2列出了部分节点的应力计算结果 (节点代号同图1) , 可见B及C处直埋管道工作管弯头在工作状态下的二次应力处于该温度下许用应力的35~40%, 这表示弯头应力符合安全要求。工作管受热伸长, 使D处产生320mm的轴向位移, 推动竖直管道使旋转补偿器发生旋转, 旋转补偿器工作转矩下固定支架的受力如表2中所示。

直埋钢套钢蒸汽管道的工作管是由外护管中的内滑动支架支撑, 因而在伸长过程中轴向受内滑动支架对它的摩擦力, 这与架空蒸汽管道受力的原理一致。表2也列出了将直埋钢套钢蒸汽管道简化为工作管架空进行建模计算的结果, 可见各节点的受力及位移与不简化建模所得出的结果相差无几, 这些细微的差别主要是由于直埋钢套钢蒸汽管道外护管受到土壤约束所导致的, 因此简化建模对应力分析结果影响很小。

5 结论

使用CaesarⅡ软件对蒸汽管道进行应力分析具有简便、直观、可靠的特点。本文利用该软件的土壤模型及双线性刚度模型对直埋钢套钢蒸汽管道转架空段进行了建模分析, 核算了弯头应力并求出了旋转补偿器工作状态下管道热伸长量及固定支架所受的轴向推力。对于直埋钢套钢蒸汽管道, 可将工作管简化为架空管道来计算受力, 这样也可以获得较为准确的受力分析结果。

参考文献

[1]乔正凡.直埋蒸汽管道弯头应力分析与支座设置[J].煤气与热力, 2015, 35 (5) :10~13.

直埋蒸汽管道 篇7

1 高温蒸汽直埋管道的结构形式

高温蒸汽管道的直埋敷设技术, 目前国家尚无出台相应规范。近年来, 经过我国广大工程技术人员在工程施工过程中不断摸索和实践, 从直埋蒸汽管道的基础理论和基本构造研究, 在实践中开发出来了不同结构、性能各异的直埋管道产品, 如:塑套钢、钢套钢、钢塑复合;内固定、外固定、内外固定;内滑动、外滑动、导管滑动等;而目前比较成熟的技术可归纳为以下三种形式:

1.1 内滑动外固定。

即工作钢管与保温结构脱开, 工作钢管受热膨胀时, 钢管运动, 发生位移而保温结构层与外套管成一整体结构, 不发生运动。

1.2 内滑动内固定。

即固定端处将工作钢管固定在外套管上, 不用钢筋混凝土结构固定。

1.3 外滑动内固定。

即保温材料和工作钢管紧密结合, 捆绑成个整体, 保温结构和工作钢管在管道热膨胀时同时运动。

2 高温蒸汽直埋管道的保温结构 (保温层)

直埋蒸汽管道的保温结构是技术部分中比较重要的一个环节, 保温效果是高温蒸汽管道直埋的主要指标, 而其保温效果的好坏最终取决于保温结构。如保温材料不耐水煮沸, 进入保温层被蒸汽加热到沸腾后, 将沿管道迅速蔓延, 造成无机保温层材料热软化和有机保温层材料聚氨酯破孔软化, 从而会引起大范围的保温材料破坏, 导热系数急剧增加, 保温性能急剧破坏, 严重时地面会出现冒汽现象。由此可知, 保温材料的防水性能及耐煮沸对高温蒸汽管道直埋敷设的安全性和可靠性有较大的影响, 是保证蒸汽管道安全工作的关键所在。因此, 在蒸汽管道直埋敷设中对保温材料的选择上应注意选择耐煮沸及防水性能较好的材料。

为了保证高温蒸汽直埋管道在运行中的安全性, 保温结构一般采用复合保温结构。内滑动的复合保温结构从里到外依次为:工作钢管、高温防锈层、无机润滑层、空气层、无机隔热层、高温金属反射层、有机保温层、防水防腐外护层。在这种保温复合结构中, 耐高温的无机隔热层将其表面温度控制在外层有机保温材料允许的安全温度以下 (150℃) , 无机润滑层和空气层减少了钢管在热胀冷缩时的摩擦力, 防水防腐的外保护层通常是耐腐蚀、耐压强度高的玻璃钢或钢套管。外滑动式的保温结构, 从里到外依次是:工作钢管、高温防锈层、无机保温层、空气层、防水防腐外护层。防水防腐的外护层一般是钢套管。

3 高温蒸汽管道排潮管的作用及安装

高温蒸汽直埋管道的保温层应设置排潮装置, 排潮管是直埋蒸汽管道不可缺少的一个组成部分。因保温管在生产、运输及安装过程中, 尤其是赶上雨季施工, 不可避免地含有或者会吸收一些潮气甚至少量水分, 这些潮气或水分在管道运行时经管内蒸汽加热就会在保温层间形成蒸汽, 如不及时排除, 会使保温层间压力升高, 很容易发生爆管事故。因此对于不抽真空的保温结构, 必须设置排潮管。排潮管的设置不仅在启动运行阶段发挥重大作用, 而且在正常运行中的作用也不可忽视, 因为正常运行时可以通过排潮管的排潮量大小判断管道是否泄漏。通常情况下, 管道供应厂家把排潮管设于固定墩上, 一个固定墩上设置一个排潮口, 在安装过程中将固定墩的排潮口设于固定墩卡板的同一侧, 以确保每一段管道都能有效排潮。并将排潮口引出地面, 至行人、车辆无障碍处, 以防影响交通或潮气烫伤行人, 同时还应考虑排潮管的防灌 (雨) 水措施。

4 疏水装置的安装

为保证高温蒸汽直埋管道运行的安全, 高温蒸汽直埋管道应设置疏排水, 一般情况下直管段每150~200m范围内应设置疏排水装置, 管道最低点应设置疏水装置。蒸汽直埋管道疏排水通常采用上排水方式, 依靠管道内的蒸汽压力将凝结水排出。通常整套疏水装置设于阀门井内, 阀门井设置在便于操作及检修的地方, 阀门井盖应加锁。阀门井井壁宜高于地面50~100mm, 防止雨水进入。为了防止疏水管根部焊口产生的剪切力造成破坏, 宜将疏水管尽量靠近固定墩安装。排水管应引至副井中冷却后排入雨水系统, 如场地限制不能砌筑副井的, 可以将出水管就近引至雨污水井内排出。

5 外保护结构

目前, 在国内高温蒸汽直埋敷设管道上采用的外保护结构形式主要有三种:高密度聚氯乙烯管外护、玻璃钢外护及钢套管外护。

5.1 高密度聚氯乙烯管外保护。

由于高密度聚氯乙烯管耐温较低, 对温度十分敏感, 其强度随温度变化大, 有资料讲当其80℃时强度仅为常温25℃时的15%, 线膨胀系数大, 随温度变化会造成自身开裂, 使整个保温层防水失效。因此, 不宜应用到高温蒸汽直埋敷设的管道上, 但在热水直埋供热管道上应用较为普遍。

5.2 钢套管外保护。

主要是外滑动的保温结构 (保温层与工作钢管一起相对于外护钢管做同步位移, 工作钢管承受的摩擦力基本上不受土壤压力的影响) 应用较多。

5.3 玻璃钢外保护。

主要是在内滑动保温结构 (工作钢管相对于保护层和保温材料发生位移, 工作钢管承受的摩擦力要受到土壤压力的影响) 中应用较多。钢套管的防腐问题较为重要。首先, 钢套管外护层一般防腐用环氧煤沥清刷涂, 由于与土壤反复摩擦, 不久就失去防腐能力, 造成外护钢管腐蚀破洞。再者, 管系中所有的三通、弯头、固定支座、补偿器及管件全部都装在钢套内, 并和工作钢管焊在一起, 再加上外套钢管大量焊接, 焊接焊口数量极大, 且不能X探伤检查质量。单凭焊工的责任心是难以保证不出问题的, 若有管件及某一处焊缝出问题或某焊口经过一段时间腐蚀出问题, 不是内部介质就是外部地下水就会乘虚而入进入内外钢管之间, 造成整体管道保温失效。钢外套外护型结构散热也大。其保温层2-4米就要做夹环支撑, 此处保温材料导热系数明显大于不做夹环处, 沿管道形成数量很大的热桥泄温点, 对外钢管传导大量的热量, 会加剧外钢管的腐蚀速度, 降低管系的使用寿命。玻璃钢外保护由于耐温能力强、防水防腐性能好、强度高便于施工, 是外护层的理想材料。但由于玻璃钢外护层没有标准规定, 而每个玻璃钢厂家的制作工艺不同, 差异较大, 做出的玻璃钢质量悬殊太大, 因此玻璃钢的质量难以保证。

总之, 根据工程的实际需要, 选择适当的保温层结构, 如防腐措施未过关的情况下, 建议优先考虑选用玻璃钢外护层结构。

6 结束语

通过以上对高温蒸汽直埋管道敷设中几个主要关键技术的探讨, 说明高温蒸汽直埋管道技术较复杂, 需要我们共同努力、不断摸索、不断总结提高, 以使高温蒸汽直埋管道技术趋于完善、成熟。

参考文献

[1]动力管道设计手册编写组.动力管道设计手册[M].北京, 机械工业出版社, 2006.

直埋蒸汽管道 篇8

关键词：钢套钢蒸汽管,施工质量控制,措施

临沂市阳光热力西部供热中心项目总投资概算12亿元, 整体规划为5炉3机, 设计供汽总能力为450吨/小时, 集中供热总面积400万平方米, 涉及中心厂区设备设施、电网、水网、管网等四大工程系统, 可以满足25公里范围内生产企业和居民供热需求。

1 临沂市阳光热力西部供热中心项目施工技术要点

(1) 蒸汽管道采用钢套钢直埋保温管, 工作管采用螺旋缝钢管, 保温材料选用导热系数低的优质超细玻璃棉材料并复合反射膜, 保温最外层设置纳米反射层以减少辐射热损失;防腐层采用3PE结构, 并规定为加强级防腐;设置滚动支架减少支架受力并且易于安装。

(2) 弯头、三通、变径管、固定支座及疏水节应采用成品保温管件。弯头采用补偿弯头, 弯头外护管与工作管不同轴;采用偏心变径管, 安装保持管底平, 易于凝结水排放。

(3) 采用抗剪内固定节, 减少土建投资。采用套筒波纹复合补偿器, 该补偿器兼有套筒和波纹补偿器的优点:补偿量大, 减少固定支架和补偿器数量;运行安全可靠, 可以不设置检查井。

(4) 采用波纹管井室密封。该结构同时不但可以防止井室外水通过套管进入井室内, 而且还可以防止井室内水进入保温层内, 同时可以吸收外套管的位移减少井壁受力。

(5) 采用牺牲阳极阴极保护措施减少外护管腐蚀, 大大延长了蒸汽管道的整体使用寿命。

2 直埋蒸汽管道施工质量控制措施

2.1 材料质量控制与防护措施

钢套钢直埋保温管, 工作管≥DN200采用螺旋焊管 (Q235B材质) , 弯头、三通、变径、固定支座、疏水节、补偿器、井室密封采用成品件, 弯头采用补偿弯头。直埋蒸汽保温管的管材及管路附件符合现行行业标准有关规定, 并应具有产品合格证书。

对生产厂提供的各种规格的管材、管件及保温制品, 抽取不少于一组试件, 进行材质化学成分分析和机械性能检验。进入现场的预制直埋蒸汽管道和管件逐件进行外观检验和电火花检测。

直埋蒸汽保温管、管件及附件在吊装、运输和安装时, 采取保护和防水措施。

2.2 安装质量保证控制措施

施工前应根据工程规模、现场条件和施工图编制施工组织设计, 并绘制排管图。钢套钢直埋保温管安装时, 应保证两个固定支座间的管道中心线成同一直线, 且坡度应符合设计要求, 变径管保持管底平, 固定支架采用抗剪内固定节。

工作管焊接采用氩弧焊打底, 电焊罩面, 管道焊接点进行焊缝比例为100%的射线II级探伤合格;外护管采用对焊、满焊两遍, 对焊缝100%超声波探伤检验, 探伤合格等级为Ⅱ级。工作管的现场接口焊接应采用氩弧焊打底。焊缝应进行100%X射线探伤检查, 焊缝内部质量不得低于现行国家标准《无损检测金属管道熔化焊环向对接接头射线照相检测方法》GB/T12605中的Ⅱ级质量要求。

补偿器安装应与管道保持同轴;直埋补偿器分固定端和非固定端, 固定端与固定节相连, 非固定端与管道相连;补偿器吊装及安装时, 对口或焊接完成后再拆除环向定位板, 若对口前必须拆除, 需保证补偿器内管与外观不出现轴向及纵向的滑动。管道安装时, 必须按冷紧量进行冷紧, 同时做好冷紧记录。

直埋蒸汽管道的施工与验收, 应符合现行行业标准《城镇供热管网工程施工及验收规范》CJJ28的有关规定。

2.3 管道保温补口与3PE防腐质量保证措施

预制直埋蒸汽保温管和管件均预留了标准补口 (150~250mm) 的管端, 单纯就补口尺寸、规格和作业方式来说, 管道与管道、管道与管件的补口是一样的。补口位置的补口材料及工艺与工作管相同, 3PE防腐外层为热缩套。补口材料采用超细离心玻璃棉, 四层。每层敷设反射膜, 最外层为纳米反射层。外护钢管焊接完成后, 进行防腐施工, 防腐采用3PE防腐。

保温补口应在工作管道安装完毕, 探伤检验及强度试验合格后进行。补口质量应符合设计要求, 每道补口应有检查记录。补口施工的主要过程为:工作钢管焊接→检验保温层安装→反射层安装→外护钢管焊接和检验→防腐防护层制作。

保温层补口应在沟内无积水、非雨天的条件下进行施工;补口处的保温结构、保温材料等应与直管段相同;当保温层采用软质或半硬质无机保温材料时, 在补口的外护管焊缝部位内侧, 应衬垫耐高温材料。

外护管的现场补口应采用对接焊, 接口焊接应采用氩弧焊打底, 并应进行1 00%超声波探伤检验, 焊缝内部质量不得低于现行国家标准《焊缝无损检测超声检测技术、检测等级和评定》GB11345中的Ⅱ级质量要求;在外护管焊接时, 应对已完成的工作管保温材料采取防护措施以防止焊接烧灼;外护管补口前应对补口段进行预处理, 除锈等级应根据使用的防腐材料确定, 并符合现行国家标准《涂覆涂料前钢材表面处理表面清洁度的目视评定第1部分:未涂覆过的钢材表面和全面清除原有涂层后的钢材表面的锈蚀等级和处理等级》GB/T8923.1中St3级的要求;补口段预处理完成后, 应及时进行防腐, 防腐等级应与外护管相同为加强级, 防腐材料应与外护管防腐材料一致;防腐层应采用15k V电火花检漏仪检测;外护管接口应在防腐层之前做气密性试验, 试验压力应为0.2M Pa。补口完成后, 应对安装就位的直埋蒸汽管及管件的外护管和防腐层进行检查, 发现损伤, 应进行修补。

3 结束语

通过对以上技术要点的把握以及对蒸汽管道施工质量的控制, 临沂市阳光热力西部供热中心蒸汽管网工程一次试压合格。2015年10月30日正式投产供汽, 至今已安全运行近200天。项目正式运行以来已有1500户板材企业、4万户居民享受到质优价廉的热源服务。实现了临沂市西部板材企业集中供热、治理锅炉大气污染及产业转型升级的多重功能。达到了促进木业产业转型, 达到节能减排的效果。

参考文献

[1]城镇供热管网工程设计规范[S].CJJ34-2010.

小议供热管道直埋敷设现状 篇9

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