采暖管道直埋敷设（共7篇）
采暖管道直埋敷设 篇1
1. 管道直埋敷设技术现状
采暖管道敷设方法一般有三:地上敷设、管沟敷设和直埋敷设。比较而言,直埋敷设更具优势:占地少、施工时间短、维护量少、成本低、寿命长等。已成为我国管道敷设中最常用的敷设方式。
目前,业界对直埋管道受力设计的原则虽不一致,但大都避免有补偿安装,而只在局部薄弱部件处进行补偿保护。主要按《规程》中的方法来进行直埋管道的受力计算。《规程》为直埋敷设管道的受力设计统一了标准,使国内的直埋敷设管道受力设计规范化,对直埋敷设的一些设计参数进行了限制,明确指出,《规程》适用于供热介质温度小于或等于150℃,公称直径小于或等于500mm的钢质内管、保温层、保护外壳结合为一体的预制保温直埋热水管道。一些厂家的设计手册也给出了直埋敷设管道的受力设计方法。
近年,直埋敷设热水管道多需大直径、高压力管道,原适用的小直径管道设计方法和公式亟需改进。同时,直埋敷设技术发展,大直径管道的无补偿安装、薄弱部件加强等技术的应用日趋广泛。
2. 直埋敷设中存在的问题与对策
2.1 直埋管道受力设计方法与适用范围
问题包括:
《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。而现在的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。
《规程》和厂家设计手册中给出的公式和图表,多是对较低工作压力、较小直径管道的简化结果,对于大直径、较高工作压力的管道的受力设计还有待商榷。
《规程》对于固定墩推力的计算,是基于粉质粘土或砂质粉土的情况,并按照一定的摩擦力下降规律给出的。没有考虑土壤特性及摩擦力的不同情况。
解决对策是,以现有的管道受力设计方法为基础,深入分析其公式、原理,重点考虑大直径管道的设计要点。
例如:在进行地下直埋管道受力设计中,《规程》给出的单位管长摩擦力的计算公式为:
F=πρgμ(H+Dk/2)Dk
式中F—轴线方向每米管道的摩擦力,N;
μ—土壤与管道之间的摩擦系数;
H—管顶覆土深度;当H≥1.5m时,H取1.5m;
Dk—预制保温管外壳的外径,m。
大直径管道的自重对摩擦力的影响较大,建议在计算单位管长摩擦力时考虑自重的影响:
F=πρgμ(H+Dk/2)Dk+μG
式中G—单位管重(包括流动介质),N。
如果进行直埋管道的受力设计时不区分管道直径的大小,其计算结果可能不合理,容易造成工程隐患。
2.2 直埋敷设安装方式的适用条件
直埋敷设安装方式:按照管段是否有补偿,分为无补偿安装和有补偿安装;按照是否进行预应力,分为冷安装和预应力安装。对直埋敷设的安装方式虽有详尽的分析,但在实际的工程中的选择还有些混乱。安装方式的不合理易引起能源、管材的浪费,以及管路系统的潜在危险。
解决对策是,必须明确,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。换言之,为解决一定的管道失效方式,应根据引起该失效方式的管道的特征参数,进行调控,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。
例如:管道的循环塑性变形破坏,是由于管道在运行最高温度T1和最低温度T2之间进行循环工作时,管道发生循环塑性变形而产生的一种管道失效方式。这种失效方式对应的温度特征参数是管道工作循环最高温度和循环最低温度之差T1-T2。为了避免这种失效方式的产生,就应该对T1-T2进行限制,使其小于产生循环塑性变形的允许温差。当T1-T2不能满足要求时,就应该采用其他方法来减小管道的应力和应变,使其满足要求,即可以对管道进行补偿,使管道处于有补偿状态。从以上的分析可见,管道的有补偿安装方法可以解决管道的循环塑性变形问题,其对应的特征参数是T1-T2。而另一种直埋敷设安装方式——预应力安装方式是在管道运行前对管道的受力状态进行的一种预处理,即提高管道的整体焊接温度T0,并没有改变管道运行的循环最高温度T1和循环最低温度T2,可见预应力安装方式不能解决管道的循环塑性变形失效。
明确直埋敷设各种安装方式的适用条件,就可以针对不同的管道情况采取相应的安装方式,控制其对应的特征参数,保证管道安全、合理运行。
2.3 对大直径管道失效方式的研究不足
管道所涉及的失效方式主要包括以下几种:
无限制塑性变形:指的是管道的无限制塑性流动变形。
循环塑性变形:管道温度在工作循环最高温度和最低温度之间变化时,管道的变形就相应的在最大和最小、或者压缩塑性变形和拉伸塑性变形间循环变化,这样就容易产生循环塑性破坏。运行压力越高、循环温差越大,越容易产生循环塑性变形。
低循环疲劳破坏:管道结构不连续处会产生相对于管道其他部分较大的应力,温度的循环变化使得应力循环变化,引起管道的疲劳破坏。由于温度的变化频率较低,所以由温度变化引起的疲劳破坏称作低循环疲劳破坏。
高循环疲劳破坏:由于车辆等的通过,其作用力会使管道产生应力集中。因为车辆荷载出现的频率较高,所以称之为高循环疲劳破坏。对于大直径的直埋敷设,这种变形较易发生。
管道的失稳分为整体失稳和局部失稳。管道的整体失稳分为垂直失稳水平失稳。
由于管道的升温轴向力的压杆效应会使管道变弯,管段中产生较大的弯矩,从而引起垂直失稳(竖向失稳)。
采暖管道投入运行后,在管线附近平行开沟时,土壤侧向的支撑作用减弱,极易产生管道的整体水平失稳。
目前在设计时只验算垂直失稳,而不验算水平失稳,即未考虑管道运行后的失效情况。
局部失稳:管路附件和承受高轴向压力的管道也存在着失稳的可能性,称作局部失稳。
阀门的破坏:阀门由于受轴向应力而变形破坏或者失效,都会导致管道的失效。
从以上几种失效方式产生的机理来看,管道中发生不同失效方式的位置和情况都有所不同。直管以及不同的管路附件(直管、三通、弯头、阀门等)对应着各自不同的失效方式。而现行的直埋管道受力设计方法中只考虑了其中部分的失效方式,是对小直径管道等设计条件下管道应力分析的一种简化。例如:《规程》中对于直管的受力设计只考虑了无限制塑性变形破坏、整体垂直失稳和循环塑性变形,未考虑局部失稳破坏。对于大直径、较高工作压力的管道,必须考虑管道的局部失稳破坏。
随着直埋管道规模的不断扩大,在实际的受力设计中,应考虑大直径管道受力特点,根据具体的情况,选择相应的管道失效方式进行分析和验算,才能保证管道受力设计的合理、工程的运行安全。
3. 结论
通过对以上问题的探讨,希望完善现有直埋管道受力计算方法,对工程建设有经济实用价值。
小议供热管道直埋敷设现状 篇2
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
采暖管道直埋敷设 篇3
随着城市集中供热规模的不断扩大, 供热直埋管道管径已发展到DN1 400。然而现行《城镇直埋供热管道工程设计技术规程》限定在DN500及其以下[1]。为使相关技术人员增加对大口径直埋管道相关技术的认识, 提高设计水平、增加大口径供热直埋管道工程设计的安全性和可靠性, 节约工程投资[2,3]。文中介绍了大口径、高温、高压供热直埋管道应力分析和应力计算方法及管道失效方式, 为供热直埋供热管道的设计、施工和管理提供了依据。
1 直埋供热管道的应力分析
1.1 应力计算
EN 13941中在进行单长摩擦力计算时, 考虑管道自重引起的管道与土壤之间的摩擦力, 其计算如下[3]:
其中, F为轴线方向每1 m管道的摩擦力, N/m;μ为外管壳与土壤的摩擦系数;ρ为土壤密度, 一般砂土取1 800 kg/m3;g为重力加速度, m/s2;h为管顶覆土深度, m;Dw为预制保温管外壳的外径, m;G为每1 m预制保温管的满水重量, N/m。
直埋保温管钢管管径为1 000, 预制保温管外壳直径1 155 mm, 管顶平均埋深1.2 m, 最小摩擦系数0.2。最小单位长度摩擦力为25 487 N/m。
1.2 应力校核
由于直埋管道的一次加二次应力的当量应力最大值是出现在锚固段管道, 应力验算主要对象是锚固段, 因此该段内管道的参数应满足下列公式[2,3]:
则认为管道的参数的选取是合适的。
其中, γ为钢材的泊松系数, 取0.3;t2为管道工作循环最低温度 (半年运行取10℃, 全年运行取30℃) ;t1为管道工作循环最高温度, 130℃;E为钢材的弹性模量, 取19.6×104MPa;α为线性膨胀系数, 取11.74×10-6m/ (m·℃) ;σt为管道内压引起的环向应力, MPa。
其中, Pd为管道计算压力, MPa;Di为钢管内径, m;δ为钢管公称壁厚, m。
2 直埋供热管道的失效方法
2.1 管道竖向稳定性验算
直埋直管段上的垂直荷载应符合下列表达式:
其中, Q为作用在单位长度管道上的垂直分布荷载, N/m;γs为安全系数, 取1.1;Np·max为管道的最大轴向力, N;fo为初始挠度, m。
初始挠度应按式 (4) 计算:
当fo<0.01 m时, fo取0.01 m。
垂直荷载应按式 (5) 计算:
其中, GW为每米长度管道上方的土层重量, N/m;G为包括介质在内保温管单位长度自重, N/m;SF为每米长管道上方土体的剪切力, N/m;K0为土壤静压力系数;φ为土壤的内摩擦角, (°) , 砂子取30°。
埋地管道中介质温度升高时, 管道中产生轴向压力。存在轴向压力的管道有向轴向法线方向凸出使管道弯曲的倾向。由于管道周围土壤在径向和轴向对管道有约束, 正常状态下埋地管道在地下保持稳定。当周围土壤的约束力较小或因周围开挖而减小, 受压管道会在横向约束最弱的区域丧失稳定。管道在轴向朝失稳区域推进, 并在水平方向或垂直方向推开土壤形成弯曲的凸出管段。竖向失稳可能由于设计考虑不周引起, 水平失稳多为埋地供热管道投产后由于其他管线施工引起。
2.2 局部稳定性
原规程适用管径较小, 常用管道规格的截面刚度较大, 局部屈曲的危险较小, 所以原规程未要求对截面刚度和局部稳定性进行验算。本次针对大管径管道专门进行了研究, 用国内已实际运行多年的管道工程与欧洲供热管道标准对比, 如按欧洲供热管道标准计算, 大管径管道壁厚要比实际工程使用的壁厚大很多。
欧洲规范EN 13941对于直埋管道径厚比的规定式。我国JB4732-1995钢制压力容器—分析设计标准提出的临界屈曲应力计算公式为:
其中前两个公式经过实验对比, 计算值偏于保守。对于几个公式的运算结果比较, JB 4732-1995计算的径厚比较前两个公式的计算结果要保守, 但是EN 13941更保守, 计算的管壁厚度太大。所以本规程规定采用JB 4732-1995的公式作为临界屈曲应力计算公式。
公式计算壁厚没有考虑环境和焊工技术的影响。长距离管道焊接环境复杂, 比钢制压力容器要恶劣;管道焊口边缘晶体结构发生变化, 许用应力会因焊工技术而下降, 幅度在10%~25%。
2.3 径向稳定性
管道应按下列公式进行径向稳定性验算:
其中, ΔX为钢管径向最大变形量, m;W为管顶单位面积上总垂直荷载, k Pa;r为工作管平均半径, m。
理论研究表明, 直埋敷设的柔性管道能够利用其周围土壤的承载能力, 当管道椭圆变形达到钢管外直径的20%时, 才发生整体结构破坏。但试验证明, 椭圆变形达到钢管外直径的5%时, 管壁便开始出现屈服。GB 50253-2003输油管道工程设计规范, GB50251-200输气管道工程设计规范都规定管道的椭圆变形量应小于钢管外径的3%, 椭圆变形量采用依阿华公式计算。
3 结语
大口径、高温、高压供热直埋管道的应力计算及管道失效方式已经与小口径管道有很大区别, 大口径管道本身重力对摩擦力的影响已经不能忽略, 随着径厚比的增加管件的疲劳失效、管道的椭圆化和局部失稳的可能性增大。在管道设计中要选择合适的直埋敷设方式, 在经济合理的基础上, 把管道的危险性降到最低。
摘要：结合国内外新研究成果, 介绍了大口径、高温、高压直埋供热管道的应力分析和应力计算方法, 并探讨了直埋供热管道的失效方式, 以提高大口径直埋供热管道设计水平, 确保管道工程的安全性和可靠性。
关键词：供热管道,直埋管道,应力计算,管道失效
参考文献
[1]CJJ-T81-98, 城镇直埋供热管道工程技术规程[S].
[2]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, 2007:92-97
[3]EN 13941∶2009, Design and installation of preinsulated bonded pipe systems for district heating[S].
采暖管道直埋敷设 篇4
如今直埋敷设已成为城市热力管网工程最主要的敷设方式之一。然而直埋敷设管道强度设计与计算, 一直是解决直埋敷设热补偿的主要问题之一, 如何防止管道由于温度的变化使管道应力增加而对管道造成破坏, 是保证热网安全运行的关键技术。本文通过热力管网设计实例, 从管道强度方面分析热力管网设计中如何考虑直埋管道的补偿问题。
1 山东省烟台市第二中学新校区热力管网概述
室外气象参数:冬季采暖计算温度:-5.8℃
室外最大冻土深度:460mm
室外最高地下水位: (工程地质勘探未发现)
设计参数:热介质为80/60℃
供热热水由市政管网提供
管网总热负荷:4310.38k W,
主干线最大管径DN250
管网最不利环路总阻力:65.9KPa (未包括建筑采暖系统和热表阻力)
管网采用枝状形式敷设, 供、回水主干管沿主干道无补偿直埋敷设。
管材:管道采用预制聚氨酯直埋保温管, 保护层采用玻璃钢保护层。覆土深度:当直埋热力管道位于车道下时, >100mm管道外壳顶距路面不小于1.0m, ≤100mm管道外壳顶距路面不小于0.8m。若小于上述值处均加刚性套管或顶部加大面积混凝土板。
2 热力管道保温
本工程, 安装时接头及管件均采用现场发泡保温, 预制聚氨酯保温管保护层采用玻璃钢技术。玻璃钢的阻燃性能 (氧指数) 应大于38%, 但应确保与原部位连接严密, 严禁渗漏。聚氨酯氧指数应大于30%, 其技术要求应符合《高密度聚乙烯外护管聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管》 (CJ/T 114) 和《玻璃纤维增强塑料外护层聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管》 (CJ/T 129) 的规定。
3 直埋管段的构成
管道直埋敷设与架空敷设、地沟敷设不同, 由于管道与周围土壤之间摩擦力的作用阻止管道热伸长, 因此当直管段较长时, 管道温度变化只能引起部分管段产生热位移, 其他部分直管段不产生热位移。
4 直管段的受力分析
应力是由作用在计算管段上的荷载产生的, 根据应力分类, 不同荷载产生的应力对管道破坏的影响是不同的, 即分为一次应力, 二次应力和峰值应力 (承受一次应力和二次应力直管向管件释放变形, 在该管件上产生的应力) 三类。对作用在管道上的应力应采用相应的应力验算条件。
5 锚固段的存在条件
对反复循环运行的直埋热水管道, 锚固段的应力变化范围, 应是运行时管道工作循环最高温度 (设计供水温度t1) 和工作压力达到设计压力时的应力与停止运行时管道达到的工作循环最低温度 (t2) 和工作压力为零时应力之差。当管道安定时, 应满足安定性的应力验算条件:
上式中, σj为内压、热胀应力的当量应力变化范围, MPa;a为钢材的线膨胀系数, m/ (m·℃) ;E为钢材的弹性模量, MPa;[σ]为钢材在计算温度下的基本许用应力, MPa;υ为泊松系数;σl为环向应力。
直埋管段中锚固段内应力最大, 若锚固段能满足强度条件, 则过渡段必然满足条件。
6 过渡段的长度限制
当安定性强度条件不允许锚固段存在时, 同样不允许过渡段中降温时不收缩部分存在, 即管道应全部处于收缩状态, 这时过渡段长度将受到安定性强度条件的限制。根据安定性强度条件, 当摩擦阻力最大时, 应力变化最大, 最大过渡段长度:
式中, Fmax为管道的最大单长摩擦力, N/m。
7 锚固段的轴向力计算
由于锚固段没有位移, 固定点处的轴向力即为固定墩所承受的单侧推力, 整个锚固段内任一截面的内力都相同。锚固段内轴向力:
当 (t1-t0) >△Ty时, 取 (t1-t0) =△Ty
式中, Na———锚固段的轴向力, N。
△tY为管道的屈服温差, 由下式得出
式中, n为屈服极限增强系数, n取1.3;σ为钢材在计算温度下的屈服极限最小值, MPa。
管道在升温过程中, 当 (t1-t0) ≤△Ty时, 管壁不会产生塑性变形, 否则就会产生。
8 过渡段的轴向力计算
由于土壤对管道的摩擦力随运行次数变化, 过渡段的轴向力也是变化的。
1) 最大单侧推力
当L≥Lmin时, 超出的管段处于锚固段, 各点的轴向力相同, 可以采用锚固段的应力计算公式。
2) 最小单侧推力
式中, Lmin为管道的过渡段最小长度, m;Lmax为管道的过渡段最大长度, m;Fmin为管道的最小单长摩擦力, N/m。
9 直埋管与土壤间的摩擦力计算
热力管道初次升温时摩擦力较大, 随着管道升温、降温伸缩循环次数的增加, 直埋保温管壳与土壤间的摩擦力逐渐下降, 过渡段逐渐增长。
其中, 最大摩擦系数0.4 (中砂回填) , 最小摩擦系数0.2 (中砂回填)
1 0 疲劳分析
为保证热水管网处于安全状态, 要根据运行参数的变化控制一次应力、二次应力、三次应力综合作用下的应力变化范围, 考虑到安全系数, 其疲劳分析的强度条件为不大于6[σ]。亦即当量应力幅度不大于3[σ]。
1 1 工程应用计算
1 1.1 锚固段的安全性
热力管道的材质为Q235, 根据弹性模量E=20×104MPa, 泊桑系数v=0.3, 线膨胀系数a=12.5×l06m/ (m·℃) , 设计温度下的基本许用应力σ=125MPa;钢管规格为325mm×7mm, 钢管内径Di=311mm=0.311m, 工作压力1.2MPa, 则最大温差计算如下:
根据《城镇直埋供热管道工程技术规程》管道工作循环最低温度, 对于全年运行的管网应采用30℃, 对于只在采暖期运行的管网应采用10℃。则对采暖期运行管网, 若设计供水温度在l52℃以下, 供热管网可以有锚固段出现, 运行完全安定可靠。
由上可见, 目前热水管网的设计供水温度一般不超l30℃, 采用无补偿的锚固段进行管网固定墩布置, 都能够满足应力验算的强度要求的。但对于高温热网, 如设计供水温度为l50℃, 设计压力为1.6MPa, 只在采暖期运行, 工作循环最低温度为10℃时, 计算最大允许工作温差 (t1-t2) max就比运行时的工作温差低, 此时管网布置就不允许有锚固段, 两固定点之间必须设置补偿装置, 同时固定点到活动端的距离也受到安定性条件的限制。
1 1.2 允许锚固段存在时, 过渡段的最大长度
当安定性强度条件允许锚固段存在时, 也就允许过渡段的存在。本工程中, 采用钢材为Q235, 管段长度300m, 管道中心线埋深1.2m。, 管径为D2l9×6, 预制保温管外径0.315m。设计压力P=1.0MPa, 设计供水温度t1=130℃, 安装温度t0=10℃。中砂回填, 土壤密度ρ=1800kg/m, 最大摩擦系数=0.4, 最小摩擦系数μ=0.2, 则过渡段最大长度计算如下:
屈服温度△Ty=1a E[nσs- (1-0.3) σ1]=117.4℃
由于t1-t0=130-10=120℃>△Ty, 故管道产生塑性变形, 取t1-t0=117.4℃。
过渡段最小长度:
其中, μmax=0.4, H为管顶覆土深度, m;Dc为预制保温管外壳的外径, mm。
过渡段的最大长度:
同上计算可以得出结论, 过渡段长度主要受最小摩擦系数μmin的限制, 一般情况下, 砂土与保温外壳的μmin取0.2时, 过渡段的最大长度为:D≤DN150, L<l70m;
即管径越大, 最大过渡段长度越大。
12结论
热水管网直埋敷设中, 当直管段供热介质温度≥130℃, 计算压力≥2.5MPa, 公称直径≥DN500时, 可能会出现循环塑性变形、整体失稳、局部失稳等破坏现象。整体失稳、局部失稳取决于温度变化的轴向应力, 可以采用设置补偿装置以释放热涨变形的有补偿方法, 或者采用预热、设置一次性补偿装置而减少热涨变形的预应力方法。
参考文献
[1]陆耀庆.实用供热空调设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 2008.
[2]住房和城乡建设部工程质量安全监管司, 中国建筑标准设计研究院.全国民用建筑工程设计技术措施:暖通空调·动力 (2009年版) [M].北京:中国计划出版社, 2009.
[3]北京市煤气电热力工程设计院有限公司等.CJJ 34-2010城镇供热管网设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2011.
[4]唐山市热力总公司.CJJ T81-98城镇直埋供热管道工程技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社, 1999.
采暖管道直埋敷设 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.
采暖管道直埋敷设 篇6
1.1 直埋热力管道优点
直埋式保温管由输送介质的钢管、高密度聚乙烯外套管以及钢管和外套管之间填充的聚氨酯硬泡沫保温层紧密结合而成。直埋式预制保温管较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) 无需制作管道沟, 可直接埋入地下, 施工简便迅速, 综合造价低。
(3) 在低温条件下也具有很好的耐腐蚀和耐冲击性, 可直接埋入冻土层。
(4) 使用寿命可达30～50年, 正确地安装和使用可使管网维修费用极低。
1.2 沿海地区地下水特点及管道腐蚀机理
沿海地区土壤不仅表层积盐重、下层底土含盐量也很高。盐分组成与海水基本一致, 以氯化物占绝对优势。经实际测量, 秦皇岛的地下水质K+含量112.32mg/L;Na+含量702.32mg/L;Ca2+含量115.43mg/L;Mg2+含量94.24mg/L;Cl-含量1318.74mg/L;SOundefined含量230.54mg/L;HCOundefined含量330.25mg/L, 尤其是Cl-含量高达1318.74mg/L, 属强腐蚀性介质。地面管道的腐蚀主要由大气腐蚀和轻微的电化学腐蚀造成。由于管沟管道置于潮湿的管沟中, 环境温度较大, 一些有害气体容易溶入管道表面的水膜中, 形成电解液, 造成局部电化学腐蚀。不保温埋地管道直接跟土壤接触, 长期处于水泡状态, 腐蚀更严重。
1.3 直埋敷设管道概况
一般来讲, 热力管道直埋敷设使用的直埋管为聚氨酯保温, 外面有一层高密度聚乙烯保护层, 聚乙烯为防水材料, 不受海水腐蚀, 也不会进水。但是, 每根直埋聚乙烯管道长12m, 管道接头处由于不是在工厂一次成型, 除了内钢管需要焊接, 外面的聚乙烯保护层也需要在现场用塑料焊接起来, 因此接头处就成了防水最薄弱的地方, 成为泄露的主要部分。而聚氨酯保护层在热水中会发生水解, 一旦外面的聚乙烯保护层泄露, 水渗透到钢管内部, 会被内侧的热水加热, 易造成聚氨酯保温的水解失效。同时, 外面的水对内钢管造成腐蚀, 时间稍长, 就会酿成泄露事故。
另外, 为了保证热力管道不至于热胀冷缩造成损坏, 在热力管道上一般还装有不锈钢波纹管补偿器, 在普通水环境下, 不锈钢是耐腐蚀的。但是, 在高盐的氯离子环境下, 不锈钢会发生腐蚀。有关试验结果显示:在实验条件下, 304L不锈钢受氯离子作用而点蚀的浓度界限约为150mg/L, 316L不锈钢约为250mg/L。
高氯环境会造成波纹管补偿器的泄露, 同时也会加速内钢管的腐蚀。随着地下管线年限增加, 管道老化, 泄露事故呈上升的趋势。通过对发生的泄漏事故进行分析, 20%的事故是外单位施工、重载车辆行驶在人行道上所致, 80%的事故是管道及管件腐蚀所致。防止管道及管件腐蚀成了热力管线需要着力解决的一个问题。实际做法分为两种:
(1) 一般在地面上, 直埋敷设管道不装有单纯的不锈钢波纹管补偿器, 而是在原来的不锈钢波纹管外面再做了一层套筒式补偿器, 波纹管与套筒式补偿器合二为一, 套筒外面有高密度聚乙烯保护层, 由套筒补偿器保护不锈钢波纹管不和地下水接触。防止地下水的敷设。
(2) 在穿越河底等处, 由于要保证外护管100%不泄露, 对外护管采用了钢管, 焊接, 同时对外护管进行了阴极保护。设计阴极保护有效年限为30年;阴极保护系统运行期间, 对外界环境无污染作用, 对其他地下金属构造物无干扰作用。
2 牺牲阳极阴极防腐蚀系统的设计
以一个热力管线保护为例, 着重介绍将牺牲阳极阴极保护法应用于热力管道防腐中, 成功地解决了高氯离子环境的河底下管道防腐蚀问题。其热力系统由中国东北市政设计研究院设计, 防腐蚀设计为秦皇岛市热力总公司和中国船舶重工青岛双瑞公司共同设计。
秦皇岛热力管线穿过大汤河, 其外套管总长544.8m, 管道外径为1120mm, 材质为Q235B, 外防腐材料为800μm厚熔融环氧粉末涂层。套管外壁面积为:
S =π×D×L
式中:S—管线总面积, m2;
D—管线直径, m;
L—管线长度, m。
代入数据, 得:S=1916m2。
2.1 牺牲阳极材料的选择
目前, 普遍使用的牺牲阳极材料有3种, 即镁阳极、锌阳极和铝阳极。镁阳极比重小、电位负、对钢的驱动电压大, 主要应用于土壤介质中;锌阳极的驱动电压较小、电流效率高, 可应用于低电阻率的土壤介质中和水介质中;铝合金阳极通常在海水介质的船舶、港工设施中应用比较广泛, 在土壤介质中应用较少。
由于被保护管道所处环境地下水位较高, 大汤河的过河管道埋设于海水浇灌的土壤中, Cl-含量高达1318.74mg/L, 属强腐蚀性介质。所以该设计方案:大汤河管道的过河保护选择规格为33kg级锌合金牺牲阳极和11kg级镁合金牺牲阳极。为了保证牺牲阳极输出电流稳定, 提高阳极电流效率, 降低阳极接地电阻, 阻止阳极表面钝化层形成, 阳极周围一定要填加严格按比例配成的填充料, 每支阳极需用填充料50kg, 二者装入布袋之后, 组成阳极填料包的尺寸为ϕ300mm×1000mm。
2.2 保护电流密度的选择和保护电流的计算
金属构件施加阴极保护时, 使金属达到完全保护时所需要的电流密度为最小保护电流密度, 在设计时称为阴极保护电流密度, 选取的阴极保护电流密度大小是影响金属构件防蚀效果的主要参数, 它与最小保护电位 (钢为-0.85V) 相对应。如果选取的保护电流密度偏低, 会造成保护不足, 金属构件达不到完全保护, 产生不同程度的腐蚀;反之, 将会造成不必要的浪费。
阴极保护电流密度与许多因素有关, 如被保护金属的种类、表面状态、表面防腐涂层的种类和质量、介质的性质、有效保护年限以及外界条件的影响等。这些因素的差异可使阴极保护电流密度由几个μA/m2变化到数百个mA/m2。该方案借鉴国内外文献, 根据以往的工程经验和该工程的实际情况, 选取阴极保护电流密度为i=1mA/m2。
根据上述“保护对象和范围”中给出的保护面积和选取的保护电流密度计算保护电流如下:
埋地管线所需保护电流I=i×s=1916mA。
2.3 牺牲阳极用量的计算
锌阳极的用量计算:
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式中:W—牺牲阳极用量, kg;
t—设计保护年限, a;
Im—平均维持电流值, A, Im=0.85I;
Q—牺牲阳极的实际电容量, A·h/kg, 锌阳极取533;
1/K—牺牲阳极有效利用系数, 通常取0.75。
将有关数据代入, 求出阳极用量W=1071kg。
埋地管线所需阳极数量n=1071/33=34支。
为使管线保护电位极化的更快, 再安装4支11kg的镁阳极。
2.4 阳极布置
阳极铺设按每组一支, 沿管线两侧均匀分布、水平铺设。
2.5 阳极的组装
(1) 阳极表面处理:
在组装牺牲阳极之前, 应检验阳极表面是否有油污和氧化物。由于牺牲阳极表面的油污和氧化物能降低阳极的活性, 影响阳极电流的发生。所以阳极表面如存在油污和氧化物, 应采用砂纸将阳极表面打磨干净。
(2) 阳极组合体组装:
每只阳极配VV1×10电缆3m, 电缆与阳极钢芯焊接, 焊接长度不小于50mm, 连接处采用双层特殊密封工艺进行密封。电缆的另一端与60×40的扁钢焊接, 焊接长度不小于40mm, 连接处采用双层特殊密封工艺进行密封。每条特制的白布袋装填充料50kg, 装一支经表面处理过的组装型牺牲阳极, 阳极放置在填料包的正中央, 阳极必须被填充料紧密包敷, 严禁明显偏心。
3 牺牲阳极施工安装需要注意的事项
(1) 阳极安装。
牺牲阳极输出电流的大小和保护范围与阳极旁离管壁距离有着密切的关系。当阳极旁离管壁较近时, 回路电阻较小, 阳极输出电流较大, 而电流分布范围较窄;当阳极旁离管壁较远时, 回路电阻变大, 输出电流较小。本次设计根据现场实际情况, 确定水平埋设阳极, 阳极埋设位置距管道外壁1～1.5m, 最小不小于0.3m, 埋设深度与管道中心线深度相同。
(2) 阳极床浇水。
阳极填料包放入阳极坑后, 必须对坑内进行浇水, 坑内水位必须完全浸没填料包, 且坑内积水必须保持一段时间, 以便彻底浸透填料包。
(3) 阳极焊接。
阳极与被保护管线之间采用电焊连接, 即将阳极电缆一端的钢片与被保护的钢管的引出钢筋直接焊接在一起, 焊缝总长度大于40mm, 焊点处采用环氧煤沥青处理。
(4) 阳极床回填。
回填前, 必须在阳极电缆上铺设标准砖, 防止以后施工中碰断电缆, 阳极床回填时, 禁止向坑内回填沙石、水泥块、塑料等杂物。
(5) 均压线的安装。
为避免干扰腐蚀, 用电缆将近距离平行的管道连接起来以消除管道之间的电位差, 连接方法与牺牲阳极连接方法相同。过大汤河管线设2个均压点。
4 结语
该工程于2006年春完工, 经过2007～2008年的实际运行监测, 管网最高供水温度为115℃, 保护电压为1.45V, 完全满足设计要求, 管道无腐蚀现象, 效果良好。
摘要：通过一个热力管道的牺牲阳极阴极保护设计案例, 提出了沿海地区热力直埋敷设阴极保护防腐蚀系统设计方案, 对沿海地区的热力管道直埋敷设防腐蚀进行了探讨, 可为沿海地区热力管道设计者及建设方提供参考。
采暖管道直埋敷设 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.