聚氨酯直埋保温管道

聚氨酯直埋保温管道（精选七篇）

聚氨酯直埋保温管道 篇1

预制直埋蒸汽管道是目前国内广泛采用的蒸汽保温管道,主要分为“外滑动”和“内滑动”两种结构。

“外滑动”结构是指将保温材料包敷在工作钢管上,工作钢管与钢质支架一起在外套钢管内壁上滑动的一种保温结构。在保温材料与外套钢管之间留有空气夹层(一般不大于15mm),空气层即可用于排潮,也起到一定的保温作用,保温材料一般采用憎水性无机材料,在保温层少量进水时可以利用空气层和排潮管将水汽排出。此种结构因为存在空气层,所以可以充分利用弯头进行自然补偿,减少补偿器的使用。

“内滑动”结构是指将保温材料包敷在工作钢管上,保温材料与外套管形成整体。在管道运行时,工作钢管在保温层内伸缩、滑动的结构。此结构内保温层采用无机材料,外保温层采用有机材料,外保温层与外套管之间没有空气层。

保温计算是直埋蒸汽管道设计的第一步,直接关系到设计方案的选择,并且其直接指导管道的生产,对以后管线是否可以经济运行也有决定性的影响。所以笔者在此谈一些自己在这方面的看法,按照两种不同导热系数的材料分层包裹的方式进行计算考虑,以供大家探讨。

钢套钢直埋蒸汽管道外表面温度是在进行管道保温计算时按照标准要求须硬性控制的数字,外表面温度过高会直接影响外套钢管外防腐的使用寿命,甚至在短时间内使外防腐失去作用;另外也会增大外套钢管本身的热应力,直接影响管道本身的全运行。不仅如此,表面温度过高还会对周围实施造成破坏,工程中多有发生因埋地管表面温度过高而影响附近电缆、燃气、植被、绿化的事件发生。所以在国家标准中规定直埋蒸汽管道的外表面温度须控制在50℃以下。

1.1 传热机理

钢套钢直埋管道保温结构如图1,传热过程主要有以下几个过程组成:

(1)蒸汽与工作管内壁之间的对流换热;

(2)工作管外壁与内保温层之间的一维导热(因沿轴向的温降相对于径向的温降很小,故作一维传热考虑);

(3)内保温层与外保温层之间的一维导热;(同理)

(4)外保温层外表面与工作钢管内壁之间的辐射、对流,导热相结合的综合传热;

(5)外套管外表面与土壤之间的二维传热;

散热热阻由内管管壁热阻、内保温层热阻、外保温层热阻、空气层热阻,外套管管壁热阻及土壤热阻五部分组成,内管管壁热阻和外套管管壁热阻很小,可忽略不计,则复合直埋管结构可简化成如下图:

1.2 计算公式

管道系统经过前期的试运行之后,管系进入一个相对稳定的运行阶段,此时蒸汽管的传热为二维稳态传热过程。由能量守恒原理,单位长度内从热介质传递到钢管的热量q、从钢管外壁通过内保温层的热量q1、通过外保温层的热量q2、通过空气层的热量q3,通过空气层从外套管散发到土壤的热量qr有下列等式:

式中:

λ1———内保温层导热系数,(W/m.℃);λ2———外保温层导热系数,(W/m.℃);λ3———空气夹层综合导热系数,(W/m.℃);λT———土壤导热系数,(W/m.℃);d0———工作钢管外径,(mm);d1———内保温层外径,(mm);d2———外保温层外径,(mm);d3———空气层外径,(mm);tf———蒸汽温度(℃);twT———土壤温度(℃);h———埋深(管中心与地面的距离,m m);tw1———界面温度(℃);tw2———界面温度(℃);tw3———外表面温度(℃);

利用以上等式,在已知各保温层厚度的条件下即可算出各界面温度,或已知各界面温度的即可算出各保温层厚度,这里只讨论以上的第一种计算。

在稳态工况下设定各保温层厚度求各界面温度及外套管温度:

上面(a)、(b)、(c)三式中:

1.3 空气层综合导热系数的计算

直埋蒸汽管道中空气层中的传热过程为辐射、对流、导热相结合的综合的传热过程,所以为了更好的利用前面介绍的传热方程,应对空气层进行综合导热系数的计算,即用综合导热系数的简单传热过程来代替空气层中的复杂传热过程。

将空气层按具有一定导热系数的保温层看待。

式中:Q———散热损失(W);Ra———空气层热阻(m2.℃/W);αc———空气层对流换热系数(W/m.℃);αγ———空气层辐射换热系数(W/m.℃);λc——空气层综合导热系数(W/m.℃);Qγ———辐射散热损失(W);F2———空气层内侧每米长度表面积(m2);c———黑体辐射系数5.768.℃;εa1———空气层内侧表面黑度;εa2———空气层外侧表面黑度。

其他符号同前。

到此即可进行管道的温度计算。因为在上述公式中有很多都是温度的函数,所以在计算时应先假设空气层内、外表面温度,从而得到保温材料在假设温度下的导热系数,和空气层的综合导热系数λ3,然后将λ3代入式(3)得到新的界面温度,进行叠代计算,直至前后两次的计算结果相差小于5%即可作为最终结果。

2 散热损失计算

管材的散热损失可按如下几种方法计算:

2.1 因为管材在稳定工况下的散热损失与管材中各界面间的热流量相等,所以:

2.1.1 可直接将利用前面介绍的公式结算的出的个界面温度带入(1)-(4)或(5)式中,即可求得q=q1=q2=q3=qr

2.1.2 利用式(8)和(9)计算出的αc与αγ,利用复合换热方程式:q=F2αcΔt+F2αγΔt=F2(αc+αγ)Δt(11)

计算出空气层内外表面之间的总换热量,即等于管材的散热损失。

2.2 根据圆筒壁的传热,运用串联热阻叠加原理,可得管材的散热损失计算公式:

3 几种规格管材的计算结果比较

计算中介质温度250℃,土壤温度20℃,土壤到热系数1.5W/m.℃,保温材料选用欧文斯·科宁生产的离心玻璃棉。

管材规格如下:

Φ219×6/Φ478×8-110内保温层厚度60mm;外保温层厚度50mm。

Φ273×7/Φ529×9-110内保温层厚度60mm;外保温层厚度50mm。

Φ325×8/Φ630×10-130内保温层厚度70mm;外保温层厚度60mm。

计算结果见下表1和表2:

通过以上计算结果可看出,在埋深相同时按h≥4d的公式计算或按h<4d的公式计算所得的结果相差不大。因为按h≥4d的公式计算的外表面温度稍高,所以笔者认为在计算时可都按h≥4d的公式计算,对结果影响不大。

4 说明

以上计算都是针对钢套钢外滑动的结构,其中公式(1)-(5)亦可用于内滑动结构的计算。计算中只要将空气层的综合导热系数换成有机材料的导热系数即可。现阶段国内生产的内滑动结构主要有“钢套钢”和“塑套钢”两种形式。“钢套钢”结构是指工作管和外套管都是采用钢质管道,“塑套钢”结构是指工作钢管采用钢制管道,外套管采用聚乙烯管道。有机材料一般采用聚氨酯,目前国内聚氨酯材料长期耐温的极限为120℃,所以在计算式应将有机层与无机层的界面温度控制在120℃以下,以保证管道系统的长期稳定运行。

摘要：本文介绍了预制直埋蒸汽保温管道的导热计算、空气层导热系数计算、外表面温度计算及散热损失计算的计算方法,并举例对计算方法进行了比较。

关键词：预制,直埋,蒸汽管道,导热系数,保温计算

参考文献

[1]《全国直埋蒸汽管道技术研讨会论文集》.2002年.

[2]《城镇供热直埋蒸汽管道技术规程》(征求意见稿).

直埋管道的保温做法是怎样的? 篇2

热力管道直埋时，管道保温多采用整体浇注和包扎保温瓦块的方法，

在地下水位较低，土壤含水量较小的地区可采用整体浇注的方法，一般可采用高强度等级的泡沫混凝土直接灌注在管外壁上，

在浇注时管壁上应涂刷一层沥青，当通暖后因沥青挥发使管道与保温层之间形成间隙，可使管道自由伸缩。

近年来，也有采用在管道上直接喷注聚氨醋进行现场发泡保温，效果较好，但造价较高。

聚氨酯直埋保温管道 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。

供热工程直埋管道保温技术 篇4

聚氨酯直埋管道经水压试验无渗漏后, 进行除锈、脱脂, 再裹覆氰凝 (以聚氨酯为基材与部分添加助剂合成的高分子化学浆液) , 硬质聚氨酯泡沫塑料和玻璃钢而成的保温管道。管道直埋, 保温管道直接承受土壤及地面活荷载, 同时又受到地下潮气及地下水侵蚀, 因此, 保温直埋管在防水、防腐及机械强度等方面性能都要求较高。仅有一点管道的直埋管工程造价较高, 但因其工程综合造价较低, 且保温性能优越, 施工工艺简单有效, 质量易控制等各方面优势, 使这种做法在我国北方应用广泛。

现将保温直埋管与地沟敷设工程做法比较如表1

由此表可见, 保温直埋管施工工艺比砖砌地沟施工工艺简化很多。一般情况, 土方工程量约减少50%, 砖砌和混凝土的工程量减少90%, 施工工期缩短一半以上, 而且施工质量容易保证。在地下条件许可时, 管内介质工作温度不高, 尤其是热水管道工程使用的经济性明显。

2 保温直埋管道施工注意事项及受力情况

2.1因本文仅涉及热水管道, 其中水温较高的是供暖热水为95℃, 因此决定了直埋管道承受的热应力不会太大, 具体到实际工程必须区分是采用无补偿直埋敷设, 还是有补偿直埋敷设。

2.2无补偿直埋敷设是利用土壤与外套管之间的摩擦力固定管道。管道敷设完覆土前应预热管道, 管线上无需设补偿器, 通常也无需设固定支架。为减小工程费用, 可在预热的同时进行水压试验、管道接头处的保温发泡。

2.3有补偿直埋敷设时, 土壤与外套管之间的磨擦力仅对预制保温管起约束作用。管线补偿器与固定支架间的距离应小于摩擦长度Lf, 摩擦长度为温差引起的钢管轴向力和摩擦力相等时的直钢管长度。补偿器根据补偿方式的不同而不同, 一次性直埋波纹补偿器设在两个固定支座中间, 自由补偿直埋波纹补偿器应靠近其中一个固定支座 (原理类似地沟、架空做法) 。

2.4对于连续供热的热力管网, 一般直埋管道材料为20号无缝钢管或Q235管材, 在15℃以上的温度下安装时, 直埋敷设供热管道 (<100℃) 不用采取任何措施, 按无补偿安装形式将管道直接埋设地下 (无固定支座、无补偿器) , 管道就可达到安全运行。因此使用无补偿安装形式将是便捷、安全和经济的。

2.5使用无补偿安装形式的直埋敷设供热管道的水平弯头、三通处应力集中。实际工程中对本文论及的工程类型, 弯头可使用p=2.5MPa的热压弯头。三通可选用p=2.5MPa加强型三通, 三通主支管均为20号无缝钢管。

实际直埋保温管道不仅保温效果好, 综合造价低, 无补偿直埋保温管道在保温性能、初投资、施工条件、维护工作量及日常运行费上均有较大优势, 随着这项工程技术的不断发展, 势必为供热工程提供一个较有前景的选择。

摘要：随着国内房地产迅猛发展, 高档、精品住宅小区不断出现, 配套设施齐备的小区正越来越迎合人们的消费需求。供热工程常因室外地下管道交错而难以设置, 常用的地下管道有强弱电、给排水、煤气等, 国家规范对各种管道设置间距有具体要求, 各种室外管道应尽可能减少各自地下占有空间并将各自关系理顺, 区域地下管网方可有效实施, 这方面直埋比地沟敷设优越。现就工程做法简单且工艺成熟的聚氨酯直埋管道的应用进行分析比较。

关键词：保温直埋管道,供热管

参考文献

[1]吴川林.供热直埋管道的绝热保温技术[J].新型建筑材料, 2005-09-25.

聚氨酯直埋保温管道 篇5

关键词：直埋敷设,蒸汽管道,保温节能

1 保温层厚度计算方法

直埋蒸汽管道敷设的首要任务就是解决管材及管道保温的问题。尤其是蒸汽管道在120℃以上的, 需采用无缝钢管管材为佳, 通常管道保温材料采用复合保温材料效果更好, 即有机结合的聚氨脂泡沫塑料及岩棉材料。不过此种材质内部结构为纤维状, 相互连通着孔隙存在较高吸水率, 但凡遇上水其保温性能便达不到最佳, 因此可设为靠近管道的第一层保温层材料。此外, 低吸水率高闭孔率是聚氨脂泡沫塑料的优势, 其防水性能极高是最适合直埋蒸汽管道的材料, 但介于此种材质耐温效果不佳, 最高仅达到120℃, 所以在靠近岩棉管壳外侧第二层保温层设为保温材料为宜。从而方能实现二者互补性能优势, 通力发挥各自的保温作用。由于聚氨酯泡沫塑料强度不足, 还需为其设置保护层, 可在外设置聚氯乙烯塑料以2㎜厚为佳。此外, 为大幅度提高加快施工质量的进程, 需在工厂内将复合保温层和无缝钢管组合成一体。

考虑到直埋蒸汽管道内蒸汽温度各异, 在设计直埋蒸汽管道时, 要注意聚氨脂保温层和岩棉保温层厚度的计算。以图1所示。

在公式中各英文分别代表不同的意思:土壤温度5℃为tT;岩棉和聚氨酯保温层外部温度及内表面温度t2;聚氨酯保温层外表面温度t3;直埋蒸汽管道内蒸汽温度t1;直埋蒸汽管道散热损失q;岩棉及聚氨酯泡沫塑料两种保温层和土壤的导热系数分别为0.5W/ (m.℃) 、0.035W/ (m.℃) 、1.7W/ (m.℃) , 其分别以λ1、λ2、λT表示;钢管、岩棉及聚氨酯保温层的外径分别以d、d1、d2表示;通常管道子中心与地面距离平均埋深为1.2m以h表示。通过整理该公式得出公式2和3:

在公式2、3的计算中需要先确定两个量即t2、t3, 但介于120℃是氨酯保温层最高耐热温度, 所以可初步确定100℃=t2, 35-40℃为t3, 不计忽略钢管管壁与保护层热阻, 保温层厚度按公式2、3便可求出。以规格为D325×8的管道为例, 且直埋热力管道蒸汽温度为180℃, 计算该管道复合保温管的保温层厚度如下所示:

2 直埋敷设蒸汽管道的保温节能工艺

(1) 保温要求。由于直埋敷设蒸汽管道有输送高温蒸汽和直埋敷设要求, 所以有这几点保温要求:1) 必须隔绝钢管和保温材料, 在设计时要考虑保温材料要使用不同材质的;2) 除对保温材料要求的基本直埋管道要求外, 还要求有极高的防水防漏功能, 以便管道大幅度提高其安全性和运行的可靠性; (2) 保温材料性能的要求。1) 选择憎水性吸水率小的材料制作无机保温层, 但由于管道导热系数和抗压强度一低一高, 所以采用憎水岩棉和玻璃棉这两种材料最佳;2) 因有机保温层必须进行整体铸造, 以防止出现焊缝现象, 促进无机保温层和外保护管相互衔接, 所以, 该保温层最佳采用材料为憎水聚氨酯泡沫塑料;3) 为确保整体防水性能和保温性能显著性的提高, 最好采用钢套钢结构的外套管, 且采用多层防腐结构做管道防腐层, 可实现防腐节能效果; (3) 保温层厚度计算依据。计算直埋蒸汽管道保温层厚度的经济性算法并非常规算法, 其计算应当基于管道及土壤传热性计算。通过分析直埋蒸汽管道传热机理, 发现影响保温厚度计算的因素有这几点:土壤不同的性质;直埋敷设管道的深度;各种钢管的规格直径;各类保温材料的效果和性能;以及传输蒸汽时最高的蒸汽温度。

3 总结

浅谈室外供热直埋保温管道施工技术 篇6

1 直埋供热管道的施工

1.1 直埋供热管道的作用及应力特点

直埋供热管道的作用是指所有使管道产生内力及应力的因素 (又称荷载) 。在管道内会产生不同的应力, 其中以温度和压力作用为主, 这二种应力会导致不同类型的作用, 所以所产生的破坏也不同。在直埋供热管道中还会有轴向位移所产生的土壤侧向压缩反力。同时还有峰值应力, 一般情况下峰值应力不会引起显著的变形, 但一旦峰值应力进行循环变化, 也会引起管道内的变形, 发生损坏。直埋供热管道由于其土壤的均匀支撑, 因此管道内的压力较小, 不会产生破坏性的影响, 但其温度的变化则较大, 对管道的作用所产生的破坏力也较大, 因此在管道设计中, 主要要考虑温度变化所产生的循环塑性变形和疲劳变形, 因此要加强对管道强度的设计。

1.2 防止直管破坏的方法

1.2.1 防止循环塑性破坏的方法

管道在工作状态下, 管理内的水温会有高低的变化, 这种变化的温度差所产生的应力变化将导致循环塑性破坏, 这种热胀冷缩所产生的应力变化与安装温度无关, 因此不管是固定状态还是滑动状态的管, 在安装时为了防止温度变化所产生的应力所造成的破坏, 都应在三通、上弯分支、阀门等处设置井室, 这样就有效的减少了循环塑性破坏。

1.2.2 防止整体失稳破坏的方法

在进行直埋供热管道设计时, 除考虑循环塑性破坏外, 还要考虑稳定性问题。管道温度从安装温度升高到管道工作循环最高温度时, 所产生的升温轴向压力是整体失稳破坏的起因。在冷安装条件下, 固定的直管段满足稳定性条件时, 该直管段可采用无补偿冷安装方式。一般地讲, 供水温度不高于130℃、管径不大于DN500的热网, 采用无补偿冷安装方式都能保证不出现循环塑性破坏;当埋深在1米以下时, 还能保证不出现整体失稳。由于一般的热网都可满足上述条件, 故从直管段强度的角度, 采用无补偿冷安装方式是没有问题的。但是, 从保护三通、弯头、折角、大小头和阀门等薄弱部件以及减小固定墩推力的角度, 有时在局部管段还要采用设置补偿装置的有补偿安装方式。

2 直埋供热管道的施工方法

2.1 直埋供热管道的热补偿

直埋供热管道和其他普通供热管道一样, 需要设置补偿器和采取其他热补偿技术措施, 以减少和吸收管道由于温度变化产生的伸缩。直埋供热管道的热补偿是采用有补偿和无补偿两种方式, 我国多采用前者。由于传统的方形胀力补偿器不仅占地面积大、施工复杂、而且不易做保温层。室外直埋供热管网施工中先后采用大口径管波纹补偿器 (膨胀节) 作直埋管道的热补偿。经过多年的运行收到了良好的效果, 这种波纹补偿器本身具有柔韧性, 能够补偿管道的温差变形和其他变形, 并且具有防震, 减震、减少管道推力、适应不均匀沉降优点。安装波纹补偿器时, 首先要根据产品说明书查出其伸缩量值, 然后根据钢管的线膨胀系数计算出多长距离需要设置1个, 波纹补偿器必须在两个固定支座之间运行, 并且宜靠近固定支座安装。为了防止波纹补偿器在运行中发生失稳现象, 应在适当的位置设置导向支架, 安装波纹补偿器处, 宜设置检查井以便观察和检修。

2.2 直埋供热管道的布置和敷设

2.2.1 管材的选择

在直埋管道施工中, 来自管道内部的压力一般比较小, 轻易不会对管材有破坏。对于管材产生破坏作用的主要是由于温度变化而产生的应力, 容易引起管材的爆破, 所以说在选择管材的时候, 主要应该以管材的塑形性能为主, 并且容易焊接。管壁的厚度对温度的变化有直接的影响, 一般都会选择管壁比较薄的材质, 但是在实际的施工过程中, 可能会不同规格的管子, 这是就要注意管子的混合使用。

2.2.2 管道的布置

采用直埋形式的供热管道在施工的过程中, 要严格按照国家颁布的规范标准执行。对于穿越河底的管道, 在覆土深度的标准, 要根据河流的冲刷程度和管道施工中的稳定性而定。一般情况下, 管道上的阀门要采用钢制的, 使用焊接的方式连接。

2.2.3 管道的敷设

按照管道敷设线路和敷设深度开挖沟槽, 然后将槽底铺100mm厚的沙垫层。将复合聚氨酯保温管道敷设到管基上, 管道之间采用焊接连接。直埋供热管道的坡度不宜小于2‰, 高处宜设放气阀, 低处宜设放水阀, 管道应利用转角自然补偿。从干管直接引出分支管时, 在分支管上应设固定墩或轴向补偿器或弯管补偿器。

2.3 管道试压

管道安装完毕, 要进行管道水压试验。试验压力是运行压力的1.5倍且不低于0.6MPa。先分段试压后做整体试压。

2.4 沟槽回填

管道经隐蔽验收合格、竣工测量后。进行沟槽回填, 管顶200mm以下部分回填采用中沙, 管顶200mm以上部分回填原状土。回填前应先将槽底清除干净, 有积水时应先排除。

结束语

供热管理直埋技术以其保温性能好、造价低、占地面积少、寿命长等优点成为当前供热工程中最先进的管网技术, 相信在不久的将来, 直埋供热管理技术将逐渐取代传统的管沟敷设技术, 成为供热工程管网的首选。

参考文献

[1]徐建江.室外供热直埋保温管道施工技术要点.哈尔滨铁道科技, 2003-03-30.[1]徐建江.室外供热直埋保温管道施工技术要点.哈尔滨铁道科技, 2003-03-30.

[2]杨明学, 杨秋.供热预制直埋保温管道技术发展和展望[J].防腐与绝热, 2012, 4 (22) [2]杨明学, 杨秋.供热预制直埋保温管道技术发展和展望[J].防腐与绝热, 2012, 4 (22)

聚氨酯直埋保温管道 篇7

关键词：塑套钢复合保温管,技术要求,使用效果,经济性

锦州节能热电股份有限公司是93年投产的热电联产企业, 坐落在锦州西郊, 承担着锦州西半部的供暖及工业供汽任务, 建厂初期设计一条4公里的蒸汽管线, 按照市规划局的要求进入市内的管线一律地下铺设, 由于当时对蒸汽管线直埋没有成熟经验, 只采用玻璃钢作为外层防护, 只使用了很短时间, 就由于外层防护失效, 地下水进入保温层, 造成蒸汽管线不能正常投运。后来改造成钢套钢保温管, 但在这些年的运行过程中也发现有一些难以解决的问题, 因此, 在07年三期工程扩建时, 公司与阜新亚美保温公司合作, 采用了塑套钢复合保温管作为蒸汽直埋管, 铺设了一条4公里￠377管线, 经过两年的运行验证, 达到了预期效果, 在两年的运行过程中没有发生任何问题。

1 对塑套钢复合保温管的技术要求

1.1 外层要有足够的强度

新铺设的直埋蒸汽管线要在沈山线铁路下穿过, 按照铁路设计的要求, 上下行沈山线铁路间直埋蒸汽管线长110米、深7米, 保温管外层要能承受7米以上敷土的压力, 保证外层不变形, 这样才能保护内层的保温材料达到正常的保温效果。

1.2 内层保温材料与铁管之间磨擦系数要小

我们选用的补偿器是长距离无推力补偿器, 设计补偿单侧距离220米, 最大补偿量60～70厘米, 内层保温材料与铁管间的相对运动距离较大, 要求铁管能够在保温材料之间自由滑动, 磨擦系数的滑动层。

1.3 防水性能要好

城市内的地下管线十分复杂, 特别是下水管线, 漏水是常见的现象, 再有是雨水沉降, 选用的直埋蒸汽管线最重要的一点就是便于处理外层的防水防腐, 而塑套钢复合保温管外层是塑料套管, 很好地解决了这个问题。

1.4 制作精度要求高

要求各层材料与铁管同心, 且各层材料厚度均匀, 接缝处理后严密。塑套钢复合保温管共分为五层结构, 从内到外第一层是钢管, 根据输送蒸汽参数不同选用不同的管材和壁厚, 我们公司输送的是10MPa、300℃以下的蒸汽, 选用的是螺旋焊接管;第二层是滑动层, 起到减少滑动阻力的作用;第三层是耐高温保温层, 是主保温层;第四层是保护层, 起到支撑作用, 同时也能起到保温和防水作用;第五层是防护层, 主要作用是防水, 同时起到防止机械损伤作用。由于各层起到的作用不同, 不能相互替代, 因此各层的厚度要严格按规范制作, 才能各自发挥各层的作用, 否则若有一层处理不好, 就会造成整体失败。

2 设计施工工艺要求

2.1 复合管在运输和安装时需要注意的问题

在施工时对塑套钢复合保温管合理保护, 在塑套钢复合保温管上下100毫米之间用软土或细沙回填, 以防止硬物损坏外层塑套管;在塑套钢复合保温管运输和安装过程中要用吊车装卸和移动, 并且起重位置点只能在两端没有保温的铁管上, 不能用钢丝捆绑在保温层上, 否则可能保温管外表面没有损坏, 但内部的保温层受到了损坏, 影响到保温效果。

2.2 复合管的布置

塑套钢复合保温管要求在固定点到补偿器之间保持在一条直线上, 这样能保证在铁管膨胀时不把外层材料撑坏。

2.3 复合管固定点的处理

在固定点处要剥开外保温层, 在钢管上焊肋筋板, 用耐热砼浇注, 在浇注砼时剥开的外保温层距肋筋板距离保持150～200mm, 并把外保温层埋入砼中200mm, 以使外层保温与砼成为一体, 达到防水的效果。

2.4 接口的处理

在现场制件接头时严格按保温管的标准执行, 在外层密封时采取措施保证严密性, 防止水从接头浸入保温层。

2.5 补偿器位置的处理

补偿器布置在铁箱中, 管道出入口加装600mm长套管, 复合管整体要伸入铁箱中500mm以上, 并与套管通过止水带密封, 保证铁箱外的水不能进入铁箱。

3 使用效果

与钢套钢保温管比塑套钢复合保温管具有以下几点好处:

3.1 施工简便

塑套钢复合保温管安装与普通铁管差不多, 安装十分简便, 保温接头也容易制作, 而钢套钢保温管安装时接头不好处理, 外钢管的严密性检查较复杂, 如果有漏点检查不出来, 或长期运行过程中外层钢管腐蚀漏水, 则严重影响保温效果。

3.2 防水防腐效果好

塑套钢复合保温管外层的塑料套管和聚胺脂都具有防水防腐作用, 能长久起到防水防腐作用, 20～30年没有问题;钢套钢保温管的外层铁管需要另做防腐处理, 根据我公司的使用经验寿命不会超过10年, 而且一旦外层铁管发生漏水, 在不能全部挖出处理的情况下, 根本无法查找漏点, 只能采取暂时措施, 通过排潮管排汽, 漏进去的水经过内管蒸汽加热变成蒸汽后排出。

3.3 便于及时发现内管漏泄事故

由于外层保温和外套管不能承受漏泄蒸汽的压力和温度, 因此内层铁管一旦漏泄, 很快外层保温和外套管遭到破坏, 蒸汽冒到地面上来, 便于及时发现处理, 而钢套钢保温管当内层铁管漏泄时, 不能准确判断漏点位置, 只是发现排潮管冒汽量增大, 长时间蒸汽在套管之间流动, 把保温棉冲坏带走, 造成热量具大损失。

4 经济性分析

4.1 直接费用

1) 采购成本。￠377铁管做150MM保温后成管为￠630, 与同等管径的钢套钢管相比节约费用价1200元/平方米, 4公里管线节约费用480万元。

2) 安装费用。塑套钢保温管只按内管计算安装费用, 每延长米65元, 钢套钢保温管要计算内管和外管的安装和外管的防腐费用, 每延长米170元, 相差105元, 4公里总计42万元 (不包括弯头等管件安装增加的费用) 。以上两项节约费用522万元。

4.2 运行费用

从实际运行情况来看, 塑套钢保温管外表温度不超过30度, 由于保温效果好, 散热损失小, 能够保证经济运行, 而钢套钢保温管由于存在内管和外管漏点不易发现、不易查找、不易处理的问题, 热损失很大, 根据实际运行经验测算, 从排潮管的冒汽量计算, 每小时损失0.5吨蒸汽的热量, 每年按150天计算, 折合28.8万元。 (不包括外管温度高造成的热损失)

5 结论