蒸汽管道直埋技術(shù)的探析

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1、蒸汽管道直埋技術(shù)的探析【摘要】隨著城市集中供熱和熱點(diǎn)聯(lián)產(chǎn)等節(jié)能環(huán)保政策的推廣，集中供熱的范圍由北方向南方擴(kuò)展。為了適應(yīng)直埋蒸汽管道迅速發(fā)展，我國(guó)在直埋蒸汽管道的研究、開(kāi)發(fā)、應(yīng)用等方面已有一定的研究，但仍存在許多問(wèn)題。通過(guò)對(duì)以往工程進(jìn)行分析總結(jié)，以促進(jìn)直埋蒸汽管道技術(shù)的進(jìn)一步提咼和完善?！娟P(guān)鍵詞】蒸汽管道直埋技術(shù)一、蒸汽直埋管道的保溫結(jié)構(gòu)和材料控制1、保溫結(jié)構(gòu)蒸汽直埋管道的保溫結(jié)構(gòu)一般為工作管、有機(jī)保溫層、無(wú)機(jī)保溫層、外護(hù)管、防腐層，必要時(shí)，也可設(shè)置內(nèi)滑動(dòng)層、絕熱反射層、空氣絕熱層或真空保溫層。根據(jù)保溫材料硬度的不同又可分為“軟質(zhì)”保溫結(jié)構(gòu)和“硬質(zhì)

2、”保溫結(jié)構(gòu)。按外護(hù)管的材料分又可分為：鋼套鋼“保溫結(jié)構(gòu)、”塑套鋼“保溫結(jié)構(gòu)和”玻璃鋼套鋼“保溫結(jié)構(gòu)。一般”硬質(zhì)“保溫結(jié)構(gòu)為內(nèi)滑動(dòng)，內(nèi)滑動(dòng)即工作管相對(duì)保溫材料滑動(dòng)，”軟質(zhì)“保溫結(jié)構(gòu)為外滑動(dòng)，外滑動(dòng)即工作管和保溫材料一起相對(duì)外護(hù)管滑動(dòng)。內(nèi)滑動(dòng)保溫結(jié)構(gòu)可不設(shè)滑動(dòng)支座，外滑動(dòng)保溫結(jié)構(gòu)需設(shè)滑動(dòng)支座。2、工作管工作管應(yīng)選用流體輸送鋼管，DN^250mm,應(yīng)選用20#鋼無(wú)縫鋼管，DN^300mm,可選用Q235A螺旋焊縫管或高頻直焊縫管。工作管焊接采用對(duì)口焊接，應(yīng)采用氮弧焊打底，電弧罩面，全部焊縫100%X光探傷檢驗(yàn)。3、保溫材料保溫材料性能應(yīng)能滿足導(dǎo)熱系數(shù)小

3、、吸水率低、干燥后性能基本恢復(fù)、機(jī)械強(qiáng)度好、耐熱性能滿足工作溫度下長(zhǎng)期使用、不易燃和對(duì)管道無(wú)腐蝕等條件。4、外護(hù)管外護(hù)管應(yīng)具有一定的厚度、強(qiáng)度、剛度，能承受管道運(yùn)輸、施工及熱網(wǎng)運(yùn)行中的各種應(yīng)力及動(dòng)靜荷載，并且有連續(xù)密封、防水防腐功能。外護(hù)管多采用鋼管，優(yōu)先采用Q235B螺旋焊接鋼管或高頻直焊縫鋼管。鋼外護(hù)管連接采用搭接角焊，全部焊縫釆用100%超聲波探傷。在地下水位較低、降水量較少的地區(qū)，也可采用玻璃鋼或高密度聚乙烯外護(hù)管，但應(yīng)在應(yīng)用中采取可靠的密封防水、防腐措施，并嚴(yán)格控制表面溫度。外護(hù)管的壁厚應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)算，以滿足其徑向及軸向穩(wěn)定性。鋼質(zhì)外護(hù)管的

4、防腐，可采用單層和多層結(jié)構(gòu)。多層結(jié)構(gòu)面層為聚乙烯或玻璃鋼，內(nèi)層可為環(huán)氧涂料、膠黏劑、泡沫塑料等材料。單層結(jié)構(gòu)采用環(huán)氧粉末噴涂或環(huán)氧煤瀝青涂料防腐。采用單層防腐結(jié)構(gòu)，還應(yīng)采用犧牲陽(yáng)性的陰極保護(hù)措施。二、蒸汽管道直埋的關(guān)鍵技術(shù)直埋蒸汽管道有10余處關(guān)鍵技術(shù)，包括檢查井、固定支座、彎頭、三通、變徑管、排潮管、閥門井、疏水裝置、補(bǔ)償器等。每一處關(guān)鍵技術(shù)處理不當(dāng)，都可能造成工程事故，隱患性很大。1、保溫結(jié)構(gòu)型式由于蒸汽管道的介質(zhì)溫度高，最高可達(dá)到300?350°C,其保溫結(jié)構(gòu)型式需要做成“脫開(kāi)式”，即工作鋼管與保溫層或外護(hù)管脫開(kāi)。一般來(lái)說(shuō)，保溫結(jié)構(gòu)型式主要

5、分為內(nèi)滑動(dòng)式和外滑動(dòng)式。內(nèi)滑動(dòng)式的滑動(dòng)血在工作鋼管的外表面，保溫材料和外護(hù)管相對(duì)不動(dòng)，主要是工作鋼管受熱膨脹在保溫材料中移動(dòng)。該結(jié)構(gòu)型式主要用于硬質(zhì)的保溫材料中，其優(yōu)點(diǎn)是工作鋼管與外護(hù)管Z間無(wú)須設(shè)置支承環(huán)，外護(hù)管的內(nèi)壁不易被腐蝕，其缺點(diǎn)為熱流的外泄問(wèn)題難以處理。外滑動(dòng)式的滑動(dòng)面在外護(hù)管的內(nèi)表面，保溫材料隨工作鋼管一起運(yùn)動(dòng)。該結(jié)構(gòu)型式主要用于軟質(zhì)的保溫材料中，其特點(diǎn)是可以保證熱流不外泄，但使用該結(jié)構(gòu)型式時(shí)應(yīng)注意三個(gè)問(wèn)題：第一，工作鋼管與外護(hù)管之間支承環(huán)的靈活性；第二，支承環(huán)外護(hù)管處局部溫度；第三，外護(hù)管的內(nèi)壁防腐。2、關(guān)于保溫材料由于保溫材料的選擇

6、不當(dāng)，造成工程事故的教訓(xùn)已屢見(jiàn)不鮮。目前直埋蒸汽管道使用的保溫材料主要冇巖棉、超細(xì)玻璃棉、微孔硅酸鈣、聚氨酯泡沫塑料、硅珠復(fù)合材料等，有單獨(dú)使用某一種材料的，也有兩種及兩種以上的材料組合使用的。總的來(lái)說(shuō)，無(wú)機(jī)保溫材料要求在70°C時(shí)的熱導(dǎo)率應(yīng)小于0.055W/(mK),其耐溫要求高于工作介質(zhì)溫度100°C,其含水量不得大于7.5%,有機(jī)保溫材料要求其熱導(dǎo)率應(yīng)小于0.030W/(mK),耐溫要求高于120°C,當(dāng)使用無(wú)機(jī)保溫材料和有機(jī)保溫材料做組合保溫層時(shí)，其無(wú)機(jī)保溫材料和有機(jī)保溫材料的界面溫度不得高于110°Co選用何種直埋保溫結(jié)構(gòu)型式和保溫材料

7、，應(yīng)根據(jù)使用地點(diǎn)的氣候、水文、地質(zhì)等條件，因地制宜地做出技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的最佳結(jié)構(gòu)方案。對(duì)地下水位高的南方地區(qū)，主要矛盾是防水問(wèn)題；對(duì)沿海地區(qū)，不僅有防水問(wèn)題，重點(diǎn)要考慮防止氯化物、硫化物等對(duì)外護(hù)管的腐蝕問(wèn)題；而對(duì)于我國(guó)西部的干旱地區(qū)，其突出的問(wèn)題是土壤熱阻高。3、外護(hù)管外護(hù)管的材料主耍有高密度聚乙烯、玻璃鋼、鋼管。高密度聚乙烯耐溫能力較差，當(dāng)局部熱流外泄時(shí)，很容易造成外護(hù)管蠕變而破壞，外護(hù)管失效后，管道的保溫失效，進(jìn)而引起整體的直埋蒸汽管道報(bào)廢。因此，高密度聚乙烯不適用直埋蒸汽管道的外護(hù)管己成為共識(shí)。玻璃鋼雖然英耐溫能力稍強(qiáng)于高密度聚乙烯，但市場(chǎng)上的

8、玻璃鋼外護(hù)管質(zhì)量難以保證，在運(yùn)輸、安裝過(guò)程屮極易出現(xiàn)局部的開(kāi)裂和破壞，加Z遇到熱流外泄時(shí)，也不能保證安全。因此，玻璃鋼作為直埋蒸汽管道的