直埋式供熱保溫管保溫接頭制作方式研究和比較

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1、直埋式供熱保溫管保溫接頭制作方式研究和比較　　【摘要】分析了直埋供熱管道保溫接頭的現(xiàn)狀、作業(yè)條件及質(zhì)量要求，著重闡述了各種接頭方式的做法、工藝機(jī)理及適用范圍，并指明操作要點(diǎn)。最后，提出了保溫接頭選擇、現(xiàn)場(chǎng)操作管理和技術(shù)研發(fā)等建議?！娟P(guān)鍵詞】直埋供熱管道；保溫接頭；質(zhì)量分析；操作要點(diǎn)從20世紀(jì)80年代引進(jìn)北歐的預(yù)制直埋保溫管以來(lái)，我國(guó)供熱管道直埋敷設(shè)技術(shù)發(fā)展得很快，無(wú)補(bǔ)償冷安裝已達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。相應(yīng)的管道保溫接頭技術(shù)通過(guò)借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)也取得了很大進(jìn)步，獲得了一些科研成果和專利，但總的來(lái)說(shuō)，仍然比較落后。技術(shù)性研究還不夠深入：相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道也不多；與國(guó)外相比從制作技術(shù)到加工設(shè)備等方面

2、都存在著很大差距。特別是有關(guān)質(zhì)量問(wèn)題還沒(méi)有引起高度重視，突出表現(xiàn)為：（1）各種保溫接頭方式及其適用范圍，目前還沒(méi)有一個(gè)清晰的定義和概念。現(xiàn)在的任何一種接頭方式受操作環(huán)境、技術(shù)水平、管網(wǎng)狀況等方面的影響，都有著很大的局限性。9（2）保溫接頭的制作不得要領(lǐng)，操作過(guò)程很不規(guī)范。供熱行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有對(duì)接頭制作過(guò)程提出明確要求；工程設(shè)計(jì)文件中也不提及；接頭制作單位編制的操作方案其水平普遍不高，現(xiàn)場(chǎng)操作存在很多漏洞和缺陷，致使近幾年一些地區(qū)的供熱管道頻發(fā)接頭浸水、保溫層損壞等事故。一個(gè)接頭局部破損浸水后，高溫下水汽化膨脹蔓延會(huì)造成管道聚氨酯碳化、其相鄰接頭損毀的惡性循環(huán)，導(dǎo)致鋼管腐蝕加劇，最

3、終危及管網(wǎng)安全運(yùn)行。保溫接頭成為了供熱管道系統(tǒng)中的一塊短板。1.作業(yè)條件與品質(zhì)要求1.1作業(yè)條件（1）供熱管道在市區(qū)內(nèi)敷設(shè)時(shí)，地下市政管線很復(fù)雜，溝槽空間非常有限，保溫接頭操作受到很大影響：對(duì)地下水位較高的地區(qū)，接頭制作還要采取應(yīng)對(duì)措施，確保接頭干燥。（2）供熱管道的保溫接頭是在鋼管焊接完成后進(jìn)行的，保溫管的聚乙烯PE外護(hù)管（以下簡(jiǎn)稱管道PE）已被固定，不能拖曳，不能校正對(duì)中，其連接就相當(dāng)于“對(duì)死口”：管道PE的管壁均比較薄，與同口徑的燃?xì)?、給水PE管材相比，不論SDR11系列還是SDR17.6系列都薄三分之二以上；PE管外徑在聚氨酯發(fā)泡保溫后會(huì)有不同程度的增大，管端截面的正圓

4、程度低，易出現(xiàn)凹凸；隨著供熱管道管徑的增大，接頭規(guī)格也越來(lái)越大，這些都增加了接頭制作的難度。1.2品質(zhì)要求9供熱管道對(duì)保溫接頭的具體要求，主要包括以下四項(xiàng)指標(biāo)：（1）密封性，也就是防水性能。接頭制作中最重要的是保護(hù)好聚氨酯保溫層在其使用壽命內(nèi)不浸水。水不僅破壞保溫層的絕熱性能，還可溶解其中的氫離子形成酸性環(huán)境，腐蝕鋼管。對(duì)接頭的密封性，一般用氣密性試驗(yàn)（0.02MPa）檢驗(yàn)。（2）絕熱保溫性能。接頭聚氨酯保溫層的密度、導(dǎo)熱系數(shù)及厚度等應(yīng)與直埋管道一致，其內(nèi)部支架等構(gòu)件不得影響聚氨酯發(fā)泡及其保溫性能。這也是保障接頭PE外護(hù)層不高于50～C，能正常使用的要求。（3）機(jī)械性能。保溫接

5、頭在地下將承受回填土壓力和地面荷載的作用，接頭聚氨酯的壓縮強(qiáng)度及外護(hù)層的密度、厚度等指標(biāo)亦不應(yīng)低于直埋管道標(biāo)準(zhǔn)。（4）長(zhǎng)效性。聚乙烯（PE）屬于熱塑性塑料，有蠕變的特性，其短期彈性模量為E≥800MPa，在長(zhǎng)期受力下會(huì)發(fā)生蠕變，表現(xiàn)為彈性模量的降低，材料的剛度減小。蠕變比率≤4，PE長(zhǎng)期彈性模量E200MPa。2.保溫接頭制作方式比較9各種保溫接頭制作方式的區(qū)別就在于接頭外護(hù)層所使用的材料及這些材料與管道PE的連接不同，目前接頭外護(hù)層基本上都使用PE材料。所以，以下就保溫接頭的PE外護(hù)層（以下簡(jiǎn)稱接頭PE）與管道PE的連接來(lái)區(qū)分接頭方式，并做分析比較。2.1銷鎖封閉套筒接頭用P

6、E制成兩個(gè)半圓柱形瓦塊，瓦塊長(zhǎng)度大于管道接頭，瓦塊縱向扣合面上凸出有上下翻的鋼片鎖邊，鋼片鎖邊兩端窄中間寬，成錐形。瓦塊就位前在管道PE的管端包密封帶或涂抹密封膠，兩個(gè)瓦塊接觸面也要有密封帶或密封膠。將瓦塊上下合攏扣蓋住接頭，用錘子從瓦塊的鋼片鎖邊兩端向中間敲入封銷鎖扣（每側(cè)2個(gè)，共4個(gè)），使PE瓦塊與管道PE密封連接。然后，通過(guò)瓦塊上的氣孔灌注聚氯酯混合料發(fā)泡保溫。銷鎖封閉套筒接頭是依廠家樣本獲知的，并沒(méi)有隨直埋保溫管一起引進(jìn)，未聞國(guó)內(nèi)有使用的。所以，有關(guān)質(zhì)量分析未得實(shí)踐驗(yàn)證。在此作為目前所知的唯一一種機(jī)械密封連接方式介紹出來(lái)。2.2塑料絲熱風(fēng)貼敷接頭做法是接頭PE套袖管與管

7、道PE搭接就位后，用手提熱風(fēng)機(jī)吹出的熱風(fēng)，加熱PE塑料絲使其粘貼到接縫上。塑料絲一般為3.0-4.0mm的PE線材。也有用切割好的塑料條進(jìn)行加熱粘貼的。從工藝上可以看出，該接頭雖然制作很簡(jiǎn)單，但由于塑料絲僅被加熱軟化，并沒(méi)有熔融塑化，其與接縫的連接屬于表面式貼敷，不是熔接，不能承受任何機(jī)械應(yīng)力。其性能遠(yuǎn)不如機(jī)械密封連接的銷鎖封閉套筒接頭，沒(méi)有使用壽命可言。92.3熱收縮帶套袖接頭熱收縮帶套袖接頭是現(xiàn)在應(yīng)用最為廣泛的一種保溫接頭方式。多數(shù)做法是用PE套袖管做接頭外護(hù)層，用熱收縮帶包裹搭接縫，熱