聚氨酯直埋保溫管從節(jié)約能源、降低造價、縮短施工周期、保護環(huán)境多方面來看，不僅具有傳統(tǒng)地溝和架空敷設(shè)管道難以比擬的技術(shù)和實用性能，而且具有顯著的社會效益和經(jīng)濟效益，但一個優(yōu)質(zhì)的直埋供熱管道工程還必須具備設(shè)計合理、保溫管道質(zhì)量可靠1精心施工3個條件。由于直埋供熱技術(shù)在我國起步較晚，以上3個條件 尚需不斷完善。從工程實踐中出現(xiàn)的質(zhì)量問題來看，應(yīng)在設(shè)計和施工中特別注意以下幾個問題：
    一、在設(shè)計和施工中，一定要真正理解供熱管道直埋敷設(shè)方式分為有補償直埋敷設(shè)及無補償直埋敷設(shè)兩種方式，確實掌握兩種方式各自的工作原理，特點及其應(yīng)用場合，以便在設(shè)計上合理選用，施工上安全、可靠、經(jīng)濟。
    1．首先要掌握概念：有補償直埋敷設(shè)方式，是通過管線自然補償和補償器（如方形和波紋管補償器）來解決管道熱伸長量的，從而使熱應(yīng)力為最??；無補償直埋敷設(shè)，簡單地說就是管道在受熱時沒有任何補償措施，而是靠管材本身強度來吸收熱應(yīng)力。
    2． 無補償敷設(shè)方式的基本原理：在安裝管道時，首先給管道加熱到一定溫度，然后將管道焊接固定，當管道恢復到安裝溫度時（溫度降低），管道預(yù)先承受了一定的拉 應(yīng)力。當管道通熱工作時，隨著溫度的升高，管道應(yīng)力為零，當繼續(xù)升溫時，管道的壓應(yīng)力增加，當溫度升到工作溫度時，管道的壓應(yīng)力（熱應(yīng)力）仍小于許用應(yīng) 力。這樣，管道可以不用補償裝置而正常工作了。這種無補償方式應(yīng)用第四強度理論，施工時需要對管道預(yù)熱，施工比較麻煩，但國內(nèi)外已有大量工程實踐，理論計算可靠，能確保安全。另一種無補償方式是近幾年由我國北京煤氣熱力設(shè)計院提出的計算方法和應(yīng)力分類采用安定性分析，應(yīng)用第三強度理論。這種方式充分發(fā)揮鋼 材塑性潛力，施工方便，無需預(yù)熱。
    3．兩種敷設(shè)埋設(shè)深度考慮不同因素。
    （1）當確定采用有補償直埋敷設(shè)方式時，埋設(shè)深度只考慮由于地面荷載的作用不會破壞管道的穩(wěn)定便可，從經(jīng)濟、施工方便等方面考慮。當采用有補償直埋敷設(shè)方式時，盡量淺埋，一般覆土厚度大于0．6米即可，且與管徑大小無關(guān)。
     （2）當采用無補償直埋敷設(shè)方式時，埋設(shè)深度要考慮管道的穩(wěn)定要求，穩(wěn)定性主要與覆土厚度有關(guān)，一般比有補償埋得深，當采用不預(yù)熱的無補償直埋敷設(shè)管道時，最小覆土深度應(yīng)按《城市熱網(wǎng)設(shè)計規(guī)范》（CJJ34—90）第7．2．15條執(zhí)行，覆土厚度應(yīng)與管徑大小成正比。
    4．設(shè) 計中究竟采用無補償敷設(shè)還是有補償敷設(shè)方式，原則是直管道較長，中間分支較少，供熱介質(zhì)不超過100℃時，應(yīng)優(yōu)先選用無補償敷設(shè)方式，否則，應(yīng)考慮有補償 敷設(shè)方式。具體的熱網(wǎng)主干線應(yīng)采用無補償敷設(shè)方式，而分支庭院管網(wǎng)則應(yīng)采用有補償敷設(shè)方式，但目前有的設(shè)計者偏愛有補償敷設(shè)，應(yīng)提倡優(yōu)化設(shè)計。
    二、施工前必須對生產(chǎn)預(yù)制聚氨酪保溫直埋管的廠家進行調(diào)研，進場后認真進行檢驗，對不合格的保溫管拒絕使用。
    三、在直埋管道施工中，焊接是一項保證工程質(zhì)量的關(guān)鍵工作。
    1．必須是取得合格證書的焊工，方可在合格證書準許的范圍內(nèi)施焊，沒有合格證書的焊工絕對不能參加焊接施工。
    2．焊接管接頭時，應(yīng)做好工作坑，且應(yīng)注意接頭打坡口及接頭焊接質(zhì)量。
    四、固定支架，各種井室的施工質(zhì)量直接影響工程質(zhì)量和管道的使用壽命，如井室防水不好，將使部件因浸水遭到破壞。因此，應(yīng)認真施工，確保施工質(zhì)量。
    五、必須重視直埋管管道的打壓，在滿足打壓條件下，首先進行灌水排凈空氣，然后分兩步做：
    1．強度試驗：把管道內(nèi)的壓力升至工作壓力的1．5倍后，在穩(wěn)壓10分內(nèi)無滲漏。
    2．嚴密性試驗：把管內(nèi)的壓力降至工作壓力時，用1kg的小錘在焊縫周圍對焊縫逐個進行敲打檢查，在30分鐘無滲漏且壓力降不超過0．2個大氣壓即為合格。
    3．應(yīng)按規(guī)范要求做好試壓記錄。
     六、現(xiàn)場接頭保溫施工。這一項內(nèi)容是直埋管道施工特有的，施工質(zhì)量好壞直接影響使用壽命，必須引起足夠重視。保溫管現(xiàn)場接頭保溫須在試壓合格后方可進行，保溫層有現(xiàn)場發(fā)泡施工和保溫瓦施工兩種方法，不管采用哪種方法施工，都不能出現(xiàn)環(huán)形空間，開裂、脫層等缺陷，保護層的做法有多種（如高密度聚乙烯和玻璃鋼保護層），但都必須保證接頭的整體性，嚴密性，防水性。
    七，回填土應(yīng)在管道試壓，接頭，竣工測量，清掃完畢后方可進行，且必須按直埋管施工特點回填規(guī)定厚度砂子，千萬不可偷工減料。
    八、工程驗收，因直埋供熱管埋于地下，絕大部分屬于隱蔽工程，如果竣工驗收不認真，竣工資料不詳細，將會影響以后的使用。

直埋保溫管道的應(yīng)力分析

點擊次數(shù)：65 發(fā)布時間：2010-5-27 17:41:43

直埋保溫管道的應(yīng)力分析

直埋管道的安全性取決于管道的應(yīng)力。管道中的應(yīng)力可分為：
一次應(yīng)力：管道在內(nèi)壓和管道自重產(chǎn)生的應(yīng)力；
二次應(yīng)力：由于熱脹冷縮變形不能釋放而產(chǎn)生的周向溫差應(yīng)力；
峰值應(yīng)力：直管向結(jié)構(gòu)不連續(xù)的管件釋放變形，在該管件上產(chǎn)生的應(yīng)力。
由于存在土壤支撐可以看作是連續(xù)不斷的支架，管道自重產(chǎn)生的一次應(yīng)力很小。由于存在土壤的磨擦作用，使管道的熱膨脹不能自由釋放，在管道中產(chǎn)生了很大的溫差二次應(yīng)力。二次應(yīng)力的水平遠遠高于一次應(yīng)力，直埋管道的安全性主要取決于二次應(yīng)力。
例 2 ：在例 1 中若由于土壤磨擦力的約束，使管道的熱膨脹完全不能釋放，這段管道被稱為錨固段，計算內(nèi)壓引起的一次應(yīng)力 σ1 、溫差引起的二次應(yīng)力 σ2 以及管道的軸向力 Na。
內(nèi)壓引起的一次應(yīng)力 σ1 ：
式中： V ：鋼管的泊松系數(shù)，取 0.3 ；
Pd ：管道的計算壓力， 1Mpa ；
Di ：鋼管內(nèi)徑， 0.115m ；
δ：鋼管臂厚， 0.0045m ；
計算得： σ1=11Mpa
溫差引起的一次應(yīng)力 σ2 ： σ2=Ea（t-t0）
式中： E ： 20 號鋼彈性模量， 19 × 104Mpa
a ： 20 號鋼線膨脹系數(shù)， 11.2 × 10 -σm /m·℃
t ：管道工作溫度， 120 ℃
t0 ：管道安裝溫度， 20 ℃
管道的軸向力 Na 為 （σ）
Na= σ2A
=221 × 10σ × 0.0022
=48σ,200N
即管道的軸向力為 48 ， σ2t

由計算結(jié)果看出，二次應(yīng)力已經(jīng)超過了鋼材的基本許用應(yīng)力（σ） =134 Mpa 和鋼材的屈服極限σ_s=21σ Mpa

保溫直埋管道的結(jié)構(gòu)和特點

點擊次數(shù)：154 發(fā)布時間：2010-1-30 10:08:02

保溫直埋管道的結(jié)構(gòu)和特點
直埋式預(yù)制保溫管是由輸送介質(zhì)的內(nèi)鋼管，外套管和在內(nèi)鋼管和外套管之間填充的憎水不燃型聚氨酯保溫層緊密結(jié)合而制成的整體預(yù)制管材，保溫層采用發(fā)泡工藝使其和外套管緊密在一起。因為管道直埋，保溫管道直接承受土壤及地面活荷載，同時又受到地下潮氣及地下水侵蝕，因此，保溫直埋管在防水、防腐及機械強度等方面性能都要求較高，因此，僅管道一項直埋管工程造價較高。但因其工程綜合造價較低，施工簡便，和地溝敷設(shè)相比，節(jié)約土石方工程量、磚砌混凝土工程量，施工工期縮短一半以上。而且實際直埋保溫管道不僅保溫效果好，綜合造價低，而且在嚴格按要求施工的情況下，保溫管經(jīng)六年實物解剖分析和人工老化試驗證實使用壽命在15年以上，而地溝敷設(shè)保溫管保溫材料為巖棉或離心棉一般3-5年需更換一次。綜上所述，直埋保溫管道在保溫性能，初投資，施工條件，維護工作量及日常運行費上均有較大優(yōu)勢。 
保溫直埋管道的設(shè)計
因本工程空調(diào)用熱水的最高溫度為60℃，最低溫度為7℃，因此直埋管道承受的應(yīng)力不會太大。一般直埋管道材料為20號無縫鋼管或Q235管材，在15℃以上的溫度下安裝時，直埋敷設(shè)供熱管道（<100℃）不用采取任何措施，按無補償安裝形式將管道直接埋設(shè)地下（無固定支座、無補償器），管道就可達到安全運行。因此對于區(qū)域供冷供熱（<100℃的水系統(tǒng)）使用無補償安裝形式將是便捷、安全和經(jīng)濟的。無補償直埋敷設(shè)是利用土壤與外套管之間的摩擦力固定管道。管道敷設(shè)完覆土前應(yīng)預(yù)熱管道，管線上無需設(shè)補償器，通常也無需設(shè)固定支架。為減小工程費用，可在預(yù)熱的同時進行水壓試驗。區(qū)域供冷供熱的管線特點是管內(nèi)介質(zhì)溫度不高（<100℃），工作壓力<1.0MPa，但管線較長，直管段經(jīng)常長達幾百米。土壤摩擦力遠大于溫度應(yīng)力，在直管段中間出現(xiàn)“錨固段”， 錨固端為危險斷面，要應(yīng)力驗算使之滿足鋼材許用應(yīng)力。使用無補償安裝形式的直埋敷設(shè)供熱管道的水平彎頭、三通處應(yīng)力集中。，設(shè)計時，應(yīng)通過應(yīng)力計算，選擇合適壓力等級的彎頭及三通。一般來說，對空調(diào)供回水管道，為保險起見，在選用彎頭和三通時可以考慮采用比管道高一個壓力等級。

聚氨酯保溫直埋管在供熱工程中的應(yīng)用

點擊次數(shù)：476 發(fā)布時間：2010-2-18 20:22:14

聚氨酯保溫直埋管在供熱工程中的應(yīng)用
 

    聚氨酯保溫直埋管在國外一些發(fā)達國家已成為一項比較成熟的先進技術(shù)。近十幾年，我國供熱工程技術(shù)人員通過消化、吸收這項先進技術(shù)，正推動著國內(nèi)管網(wǎng)敷設(shè)技術(shù)向更高的層次發(fā)展。十幾年來的實踐成果充分證明了聚氨酪保溫直埋管敷設(shè)方式與傳統(tǒng)的地溝及架空敷設(shè)相比，具有諸多優(yōu)點。這也正是聚氨酪保溫直埋管在我國供熱工程上得以迅猛發(fā)展的內(nèi)在動力。 
    聚氨酯保溫直埋管的優(yōu)點 
    1．降低工程造價。據(jù)有關(guān)部門測算，雙管制供熱管道，一般情況下可以降低工程造價的25％（采用玻璃鋼做保護層）和10％（采用高密度聚乙烯做保護層）左右。 
    2.熱損耗低，節(jié)約能源。由于直埋管采用聚氨酪硬質(zhì)泡沫塑料進行保溫，其導熱系數(shù)為：λ＝0．013—0．03kcal／m·h·oC，比其他過去常用的管道保溫材料低得多，保溫效果提高4~9倍。再有其吸水率很低，約為0．2kg／m2。吸水率低的原因是由于聚氨酯泡沫的閉孔率高達92％左右。低導熱系數(shù)和低吸水率，加上保溫層和外面防水性能好的高密度聚乙烯或玻璃鋼保護殼，改變了傳統(tǒng)地溝敷設(shè)供熱管道“穿濕棉襖”的狀況，大大減少了供熱管道的整體熱損耗，熱網(wǎng)熱損失為2％，小于國際10％的標準要求。 
    3．防腐，絕緣性能好，使用壽命長。直埋保溫管由于聚氨酯硬質(zhì)泡沫保溫層緊密地粘結(jié)在鋼管外皮，隔絕了空氣和水的滲入，能起到良好的防腐作用。同時它的發(fā)泡孔都是閉合的，吸水性很小。高密度聚乙烯外殼、玻璃鋼外殼均具有良好的防腐、絕緣和機械性能。因此，工作鋼管外皮很難受到外界空氣和水的侵蝕。只要管道內(nèi)部水質(zhì)處理好，據(jù)國外資料介紹，聚氨酪保溫管道的使用壽命可達50年以上，比傳統(tǒng)的地溝敷設(shè)、架空敷設(shè)使用壽命高3~4倍。 
    4．占地少，施工快，有利環(huán)境保護。直埋供熱管道不需要砌筑龐大的地溝，只需將保溫管埋人地下，因此大大減少了工程占地，減少土方開挖量約50％以上，減少土建砌筑和混凝土量90％。同時，保溫管加工和現(xiàn)場挖溝平行進行，只需現(xiàn)場接頭，可以縮短工期約50％以上。 
    5．國外生產(chǎn)聚氨酪保溫預(yù)制管，均設(shè)有滲漏報警線，一旦管道某處發(fā)生滲漏，通過報警線的傳導，便可在專用檢測儀表上顯示出保溫管道滲水、漏水的準確位置及滲漏程度的大小，以便通知檢滲人員迅速處理漏水的管段，保證供熱管網(wǎng)的安全運行。國內(nèi)生產(chǎn)的保溫管目前末設(shè)滲漏報警線，有待補上這一空白。 
    總之，聚氨酯保溫直埋管不僅具有傳統(tǒng)地溝和架空敷設(shè)管道難以比擬的先進技術(shù)、實用性能，而且還具有顯著的社會效益和經(jīng)濟效益，也是供熱節(jié)能的有力措施。采用直埋供熱管道技術(shù)，標志著我國供熱管道技術(shù)發(fā)展已經(jīng)進入了新的起點。隨著這項先進技術(shù)的進一步完善和發(fā)展，供熱管道直埋取代地溝和架空勢在必行。 
    聚氨酯保溫直埋供熱管   設(shè)計和施工應(yīng)注意的問題 
    聚氨酪保溫直埋管從節(jié)約能源、降低造價、縮短施工周期、保護環(huán)境多方面來看，不僅具有傳統(tǒng)地溝和架空敷設(shè)管道難以比擬的技術(shù)和實用性能，而且具有顯著的社會效益和經(jīng)濟效益，但一個優(yōu)質(zhì)的直埋供熱管道工程還必須具備設(shè)計合理、保溫管道質(zhì)量可靠1精心施工3個條件。由于直埋供熱技術(shù)在我國起步較晚，以上3個條件尚需不斷完善。從工程實踐中出現(xiàn)的質(zhì)量問題來看，應(yīng)在設(shè)計和施工中特別注意以下幾個問題： 
    一、在設(shè)計和施工中，一定要真正理解供熱管道直埋敷設(shè)方式分為有補償直埋敷設(shè)及無補償直埋敷設(shè)兩種方式，確實掌握兩種方式各自的工作原理，特點及其應(yīng)用場合，以便在設(shè)計上合理選用，施工上安全、可靠、經(jīng)濟。 
    1．首先要掌握概念：有補償直埋敷設(shè)方式，是通過管線自然補償和補償器（如方形和波紋管補償器）來解決管道熱伸長量的，從而使熱應(yīng)力為最??；無補償直埋敷設(shè)，簡單地說就是管道在受熱時沒有任何補償措施，而是靠管材本身強度來吸收熱應(yīng)力。 
    2．無補償敷設(shè)方式的基本原理：在安裝管道時，首先給管道加熱到一定溫度，然后將管道焊接固定，當管道恢復到安裝溫度時（溫度降低），管道預(yù)先承受了一定的拉應(yīng)力。當管道通熱工作時，隨著溫度的升高，管道應(yīng)力為零，當繼續(xù)升溫時，管道的壓應(yīng)力增加，當溫度升到工作溫度時，管道的壓應(yīng)力（熱應(yīng)力）仍小于許用應(yīng)力。這樣，管道可以不用補償裝置而正常工作了。這種無補償方式應(yīng)用第四強度理論，施工時需要對管道預(yù)熱，施工比較麻煩，但國內(nèi)外已有大量工程實踐，理論計算可靠，能確保安全。另一種無補償方式是近幾年由我國北京煤氣熱力設(shè)計院提出的計算方法和應(yīng)力分類采用安定性分析，應(yīng)用第三強度理論。這種方式充分發(fā)揮鋼材塑性潛力，施工方便，無需預(yù)熱。 
    3．兩種敷設(shè)埋設(shè)深度考慮不同因素。 
    （1）當確定采用有補償直埋敷設(shè)方式時，埋設(shè)深度只考慮由于地面荷載的作用不會破壞管道的穩(wěn)定便可，從經(jīng)濟、施工方便等方面考慮。當采用有補償直埋敷設(shè)方式時，盡量淺埋，一般覆土厚度大于0．6米即可。