預(yù)制直埋鋼套鋼保溫管鋪設(shè)的管網(wǎng)主要介質(zhì)是高溫流體,或者高溫氣體,在工作過程中勢(shì)必會(huì)發(fā)生管道的熱脹冷縮,所以安裝補(bǔ)償器是很有必要的。
鋼套鋼保溫管補(bǔ)償器俗稱膨脹節(jié),或伸縮節(jié)。鋼套鋼保溫管主要使用的外壓波紋補(bǔ)償器,其特點(diǎn)是:補(bǔ)償吸收管道軸向、橫向、角向的冷熱變形;補(bǔ)償器具有伸縮量,方便閥門管道的安裝與拆卸;還可以吸收設(shè)備震動(dòng),減少震動(dòng)對(duì)管道的影響。
這種補(bǔ)償器本身設(shè)有排污、疏水口,能夠滿足高溫(蒸汽)管網(wǎng)經(jīng)常起停時(shí)排污、疏水的要求,因此外壓波紋補(bǔ)償器廣泛應(yīng)用在高溫(蒸汽)管道間歇式供熱的管網(wǎng)中。另外,外壓波紋補(bǔ)償器工作時(shí)波紋管被拉伸,由于這一特點(diǎn),相比其他類型軸向補(bǔ)償器具有更高的穩(wěn)定性,能夠在很大程度上解決管道運(yùn)行時(shí)的失穩(wěn)問題。由于其內(nèi)在結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),能夠在很大程度上簡(jiǎn)化、優(yōu)化管網(wǎng)的設(shè)計(jì)工作,同時(shí)在相當(dāng)程度上降低了工程施工難度。
補(bǔ)償器應(yīng)該按照鋼套鋼保溫鋼管的要求,在補(bǔ)償器外設(shè)置外護(hù)管,保溫層按照管道的保溫層厚度要求。
預(yù)制直埋鋼套鋼保溫管是地下直埋管道中的一種,采用沒有混凝土結(jié)構(gòu)的情況下也可以進(jìn)行地下直埋的方式,即工作鋼管的熱膨脹在外管內(nèi)進(jìn)行,從而降低了材料成本,縮短了施工日期,并保障了供熱管道的安全性,可以在不同溫度環(huán)境下更安全的廣泛應(yīng)用,尤其適用于高溫蒸汽管道項(xiàng)目。使用溫度可達(dá)。管道端口一般選用聚乙烯薄膜或三層PE冷纏帶密封,防止安裝前或施工中進(jìn)入潮氣或水。保溫材料多層錯(cuò)縫包扎,有效減少了熱損失,同時(shí)在外套表面采取控制措施,防止冷橋的產(chǎn)生,從而使外套防腐層的溫度控制得到了保證。用保溫材料包扎多層鋁箔反射層,有效減少了熱損失,使蒸汽管道更加經(jīng)濟(jì)合理。
新型保溫材料性能指標(biāo)(1)導(dǎo)熱系數(shù)。表示保溫材料傳遞熱量能力大小的系數(shù)稱為導(dǎo)熱系數(shù),單位為w/(m·K)。導(dǎo)熱系數(shù)越小,材料的保溫性越好。(2)密度。保溫材料的密度定義同其他材料一樣,這里要說明的是,保溫材料的密度對(duì)其保溫性能有明顯的影響。(3)吸水率和透濕系數(shù)。材料吸收水分的能力稱為吸水率,單位為g/100cm3。透濕系數(shù)表示材料能透過水蒸氣的能力,單位為g/(m2·S·Pa)。吸水率和透濕系數(shù)是保溫材料非常重要的性能指標(biāo),在比較的地方,應(yīng)選用吸水率較低的保溫材料。如在較的地下暖氣溝內(nèi),不應(yīng)選用吸水率較高的巖綿作保溫材料;而在冷凍、空調(diào)工程中,設(shè)備、管道的表寐度一般都在空氣溫度以下,選用有一定吸水能力和透濕能力的保溫材料(如離心玻璃綿)的同時(shí),還要增設(shè)防潮層(如鋁箔),并注意防潮層的嚴(yán)密,如果保溫材料時(shí),其保溫性能則因此而惡化,甚至產(chǎn)生冷凝水污染。(4)防火性能。防火性能表示材料的阻燃性能,一般用氧指數(shù)表示,其值越大,表明其阻燃性能越好。*門對(duì)不同部位的保溫材料有不同的要求,如對(duì)暗裝保溫材料的阻燃性能要求高于明裝的保溫材料。(5)吸聲系數(shù)。材料吸收的聲能與入射聲能的比值稱為吸聲系數(shù),其值越大,表明該材料的吸聲性能越好。離心玻璃綿因其吸聲性能,近年來廣泛用于空調(diào)工程,平均吸聲系數(shù)在0.6~0.8之間。(6)機(jī)械強(qiáng)度。表示材料在外力作用下抵抗的能力。保溫材料應(yīng)具有一定的強(qiáng)度,以在運(yùn)輸和安裝中的損失(在外力作用下易變形、)。(7)適用溫度范圍。不同保溫材料有不同的溫度適用范圍,故選用時(shí)應(yīng)注意,如聚苯泡沫塑料的耐熱只有80℃,所以不能用于熱力工程中。除考慮保溫材料性能外,在選用時(shí)還要考慮其他因素。保溫材料應(yīng)對(duì)人無害,如硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料可預(yù)制或在現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡,施工非常方便,并能與其他材料牢固黏結(jié)。又如巖綿保溫材料對(duì)人的皮膚有一定的,選用一定要慎重。綜合考慮材料的性能與價(jià)格關(guān)系,廣泛各家的產(chǎn)品,以較低的價(jià)格購入性能的保溫材料。鋼套鋼直埋蒸汽保溫管是由輸送介質(zhì)的鋼管,防腐外套鋼管以及鋼管與外套,鋼管之間填充的超細(xì)玻璃棉組合而成。.比其他過去常用的保溫管道材料低得多,保溫效果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(dá)92%左右。低導(dǎo)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或玻璃鋼保護(hù)殼,改變了地溝敷設(shè)供熱管道“穿濕棉襖”的狀況,大大了供熱管道的整體熱損耗,熱網(wǎng)熱損失為2%,小于10%的要求。
在設(shè)計(jì)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(bǔ)償鋼套鋼蒸汽保溫管敷設(shè)及無補(bǔ)償直埋敷設(shè)兩種方式,確實(shí)掌握兩種方式各自的工作原理,特點(diǎn)及其應(yīng)用場(chǎng)合,以便在設(shè)計(jì)上合理選用,施工上安全、可靠、經(jīng)濟(jì)。
1首先要掌握概念:有補(bǔ)償直埋敷設(shè)方式,是通過管線自然補(bǔ)償和補(bǔ)償器(如方形和波紋管補(bǔ)償器)來解決管道熱伸長(zhǎng)量的,從而使熱應(yīng)力為zui小;無補(bǔ)償直埋敷設(shè),簡(jiǎn)單地說就是管道在受熱時(shí)沒有任何補(bǔ)償措施,而是靠管材本身強(qiáng)度來吸收熱應(yīng)力。
2無補(bǔ)償敷設(shè)方式的基本原理:在安裝管道時(shí),首先給管道加熱到一定溫度,然后將管道焊接固定,當(dāng)管道恢復(fù)到安裝溫度時(shí)(溫度降低),管道預(yù)先承受了一定的拉應(yīng)力。當(dāng)管道通熱工作時(shí),隨著溫度的升高,管道應(yīng)力為零,當(dāng)繼續(xù)升溫時(shí),管道的壓應(yīng)力增加,當(dāng)溫度升到工作溫度時(shí),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(bǔ)償裝置而正常工作了。這種無補(bǔ)償方式應(yīng)用第四強(qiáng)度理論,施工時(shí)需要對(duì)管道預(yù)熱,施工比較麻煩,但國內(nèi)外已有大量工程實(shí)踐,理論計(jì)算可靠,能確保安全。另一種無補(bǔ)償方式是近幾年由中國北京煤氣熱力設(shè)計(jì)院提出的計(jì)算方法和應(yīng)力分類采用安定性分析,應(yīng)用第三強(qiáng)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)鋼套鋼蒸汽保溫管是當(dāng)確定采用有補(bǔ)償直埋敷設(shè)方式時(shí),埋設(shè)深度只考慮由于地面荷載的作用不會(huì)破壞管道的穩(wěn)定便可,從經(jīng)濟(jì)、施工方便等方面考慮。當(dāng)采用有補(bǔ)償直埋敷設(shè)方式時(shí),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)是當(dāng)采用無補(bǔ)償直埋敷設(shè)方式時(shí),埋設(shè)深度要考慮管道的穩(wěn)定要求,穩(wěn)定性當(dāng)采用不預(yù)熱的無補(bǔ)償直埋敷設(shè)管道時(shí),主要與覆土厚度有關(guān),一般比有補(bǔ)償埋得深,行,覆土厚度應(yīng)與管徑大小成正比。
4設(shè)計(jì)中究竟采用無補(bǔ)償敷設(shè)還是有補(bǔ)償敷設(shè)方式,原則是直管道較長(zhǎng),中間分支較少,供熱介質(zhì)不超過100℃時(shí),應(yīng)優(yōu)先選用無補(bǔ)償敷設(shè)方式,否則,應(yīng)考慮有補(bǔ)償敷設(shè)方式。具體的熱網(wǎng)主干線應(yīng)采用無補(bǔ)償敷設(shè)方式,而分支庭院管網(wǎng)則應(yīng)采用有補(bǔ)償敷設(shè)方式,但目前有的設(shè)計(jì)者偏愛有補(bǔ)償敷設(shè),應(yīng)提倡優(yōu)化設(shè)計(jì)。