预制直埋保温管 聚氨酯保温埋弧焊螺旋钢管 直埋供热管道

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在直埋供热管道设计中，相对于应力验算、补偿设计计算，人们往往轻视管道埋深的设计计算。但实际上，确定管道埋深是很重要的。本文对直埋供热管道埋深的确定及其对补偿器、弯头设计选型的影响进行探讨。
1 管道埋深的验算
管道在受热状态下会承受轴向压应力，管道越长，所受土壤摩擦力越大，承受轴向压应力越大。在轴向压应力作用下，管道有向轴向法线方向弯曲的倾向，即管道纵向失稳。由于管道周围土壤的约束作用，通常情况下，管道会保持稳定状态。特别是管道上方土壤的存在，抑制了管道产生纵向失稳，土壤间的剪切力也会阻止管道的纵向失稳。理论上管道埋深越大，上方土壤的重量及被破坏时的剪切力也**会越大，管道越不容易失稳。CJJ/T 81—98《城镇直埋供热管道工程技术规程》给出了管道纵向稳定性验算的方法：北欧算法、前苏联算法。比较两种算法可知：前苏联算法未考虑管道隆起时土壤被破坏的剪切力，北欧算法中未考虑管道失稳时管道轴向推进受到的土壤摩擦力。经计算比较，为保持管道纵向稳定，北欧算法的埋深计算结果比前苏联算法稍大。笔者采用北欧算法，利用EXCEL表编制了纵向稳定性验算表，用于分析及验算供热管道的纵向稳定性。

管道的补偿方式可分为补偿器补偿、利用弯头自然补偿。在土壤摩擦力作用下，管道的热伸长受到抑制。离补偿器近的管段，受到的摩擦力较小，热伸长时受到的抑制作用也**较小；离补偿器远的管段，受到的摩擦力大，热伸长时受到的抑制作用也**较大。当土壤摩擦力增大到一定程度，即摩擦力等于管道热胀力时，管道的热伸长刚好被抑制，管道不能伸长。这**引入了过渡段、锚固段的概念。离补偿器较近，发生热伸长的管段，称为过渡段；离补偿器较远，不能发生热伸长的管段，称为锚固段。
很显然，过渡段越长，管道的热伸长量越大，要求补偿器的补偿量越大；若采用弯头自然补偿，要求弯头的曲率半径越大。过渡段越短，管道的热伸长量越小，要求补偿器的补偿量越小；若采用弯头自然补偿，要求弯头的曲率半径越小。
因此，当管道很长时，补偿器的补偿量、弯头的曲率半径取决于**大过渡段长度。而决定管道**大过渡段长度的因素，除运行温度外**是管道的埋深。管道埋深越大，受到的摩擦力越大，过渡段长度越短，若采用弯头自然补偿，要求弯头的曲率半径越小；管道埋深越小，受到的摩擦力越小，过渡段长度越大，若采用弯头自然补偿，要求弯头的曲率半径越大。
以公称直径为400mm、运行温度为130℃、弯头角度为55°的管段为例进行计算。主要计算式为CJJ/T 81—98《城镇直埋供热管道工程技术规程》中的式(4.1.4)、(4.3.1-1)、(4.3.1-2)、(4.3.2-1)、(4.4.2-2)、(4.4.4-1)、(4.3.5-1)、(C.1.2-2)、(C.1.3-5)、(C.1.3-6)、(C.1.3-7)等。利用EXCEL表，选取埋深为0.3～1.5m，对该管段的补偿器伸长量及弯头曲率半径进行计算。EXCEL表的主要输入条件为：钢管外径0.429m，运行温度为130℃，安装温度为0℃，钢管壁厚为0.007m，ρ=1800kg/m3，E=2×105MPa，Dc=0.56m，钢材线胀系数为1.26 ×10-5K-1，g=9.8m/s2。EXCEL表的补偿器伸长量、弯头曲率半径计算结果见表2。应注意的是，补偿器、弯头选型一旦确定，管道**不能随意抬高，若受现场限制，不得不抬高时，必须重新计算过渡段长度，验算**初选定的补偿器、弯头是否满足抬高后管道的热伸长要求。

聚氨酯保温管
聚氨酯保温管从里到外分三层结构：

**层：工作钢管层
根据设计和客户的要求一般选用无缝钢管、螺旋钢管和直缝钢管。钢管表面经过先进的抛丸除锈工艺处理后，钢管除锈等级可达GB8923-1988标准中的Sa2级，表面粗糙度可达GB6060.5-88标准中R=12.5微米。
第二层：聚氨酯保温层：
用高压发泡机在钢管与外护层之间形成的空腔中一次性注入硬质聚氨酯泡沫塑料原液而成，即俗称的“管中管发泡”。
第三层：高密度聚乙烯保护层：
预制成一定壁厚的黑色或黄色聚乙烯塑料管材。其作用一是保护聚氨酯保温层免遭机械硬物破坏，二是防腐、防水。

保温管结构
高温预制直埋保温管主要由四部分组成。
（1）工作钢管：根据输送介质的技术要求分别采用有缝钢管、无缝钢管、双面埋弧螺旋焊接钢管。
（2）保温层：采用硬质聚氨酯泡沫塑料。
（3）保护壳：采用高密度聚乙烯或玻璃钢。
（4）渗漏报警线：制造高温预制直埋保温管时，在靠近钢管的保温层中，埋设有报警线，一旦管道某处发生渗漏，通过警报线的传导，便可在专用检测仪表上报警并显示出漏水的准确位置和渗漏程度的大小，以便通知检修人员迅速处理漏水的管段，保证热网安全运行。
保温管特点
高温预制直埋保温管-优势特点
1 具有很强的耐腐蚀和防水能力，综合造价低
据有关部门测算，双管制供热管道，一般情况下可以降低工程造价的25%（采用玻璃钢做保护层）和10%（采用高密度聚乙烯做保护层）左右。
2 热损耗低，节约能源。 热损耗仅为传统管材的25%
直埋保温管 导热系数 0.022kcal/m.h.℃ 憎水率 0.03kg/cm3
3 使用寿命长
正确的安装和使用可使管网寿命达到30-50年，而且维护费用极低。
4 占地少 施工快 有利于环境保护
能减少土方开挖量50%以上 减少土建砌筑和混凝土量90%
保温管技术指标

比其他过去常用的保温管道材料低得多，保温效果提高4~9倍。再有其吸水率很低，约为0．2kg/m2。吸水率低的原因是由于聚氨酯泡沫的闭孔率高达92%左右。低导热系数和低吸水率，加上保温层和外面防水性能好的高密度聚乙烯或玻璃钢保护壳，改变了传统地沟敷设供热管道“穿湿棉袄”的状况，大大减少了供热管道的整体热损耗，热网热损失为2%，小于国际10%的标准要求。
防腐，绝缘性能好，使用寿命长。
保温管由于聚氨酯硬质泡沫保温层紧密地粘结在钢管外皮，隔绝了空气和水的渗入，能起到良好的防腐作用。同时它的发泡孔都是闭合的，吸水性很小。高密度聚乙烯外壳、玻璃钢外壳均具有良好的防腐、绝缘和机械性能。因此，工作钢管外皮很难受到外界空气和水的侵蚀。只要管道内部水质处理好，据国外资料介绍，高温预制直埋保温管的使用寿命可达50年以上，比传统的地沟敷设、架空敷设使用寿命高3~4倍。
4．占地少，施工快，有利环境保护。
直埋供热管道不需要砌筑庞大的地沟，只需将保温管埋人地下，因此大大减少了工程占地，减少土方开挖量约50%以上，减少土建砌筑和混凝土量90%。同时，保温管加工和现场挖沟平行进行，只需现场接头，可以缩短工期约50%以上。

盐山兴松钢管有限公司座落于中国**大的管道装备制造基地-河北沧州盐山工业园区。京沪铁路、京沪高速、石黄高速、津汕高速、104、307、205国道分布于周边或穿与境内，地理位置得天独厚，交通运输极为方便。兴松钢管产品：聚氨酯发泡保温管（黑夹克、黄夹克）、钢套钢直埋蒸汽保温钢管（玻璃棉、岩棉、硅酸铝硅酸钙复合保温）、3PE防腐钢管、环氧煤沥青防腐钢管（一布二油、二布三油、一布三油、二布四油、三布五油等）、IPN8710饮水管道内防腐、FBE单双层环氧粉末防腐钢管、钢套钢直埋保温管、钢管水泥砂浆衬里、螺旋管道防腐、2PP/3PP防腐、衬塑防腐、涂塑防腐钢管、发泡保温管件、防腐管件等各种管道管件的保温和防腐,防腐钢管执行DIN30670、DIN30671、SY/T4013-2002、SY/T0315-97标准,保温钢管执行CJ/T114-2000标准.

根据客户不同需求，盐山兴松钢管有限公司投资在沧州工业园建设2条国内先进的3pe防腐钢管流水线，1条聚氨酯保温钢管一步成型生产线，2条国内先进的螺旋焊钢管(SSAW)保温螺旋钢管生产线，3条热轧热扩无缝钢管生产线,全部采用当今先进的生产设备及美国林肯自动埋弧焊机，并配备了在线数字超声波探伤仪、静水压试验机、X射线实时成像机等完备的质检仪器检测，螺旋焊钢管、防腐直缝管、保温螺旋钢管等产品经“中国石油工业专用管材质量监督检验中心”检验，全部达标。其主导产品是：Φ219mm-Φ3600mm，壁厚6mm-30mm的螺旋焊钢管(SSAW)保温螺旋钢管；Φ16mm-Φ820mm，壁厚2mm-50mm 的热轧热扩无缝钢管。Φ400mm-Φ3500mm，壁厚6mm-100mm的大口径直缝管(LSAW)；产品执行APISPEC 5L、GB/T9711.1-1997、SY/T5037-2000、GB/T3091-2001、GB/T8163-1999、GB/T8162-1999等标准。材质为Q235、Q345B(16锰)、10#钢、20#钢、L245、L290、L360、X45等钢级，公司年防腐保温生产能力100万平方米。

为满足各界客户需求，盐山兴松钢管有限公司可为出口贸易客户代办商检，出口通关，出口退税，敬请国内外进出口客户致电垂询，光临考察。

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