鋼套鋼蒸汽保溫管設(shè)計

1、鋼套鋼蒸汽保溫管的設(shè)計不能象直埋熱水管道那樣允許有錨固段存在，直埋蒸汽管道的設(shè) 計必須使整個管系的熱應(yīng)力釋放掉，即管道必須能產(chǎn)生熱位移。
此外，由于高溫蒸汽管道的計算溫差遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于熱水管道的計算溫差，并且鋼材的線膨脹系數(shù) 也隨 溫度升高而有所增大，因此相同長度管道的熱伸長量，296℃的蒸汽管道比150℃的熱水管道 大一倍多。由于受補(bǔ)償器補(bǔ)償能力的限制，直埋蒸汽管道固定墩的間距比直埋熱水管道要小 得多。1.1.2 因管道保溫結(jié)構(gòu)不同而形成的區(qū)別：
*，直埋熱水管道使用的是“三位一體”的預(yù)制保溫管，即聚氨脂保溫層緊密地粘結(jié) 在工作鋼管的外表面。但由于聚氨脂的耐熱溫度較高為140℃，因此鋼套鋼蒸汽保溫管只能做成 包裹式的 復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)，即必須使用耐高溫的保溫材料，這種包裹式的結(jié)構(gòu)使得工作鋼管與保 溫層必然是脫開的，*一點區(qū)別就決定了鋼套鋼蒸汽保溫管不能按照直埋熱水管道的設(shè)計方法 進(jìn)行設(shè)計。

1.1、 鋼套鋼蒸汽保溫管的設(shè)計思路：
鋼套鋼蒸汽保溫管不能采用直埋熱水管道的設(shè)計方法，因此我們對直埋蒸汽管道設(shè)計的 基本 構(gòu)思借鑒了地溝與架空管道的設(shè)計方法，同時又特別明確了它與地溝或架空管道的設(shè)計方法 也存在著區(qū)別。主要的區(qū)別是直埋蒸汽管道的保溫結(jié)構(gòu)對管道熱膨脹及管道補(bǔ)償方式的影 響及限制。此外，地溝及架空管道兩固定點之間的大長度是由管道失穩(wěn)條件決定的，它與 管徑的大小及補(bǔ)償器的補(bǔ)償能力有關(guān)，而直埋蒸汽管道兩固定點之間的大長度在受補(bǔ)償器 補(bǔ)償能 力的限制的同時也受管道保溫結(jié)構(gòu)的約束。例如，由于保溫結(jié)構(gòu)對直管段及彎頭的徑向位移 空間的限制，使得直埋蒸汽管道不能象地溝或架空管道那樣可以利用管網(wǎng)的實際路由走向選 擇 不同形式的補(bǔ)償器，直埋蒸汽管道的補(bǔ)償器只能采用軸向型的，自然補(bǔ)償管段也只能設(shè)計得 較短。而直埋蒸汽管道的強(qiáng)度驗算和地溝或架空敷設(shè)的設(shè)計方法是一致的，即采用彈性分析 的方法，工程實踐證明這種設(shè)計方法是可靠的。

2、合理地選擇預(yù)制復(fù)合保溫管道是鋼套鋼蒸汽保溫管工程設(shè)計的關(guān)鍵：
當(dāng)我們做一項工程設(shè)計時，首先要根據(jù)工程的實際情況合理選擇復(fù)合保溫管，確認(rèn)它的保溫 結(jié)構(gòu)、材料及其性能能滿足設(shè)計參數(shù)及工程特性的要求，并根據(jù)管網(wǎng)的布置狀況向生產(chǎn)廠 家明確提出管系及特殊管件的具體要求。
鋼套鋼蒸汽保溫管管道的保溫材料及保溫結(jié)構(gòu)的基本要求是，保溫材料本身的性能優(yōu)良，具有 較強(qiáng)的憎水性，并且在特殊環(huán)境(如高溫)下其自身特性變化不大；保溫管道的整體結(jié)構(gòu)要具 有足夠的機(jī)械強(qiáng)度；外保護(hù)套要有可靠的防腐能力和承內(nèi)壓、外載能力。此外，直埋蒸汽管 道還應(yīng)滿足以下要求： 2.1、 管道在保溫層內(nèi)能夠充分地滑動

管道在工作時因溫度的變化會出現(xiàn)熱脹冷縮，在直管段上產(chǎn)生軸向位移，在彎頭及其附近會 有軸向位移和徑向位稱同時產(chǎn)生。為了保證管系熱應(yīng)力的充分釋放同時減小管道對固定墩的 推 力，要求管道與保溫層之間的滑動摩擦系數(shù)要低。現(xiàn)生產(chǎn)廠家多采用在管道與保溫層之間設(shè) 減阻層的方法，效果好的可將摩擦系數(shù)減小到0.3以下。當(dāng)彎頭處采取自然補(bǔ)償?shù)姆绞綍r， 要求彎頭及其兩側(cè)一定長度的管道要有足夠的軸向位移及徑向位移的空間。

2.2、 要保證管道保溫結(jié)構(gòu)本身和周圍土壤的溫度場的要求

由于鋼套鋼蒸汽保溫管的介質(zhì)溫度高，如不有效地控制保溫結(jié)構(gòu)各環(huán)節(jié)的溫度，就會造成保溫管 道的保溫層、外防護(hù)層的破壞，嚴(yán)重時可導(dǎo)致管網(wǎng)全線破壞。例如復(fù)合預(yù)制保溫管的低溫保 溫層 一般都采用聚氨脂，其較高適用溫度是140℃，如果該界面溫度超過140℃并長期運行，就會 造成聚氨脂碳化、強(qiáng)度減弱、保溫失效。
此外，管道外表面溫度升高時，對其混凝土固定墩 、管道周圍的電纜、上、下水管等都會造成影響甚至破壞。
因此設(shè)計鋼套鋼蒸汽保溫管時，一定 要對管道的整體及局部的溫度控制(向保溫管生產(chǎn)廠)提出明確要求。

2.3、 要具有排潮裝置
保溫管在工廠生產(chǎn)、運輸及安裝過程中不可避免地含有或吸收一些潮氣甚至少量水分，這些 潮氣或水分在管道運行時經(jīng)管內(nèi)蒸汽加熱就會形成蒸汽，如不及時迅速地排除出去，就會使 保溫層間的溫度、壓力升高，甚至破壞保溫結(jié)構(gòu)。

2.4 要有可靠的外防護(hù)層
目前，國內(nèi)使用的復(fù)合預(yù)制保溫管的外保護(hù)套有三種材料，即聚乙烯、玻璃鋼、鋼。玻璃鋼 材料現(xiàn)在國家還沒有制定統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，質(zhì)量不易保證；采用聚乙烯外套則管件與管道的 (外套)接口不好處理，如固定節(jié)與管道、補(bǔ)償器與管道的接口處，這些接口如處理不好，運 行過 程中地下水就會滲入管道保溫層并形成蒸汽，嚴(yán)重時會導(dǎo)致管網(wǎng)全線報廢；鋼外套雖然嚴(yán) 密但工程造價高，并且外防腐如果處理不好就不能保證管網(wǎng)的使用壽命，同時由于鋼外套 本身溫度應(yīng)力的作用，管道的固定墩比聚乙烯外套的預(yù)制保溫管大很多。綜上所述，我們在 進(jìn)行設(shè)計時，要根據(jù)工程的具體情況進(jìn)行分析比較，確定使用哪種外防護(hù)套，并根據(jù)外防護(hù) 套的材料提出對管件結(jié)構(gòu)的要求。