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埋聚氨酯管道的敷設(shè)方式 根據(jù)有關(guān)資料的介紹及實際應(yīng)用,直埋聚氨酯管道的敷設(shè)有兩種方式,即無補償方式及有補償方式。 1.1 無補償方式 無補償直埋聚氨酯管道敷設(shè)技術(shù),國內(nèi)外均是建立在兩種不同的理論基礎(chǔ)上的,一是安定性分析理論,二是彈性分析理論。 1)安定性分析理論。這是20世紀60年代內(nèi)美國機械工程師協(xié)會提出的按應(yīng)力分類法和塑性力學(xué)中安定性分析概念為基礎(chǔ)的新的強度設(shè)計規(guī)范(簡稱ASME規(guī)范)。該規(guī)范所采用的應(yīng)力分為一次應(yīng)力、二次應(yīng)力及峰值應(yīng)力。 由熱力管道內(nèi)壓及外載所產(chǎn)生的應(yīng)力為一次應(yīng)力,此應(yīng)力不是自限制的。由溫度引起的熱應(yīng)力稱為二次應(yīng)力,這種應(yīng)力是自限性的。上述規(guī)范對不同應(yīng)力規(guī)定不同的應(yīng)力強度限制值。在設(shè)計計算中以一次應(yīng)力和二次應(yīng)力的組合形式來進行校核。 實踐證明,對于DN500以上的熱力管道的敷設(shè),采用這種理論進行設(shè)計是可行的,也是zui簡單的,并證明溫度為150℃以上的直埋聚氨酯管道的直線段*可以不設(shè)補償裝置。 2)彈性分析理論。這是北歐各國設(shè)計直埋聚氨酯管道的依據(jù),主要特點是供熱管道運行溫度和限制的zui低溫度之間。要求預(yù)熱溫度與工作溫度及zui低溫度的溫差所產(chǎn)生的熱應(yīng)力,不得超過管材的許用應(yīng)力。 管道預(yù)熱方式有兩種:敞開式和覆蓋式。敞開式的特點是管溝在管道預(yù)熱時是敞開的,根據(jù)一次預(yù)熱范圍分為整體預(yù)熱和分段預(yù)熱兩種形式。 a.敞開式整體預(yù)熱。敞開式整體預(yù)熱可以利用自然補償,不設(shè)固定點。如果直管段過長,自然補償滿足不了要求時,也要設(shè)一次性補償器。但兩補償器間距不受土壤摩擦力的限制。 b.敞開式分段預(yù)熱。敞開式分段預(yù)熱的特點是一邊敷設(shè)一邊預(yù)熱一邊回填,并且不必設(shè)一次性補償器,它分為設(shè)固定點和不設(shè)固定點兩種形式。 設(shè)固定點。此種方式在設(shè)計時要考慮每段預(yù)熱管路末端用
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連通管連接,預(yù)熱后用固定點將末端固定,同時將閥門前管路回填,以此逐段進行安裝敷設(shè)預(yù)熱。 不設(shè)固定點。此種系統(tǒng)形式與設(shè)固定點的形式基本相同,只是管道預(yù)熱后不設(shè)固定,而是靠土壤的摩擦力來固定。這樣就要求每一段管子在預(yù)熱溫度下的彈性力小于所受到的摩擦力。 覆蓋式的特點是管溝在管道預(yù)熱時處于回填土完畢后,由于土壤摩擦力的影響,管道在預(yù)熱狀態(tài)下的熱應(yīng)力,不能*為管道的自然轉(zhuǎn)角所補償,因此要設(shè)計補償器,同時這種補償器必須在預(yù)熱后焊死,使其同管道成為一體,此補償器又稱一次性補償器。補償器在國外如I.C.moller公司*用“E2muff”接頭;國內(nèi)可用波紋或套管補償器。補償器之間的距離不得大于zui大安裝長度的兩倍,并需在直管兩端設(shè)固定點,以防止管道應(yīng)力集中的彎頭部分受到破壞。補償器至固定點之間距離不超過管道的zui大安裝長度。 1.2 有補償方式 當(dāng)管道溫度過高或難以找到熱源預(yù)熱時,即熱力管道不具備采用無補償方式的條件,則可采用有補償方式。有補償方式可分為兩種,即有固定點方式和無固定點方式。 1)有固定點方式。在補償器兩側(cè)設(shè)置固定點,補償器至固定點的間距不得超過管道zui大安裝長度,固定點所承受的推力為土壤對管道的摩擦力。設(shè)計時還應(yīng)考慮到由于土壤條件變化而造成摩擦系數(shù)的變化,管線埋深的變化對移動的影響。施工安裝時,也要特別注意確保設(shè)計計算的熱膨脹位移在運行時能夠?qū)崿F(xiàn),在管網(wǎng)中采用固定支架來控制膨脹位移。 2)無固定點方式。對于無固定點有補償?shù)姆笤O(shè),首先應(yīng)在管網(wǎng)平面布置及縱剖面圖上校核兩個直管段是否超過zui大安裝長度Lmax的兩倍。如L≤2Lmax,則需校核直管段兩自由末端的自然彎管是否能吸收掉直管段的實際熱伸長量。 如果直管段長度L>2Lmax,則還需在L管段上設(shè)置補償器,直至所有不帶任何補償器的直管段長度均不超過2Lmax為止
綜上所述,直埋聚氨酯管道的各種敷設(shè)方式中,無補償方式優(yōu)于有補償方式。而在無補償方式中,敞開式又優(yōu)于覆蓋式。所以,在熱力網(wǎng)設(shè)計中,應(yīng)優(yōu)先考慮選用無補償敞開式預(yù)熱方式。 在有補償方式中,雖然無固定點方式計算工作量大,但它具有投資少、占地面積小及運行安全等優(yōu)點,在城市熱力網(wǎng)及其他熱網(wǎng)設(shè)計中,應(yīng)有限采用直埋聚氨酯管道敷設(shè)方式。 2 直埋聚氨酯管道設(shè)計及施工要點 2.1 直埋聚氨酯管道適用于輸送低壓蒸汽、熱水等氣體和液 體,一般溫度不超過120℃,采用聚氨酯保溫時可達到150℃。2.2  直埋聚氨酯管道設(shè)計及施工,應(yīng)遵守規(guī)范CJJ34290城市熱力網(wǎng)設(shè)計規(guī)范及規(guī)范CJJ28289城市供熱工程施工及驗收規(guī)范 中的有關(guān)規(guī)定。 2.3  直埋聚氨酯管道的埋設(shè)深度,根據(jù)計算當(dāng)覆土深度為0.5m時,其承載能力可保證載重10t卡車安全通過,但一般規(guī)定直埋聚氨酯管道應(yīng)埋設(shè)在當(dāng)?shù)氐谋鶅鼍€以下。 2.4 直埋聚氨酯管道的溝槽開挖尺寸,可按下列原則確定: 管子與管子之間凈距為200mm～250mm;管子與溝壁之間 凈距為200mm～250mm;管底與溝底之間凈距為200mm;管頂與地面之間凈距為600mm。 直埋聚氨酯管道溝槽內(nèi)管子周圍要填砂,然后回填土
 補償器可選用波紋、套管和矩形補償器,但波紋和套管補償器必須設(shè)置于檢查井內(nèi),以便檢修。 2.6  所有檢查井(其中安裝補償器及閥門)都應(yīng)采用C15或C20混凝土澆灌的防水井,嚴防地下水滲漏到井

內(nèi)。 2.7 直埋聚氨酯管道穿過公路時,應(yīng)加套管或做成管溝,管溝 上面鋪蓋鋼筋混凝土蓋板。 2.8 管子與管子之間采用焊接,管子與閥門之間,管子與補償 器之間采用法蘭連接。 鋼管的焊接采用GBJ235282Ⅲ級焊縫,焊縫全部采用單面焊雙面成型工藝。 焊縫檢驗除進行外觀檢查外,還應(yīng)進行X射線無損探傷檢驗。固定焊口探傷數(shù)量為25%,轉(zhuǎn)動焊口探傷數(shù)量為10%,在條件不允許的情況下,經(jīng)質(zhì)量檢查部門同意,方可用超聲波探傷。