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滄州盛邦管道集團(tuán)有限公司
主營產(chǎn)品： 鋼套鋼保溫管，鋼套鋼直埋保溫管，聚氨酯保溫管，預(yù)制直埋保溫管 |
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鋼套鋼保溫鋼管關(guān)鍵技術(shù)的探討
2018-11-8 閱讀(120)
鋼套鋼保溫鋼管關(guān)鍵技術(shù)的探討
鋼套鋼保溫鋼管有10余處關(guān)鍵技術(shù),包括檢查
井、固定支座、彎頭、三通、變徑管、排潮管、閥門井、疏水裝置、補(bǔ)償器等。每一處關(guān)鍵技術(shù)處理不當(dāng),都可能造成工程事故,隱患性很大。
2.1 保溫結(jié)構(gòu)型式
由于蒸汽管道的介質(zhì)溫度高,zui高可達(dá)到300～350℃,其保溫結(jié)構(gòu)型式需要做成“脫開式”,即工作鋼管與保溫層或外護(hù)管脫開。
一般來說,保溫結(jié)構(gòu)型式主要分為內(nèi)滑動式和外滑動式。內(nèi)滑動式的滑動面在工作鋼管的外表面,保溫材料和外護(hù)管相對不動,主要是工作鋼管受熱膨脹在保溫材料中移動。該結(jié)構(gòu)型式主要用于硬質(zhì)的保溫材料中,其優(yōu)點(diǎn)是工作鋼管與外護(hù)管之間無須設(shè)置支承環(huán),外護(hù)管的內(nèi)壁不易被腐蝕,其缺點(diǎn)為熱流的外泄問題難以處理。
外滑動式的滑動面在外護(hù)管的內(nèi)表面,保溫材料隨工作鋼管一起運(yùn)動。該結(jié)構(gòu)型式主要用于軟質(zhì)的保溫材料中,其特點(diǎn)是可以保證熱流不外泄,但使用該結(jié)構(gòu)型式時應(yīng)注意3個問題:①工作鋼管與外護(hù)管之間支承環(huán)的靈活性;②支承環(huán)外護(hù)管處的局部溫度;③外護(hù)管的內(nèi)壁防腐。
鋼套鋼保溫鋼管關(guān)鍵技術(shù)的探討
2.2 關(guān)于保溫材料
由于保溫材料的選擇不當(dāng),造成工程事故的教訓(xùn)已屢見不鮮。目前直埋蒸汽管道使用的保溫材料主要有巖棉、超細(xì)玻璃棉、微孔硅酸鈣、聚氨酯泡沫塑料、硅珠復(fù)合材料等[7—9],有單獨(dú)使用某一種材料的,也有兩種及兩種以上的材料組合使用的?？偟膩碚f,無機(jī)保溫材料要求在70℃時的熱導(dǎo)率應(yīng)小于0.055W/(m?K),其耐溫要求高于工作介質(zhì)溫度100℃,其含水率不得大于7.5%(質(zhì)量比),有機(jī)保溫材料要求其熱導(dǎo)率應(yīng)小于0.030W/(m?K),耐溫要求高于120℃,當(dāng)使用無機(jī)保溫材料和有機(jī)保溫材料做組合保溫層時,其無機(jī)保溫材料和有機(jī)保溫材料的界面溫度不得高于110℃。
現(xiàn)在,還不能肯定哪種結(jié)構(gòu)型式和保溫材料為較優(yōu)的結(jié)構(gòu)方案,而應(yīng)根據(jù)使用地點(diǎn)的氣候、水文、地質(zhì)等條件,因地制宜地做出技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的較佳結(jié)構(gòu)方案。對地下水位高的南方地區(qū),主要矛盾是防水問題;對沿海地區(qū),不僅有防水問題,重點(diǎn)要考慮防止氯化物、硫化物等對外護(hù)管的腐蝕問題;而對于我國西部的干旱地區(qū),其突出的問題是土壤熱阻高。
鋼套鋼保溫鋼管關(guān)鍵技術(shù)的探討
2.3 外護(hù)管
外護(hù)管的材料主要有高密度聚乙烯、玻璃鋼、鋼管。高密度聚乙烯耐溫能力較差(小于等于50℃
),當(dāng)局部熱流外泄時,很容易造成外護(hù)管蠕變而破壞,因此,高密度聚乙烯不適用直埋蒸汽管道的外護(hù)管已成為共識。玻璃鋼雖然其耐溫能力(小于等于65℃
)稍強(qiáng)于高密度聚乙烯,但市場上的玻璃鋼外護(hù)管質(zhì)量難以保證,在運(yùn)輸、安裝過程中極易出現(xiàn)局部的開裂和破壞,加之遇到熱流外泄時,也不能保證安全。因此,玻璃鋼作為直埋蒸汽管道的外護(hù)管也不理想。鋼管的使用克服了前兩種外護(hù)管的缺點(diǎn),但使用鋼管有以下問題要予以注意:
(1)鋼管的外防腐:國內(nèi)目前鋼套管的外側(cè)面采用環(huán)氧煤瀝青防腐涂料等,耐電能力可達(dá)到5kV左右,也有采用纏繞HDPE或噴涂聚氨酯后再纏繞HDPE,其耐電能力可達(dá)到20kV。
(2)鋼管的內(nèi)防腐:鋼管的內(nèi)側(cè)處于高濕熱的條件,若排潮不暢,會加速鋼套管內(nèi)側(cè)的腐蝕。目前有些工程已開始采用德國的技術(shù),在外套鋼管的內(nèi)側(cè)抽成真空(由真空泵保持),衰減腐蝕條件。
(3)鋼管的橢圓變形:根據(jù)材料力學(xué)理論,常規(guī)壁厚的鋼管,會因橢圓效應(yīng)產(chǎn)生橢圓變形。橢圓變
形如超出一定限度(通常為3%),會造成局部失穩(wěn)
或造成滑動支承環(huán)變形的事故發(fā)生,以至破壞管道。
2.4 固定支座
由于蒸汽管道的熱伸長量大,為了保證管道有效地實(shí)現(xiàn)熱脹冷縮,需要設(shè)置固定支座。當(dāng)采用鋼外套管時,可盡量的采用內(nèi)固定支座。其優(yōu)點(diǎn)是減小了工程量、降低了施工的難度。固定支座應(yīng)做成隔熱式固定支座,以防止出現(xiàn)冷橋現(xiàn)象和熱流外泄。為此,要注意以下兩個問題:
(1)石棉橡膠墊的熱老化問題:由于蒸汽管道的壽命一般為15～20a左右,要求該材料在壽命期內(nèi)要保持原有的性能;
(2)石棉橡膠墊的傳熱問題:在常溫下其熱導(dǎo)率一般應(yīng)小于0.4W/(m?K),以免造成外套管的局部溫度過高,影響外護(hù)管的防腐。
對于一個管網(wǎng),在有的地方還需要設(shè)置外固定支座,如果按純理論計算其軸向推力,大管徑的固定墩尺寸會非常龐大,甚至無法實(shí)施。理論和工程實(shí)踐表明,允許固定墩微量的位移(一般控制在30～60mm以內(nèi)),可以將固定墩承受的推力減少40%～60%。
2.5 補(bǔ)償器
管道的補(bǔ)償器一般為套筒補(bǔ)償器或波紋補(bǔ)償器,套筒補(bǔ)償器由于存在著填料泄漏的可能,需設(shè)置檢查井以便于補(bǔ)償器的檢修和維護(hù)。這就使直埋蒸汽管道成了斷續(xù)敷設(shè),也增加了地溝內(nèi)進(jìn)水的可能,所以套筒補(bǔ)償器在直埋蒸汽管道中是不適用的。波紋補(bǔ)償器克服了套筒補(bǔ)償器的缺點(diǎn),但在使用中尚應(yīng)注意以下問題:
(1)波紋補(bǔ)償器宜采用外壓式,以防止補(bǔ)償器的軸向失穩(wěn);
(2)波紋補(bǔ)償器應(yīng)有15%～20%的膨脹余量;(3)波紋補(bǔ)償器的外護(hù)管變徑時,其角度應(yīng)控制在10°以下。
2.6 疏水裝置在蒸汽管道的低點(diǎn)和可能產(chǎn)生凝結(jié)水的部位,均應(yīng)設(shè)置運(yùn)行疏水和啟動疏水裝置。疏水裝置可采用上疏水方式,這樣可以使疏水檢查井相對較淺,便于今后的運(yùn)行操作。但對于較長距離、埋設(shè)又深的管段,有必要采用下疏水(啟動疏水)的方式。疏水井必須設(shè)計成兩個,一個為單獨(dú)操作的主井,另一個為積有凝結(jié)水的檢查副井,以保證操作人員的安全。
