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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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蒸汽保溫管關(guān)鍵技術(shù)的探討
2019-2-26 閱讀(386)
蒸汽保溫管關(guān)鍵技術(shù)的探討
直埋蒸汽管道有 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 , 較高可達(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動。該結(jié)構(gòu)型式主要用于軟質(zhì)的保溫材料中 , 其特點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。
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)保溫材料求在 70 ℃時的熱導(dǎo)率應(yīng)小于0.055 W/ (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. 030 W/ (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。
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 , 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 , 耐擊穿能力可達(dá)到5 kV 左右 , 也有采用纏繞 HDPE 或噴涂聚氨酯后再纏繞 HDPE, 其耐擊穿能力可達(dá)到 20 kV 。
(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 ～ 20 a 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 0.4 W/ (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 , 甚至無法實施。理論和工程實踐表明 , 允許固定墩微量的位移 ( 一般控制在 30 ～60 mm 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用的。波紋補(bǔ)償器克服了套筒補(bǔ)償器的缺點 , 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
在蒸汽管道的低點和可能產(chǎn)生凝結(jié)水的部位 ,均應(yīng)設(shè)置運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。
