聚氨酯保溫管道設(shè)計與施工分析

在工程中針對不同的地質(zhì)情況及設(shè)計條件采用了多種結(jié)構(gòu)型式的聚氨酯保溫管道，并在工程建設(shè)中總結(jié)了一些經(jīng)驗。

1 管道保溫結(jié)構(gòu)的選擇

目前聚氨酯保溫管道根據(jù)其保溫結(jié)構(gòu)的不同可分為以下4類：

①工作鋼管+軟質(zhì)保溫層+外護鋼管+防腐層；

②工作鋼管+軟質(zhì)絕熱層+外護鋼管+聚氨酯保溫層+纏繞玻璃鋼夾克；

③工作鋼管+軟質(zhì)保溫層+真空層+外護鋼管+防腐層；

④工作鋼管+硬質(zhì)絕熱層+聚氨酯保溫層+纏繞玻璃鋼夾克。

保溫結(jié)構(gòu)的選擇應(yīng)充分結(jié)合當(dāng)?shù)氐耐寥罈l件、地下水位條件，考慮管網(wǎng)安全性和工程造價，其中管網(wǎng)的安全性應(yīng)作為首要條件給予足夠的重視，特別是在選用外護鋼管聚氨酯保溫管道時。為保證安全性應(yīng)考慮在固定節(jié)處將外護鋼管隔斷，以確保在管道及節(jié)點(如補償器)處出現(xiàn)泄漏的情況下保溫層受到的破壞只是局部的。由于各個地區(qū)地下水位情況不一，土壤酸堿度和熱導(dǎo)率也不樣，應(yīng)根據(jù)具體情況選擇合適的保溫結(jié)構(gòu)。地下水位高的地區(qū)可考慮選用外護鋼管結(jié)構(gòu)，地下水位低的地區(qū)可與慮選用玻璃鋼外殼結(jié)構(gòu)，二者單位成本相差較大。以DN 400 mm管道為例，工作鋼管+軟質(zhì)保溫層+外護鋼管+防腐層和工作鋼管+軟質(zhì)絕熱層+外護鋼管+聚氨酯保溫層+纏繞玻璃鋼夾克兩種保溫結(jié)構(gòu)的聚氨酯保溫管道平均造價(含固定節(jié)、固定墩、補償器、疏水器及保溫補口等)為2233元/m，而工作鋼管+硬質(zhì)絕熱層+聚氨酯保溫層+纏繞玻璃鋼夾克保溫結(jié)構(gòu)的聚氨酯保溫管道平均造價為1500元/m。工作鋼管+軟質(zhì)保溫層+真空層+外護鋼管+防腐層保溫結(jié)構(gòu)的聚氨酯保溫管道由于結(jié)構(gòu)及施工工藝較為復(fù)雜，其平均造價在前3種直埋蒸汽管之上。 

2 管道節(jié)點的處理

2. 1 排潮管

近幾年，城市道路改造頻繁，排潮管(用于排出保溫層中的潮氣)若直接引出地面，人為毀壞嚴(yán)重，從而給管網(wǎng)安全造成極大隱患。因此，排潮管以接入小井室為宜，且應(yīng)增加閥門，做法見圖1。小井室中的閥門在管道定期排潮時打開，待潮氣排完后及時關(guān)閉，以防止排潮井中進水形成倒灌。

聚氨酯保溫管道設(shè)計與施工分析

2．2 疏水井

通常的疏水裝置將啟動疏水器和經(jīng)常疏水器安裝在同一個疏水井中，由于排出的凝結(jié)水溫度較高，凝結(jié)水排至井中后迅速汽化，操作維修人員無法下到井室內(nèi)，不利于后期的運行管理和維修。將疏水裝置設(shè)在操作井內(nèi)，將啟動疏水器和經(jīng)常疏水器排水口設(shè)在附井內(nèi)，以便運行管理和維修，風(fēng)圖2。根據(jù)近年的經(jīng)驗，疏水管公稱管徑宜大于等于50 mm，以防管網(wǎng)初運行時堵塞。

2. 3 固定墩及密封隔斷環(huán)板

固定墩的設(shè)計與區(qū)間閥門井的設(shè)計宜統(tǒng)一考慮，可減少固定墩體積，降低造價。對于采用外護鋼管的聚氨酯保溫管道，應(yīng)在適當(dāng)?shù)奈恢?如在每個固定節(jié)處或間隔一個固定節(jié)處)增加密封隔斷環(huán)板，以防止某個隔斷區(qū)間內(nèi)發(fā)生蒸汽泄漏、保溫層進水時對其他隔斷區(qū)間的影響，最大限度降低事故對整個管網(wǎng)保溫層的破壞。近年的工程實踐表明，由于增加密封隔斷環(huán)板而引起的熱橋效應(yīng)與管網(wǎng)的安全性相比是非常次要的。

3 管道焊接

工作鋼管的焊縫應(yīng)進行100％的X光探傷。考慮外護鋼管在不利工況下(如保溫材料進水、潮濕或運行中工作鋼管發(fā)生泄漏等)，其工作狀況已接近直埋熱水管的工況，此時的外護鋼管將受到較大的應(yīng)力。若采用搭接焊方式焊接，接頭部位將受到較大的剪切應(yīng)力，極易導(dǎo)致接頭部位破壞。因此，為保證安全性，接頭部位應(yīng)嚴(yán)禁搭接焊，而應(yīng)采用對接焊。