直埋蒸汽管道中保溫防腐及管道設計的問題分析

朱毅（桐廬春江硅酸鋁保溫有限公司，浙江　杭州　311512）

直埋蒸汽管道中保溫防腐及管道設計的問題分析

朱毅（桐廬春江硅酸鋁保溫有限公司，浙江杭州311512）

隨著城市集中供熱范圍的不斷擴大以及當前社會對環境保護問題重視程度的不斷提高，直埋蒸汽管道以直埋鋪設的方式有效降低了施工難度及成本，在滿足廣大用戶供暖需求方面發揮著重要作用。本文就直埋蒸汽管道的保溫防腐及管道設計問題進行探討，旨在為該技術的進一步完善與成熟提供可借鑒價值。

直埋蒸汽管道；保溫防腐；管道設計

直埋蒸汽管道作為近年來建筑施工行業出現的新興材料，在房屋供暖中發揮著重要作用。直埋蒸汽管道由于其施工方式便捷、工程造價低廉以及材料本身的保溫性能較為突出，因此在市場中得到廣泛應用。由于當前其在管道設計方面未形成統一規范要求，進而使得不同廠家在保溫防腐方面也存在一定差異。

1　直埋蒸汽管道的保溫防腐問題

1.1直埋管道保溫防腐基本要求

1.1.1保溫性能

直埋蒸汽管道的內鋼管應滿足在管道壁溫度條件下不分解，且在管道受熱發生變形及長期使用過程中不破裂、不變質。

1.1.2防腐性能

管道保溫層結構應能夠在土壤長時間腐蝕及滲水的狀態下發揮良好的阻水功能。

1.1.3耐壓性能

直埋蒸汽管道在長期使用過程中會受到土壤及地面載荷的壓力，因此其壓力強度應保持＞土壤耐壓強度，通常應滿足＞0.15MPa的要求，同時管道保溫結構應≥0.2MPa。

1.1.4敷設方式

蒸汽管道長期在高溫環境下其熱伸長量會顯著增加，因此其敷設方式應選擇有補償直埋，即需要利用補償器，從而滿足保溫層中內鋼管的受熱伸縮需求。同時保溫結構應為脫開式，使二者保持脫開狀態，在管道發生熱脹冷縮時能夠保證保溫結構具有較強的固定性，并實現內鋼管的移動。

1.1.5保溫材料

通常情況下直埋蒸汽管道在運行過程中會受到150℃的溫度，因此應選用具有較強耐壓及防水性能的材料。而當前市場中常用的聚氨酯、珍珠巖等材料無法直接對蒸汽管道外壁進行包裹，但可作為內層，利用泡沫塑料作為外層，從而滿足管道保溫防腐的要求［1］。

1.2直埋蒸汽管道的復合保溫層

復合保溫層在材料選用上具有特殊要求，一方面，其內層材料應選擇質量較好的軟質材料，從而降低保溫結構在內鋼管內受熱伸縮時的摩擦力作用，避免出現結構受損、管道拱曲及變形問題。但是，軟質材料在運輸、裝卸過程中可能由于落地而發生被內鋼管壓扁的問題，此時可通過在保溫結構中設置支撐構件的方式保證軟質材料的完整性。另一方面，復合保溫層的厚度在滿足保溫要求的基礎上還應確保其在夏季高溫條件下低于外層泡沫塑料的溫度。在夏季最熱時，直埋蒸汽管道的溫度可達到250℃以上，因此應選擇脲酸脂等具有較強耐溫性能的材料。

1.3保溫管的加工制作

保溫層作為發揮保溫作用的重要構件，必須確保其不會受到水分侵入。但是，通常在其安裝過程中極容易發生水分侵入的問題。因此，在內鋼管通入蒸汽的過程中，應及時將蒸汽排除，避免發生保溫結構爆裂的問題。

2　直埋蒸汽管道的管道設計問題

2.1把握管道設計的基本要點

在對直埋整體管道進行設計時首先應對其管段的可移動性進行保證，避免出現錨固段引起的一次、二次應力，進而導致管道整體應力水平超出規定值，致使管道發生破裂。同時，應加強重視直埋鋪設方式對補償器能力的要求，確保其在直線長度內能夠滿足內鋼管的要求。

2.2合理選擇補償器

補償器（伸縮器）主要發揮著對管道溫度變化引起的熱脹冷縮問題進行補償的作用，進而避免管道在熱應力的影響下發生破裂，補償器對于保障蒸汽管道的長期安全性具有十分重要的作用。因此，在選擇補償器時應盡量采用以不銹鋼材料制作的波紋管膨脹節，其具有安裝便捷、安全穩定的優點。同時在當前各廠家不斷提高波紋管膨脹節制造工藝水平的情況下，能夠將補償器的數量控制在合理范圍內，從而降低施工成本。

2.3正確進行管道強度計算

直埋蒸汽管道由于采用了補償器，因此在對其強度進行計算時需要進行綜合考慮，計算內容主要由管壁厚度值、熱補償值、固定點推力值以及一次、二次應力驗算值構成，此外還需對管道摩擦力進行計算［2］。值得注意的是，直埋蒸汽管道的管道摩擦力需要嚴格按照《城市直埋供熱管道工程技術規程》，在計算過程中以管道應力驗算及受力計算為依據，并按照以下公式（公式1）進行計算：

式中F表示單位長度直埋蒸汽管道與土壤間的摩擦力，單位為N/m；ρ表示土壤密度，單位為kg/m3；g表示重力加速度，單位為m/s2；μ表示管道外殼與周圍回填砂土間的摩擦系數；Dc表示管道外殼直徑，單位m；h表示管道頂部覆蓋土壤深度，單位m。

3　結語

綜上，通過對直埋蒸汽管道中保溫防腐及管道設計問題進行分析，可以看出該技術在實際應用過程中具有較強的復雜性，仍需相關部門及人員進行深入探索與研究。

［1］程濤，胡燚.淺談蒸汽直埋管道設計［J］.城市建設理論研究（電子版），2012，（5）.

［2］田麗娜.直埋蒸汽管道的保溫防腐及管道設計中的幾個問題［J］.黑龍江紡織，2014，（1）：46-47.