直埋無補償冷安裝技術在供熱工程熱力項目的應用

馮春

摘 要：我國供熱保溫管的直埋無補償技術不斷發展，成為供熱工程熱力項目的主要安裝方式之一。其主要優點是工程量小、施工快、占地面積少、安全性能高等，能夠在節省費用的同時，延長管道壽命長。本文主要闡述了直埋無補償冷安裝技術的內容，同時提出了直埋無補償安裝技術在供熱工程熱力項目中的具體應用，包括鋼材方面、折角設計方面、閥門及焊接檢測方面、管道溝槽方面等，通過探討具體的應用技術，能夠幫助相關人員加深理解。

關鍵詞：直埋無補償技術；供熱工程；預應力技術

中圖分類號：TU995 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）22-0049-02

1 直埋無補償冷安裝技術的內容

直埋無補償冷安裝技術是指供熱工程中所應用的管體焊接和溝槽回填等，能在常溫環境下使用的技術。現如今，我國使用的直埋無補償技術是第三強度理論，通過管道的應力、穩定性分析，直接進行管道冷安裝，十分方便、快捷。直埋無補償冷安裝技術具體指三個方面：（1）管道應力方面，管道應力是指管道在熱脹冷縮時產生的最大荷載值。管道應力要通過分類法和具體分析法進行預算，在設計中要考慮不同的荷載條件，按照作用范圍、性質、強度驗算等條件進行分類。（2）管道的荷載能力，在確定管道的應力和荷載能力的范圍后，安裝人員就可以對熱力工程的直管道進行無補償架設安裝。因為管道無需加熱，所以焊接管道等技術都可以應用于冷態條件。這種設計可以在熱力工程中發揮出最大的優勢，能夠充分發揮管道材料的荷載能力。（3）溝槽回填是指通過人工技術回填溝土，通過輕型設備夯實，管道下部要用砂，管道以上部用素土進行回填。在回填時，要對稱方式在井室中心進行，杜絕漏夯，在夯實后要和井壁緊挨槽底以上50cm處，進行硬塊、碎沙石等有機物的清掃，同時，也要注重回填土濕潤程度，不宜超過±2%。

2 直埋無補償冷安裝技術在供熱工程中的具體應用

2.1 直埋無補償冷安裝技術在管道保護層鋼材方面的應用

供熱工程中，管道保護層鋼材要發揮出最大的作用，才能保證供熱。管道保護層鋼材要滿足三個方面要求：（1）由于熱脹冷縮會導致供熱管道鋼材發生破裂現象，所以要事先對保溫層、外護鋼管進行整體式的保溫架設。在滿足一定的強度下，保溫管和外護層要有足夠的抗壓能力來應對土層的壓力，尤其是在土層壓力大的部分，例如鋼材轉彎處、伸縮變形處等。（2）管道外護層要有非常好的防水作用，保證內部封閉性。如果保溫層進水，就會對鋼管的整體結構產生腐蝕性和破壞性。（3）保溫層要應具有非常好的絕熱性能，在滿足管道熱損失的基本要求外，還要符合外護層溫度的要求。

技術人員利用直埋無補償技術時，可以對管道鋼材及外護層進行電擊處理，增加管道表面的摩擦性，然后將其放置在聚氨酯中進行發泡工藝處理，在很短的時間內，聚乙烯和鋼材就能牢固的粘結一起，可以有效的使三者形成一個整體。當溫度改變時，管道熱脹冷縮，產生的熱可以通過聚乙烯層導出，能夠使管道外護層和周圍的土壤發生滑動效果，而且，外護層也能夠限制管道鋼材因為熱脹冷縮而產生的變形現象。

2.2 直埋無補償技術在折角設計方面的應用

熱力工程的管道會由于客觀原因發生折角現象，會使管道折角處受到巨大的承載壓力，可能減少管道的使用壽命。針對這種情況，技術人員應用直埋無補償技術可以將管道的折角分解成多個小折角來架設。折角架設的要點有三個：（1）如果管道的兩個折角非常接近，分解成小的折角會非常困難，可以采用大彎曲角度的鋼材來進行替代，能夠有效的避免因為折角過多導致的鋼材應力破壞。（2）如果管道工程架設使用大彎曲角度的鋼材，所有采用直埋無補償技術的管道要小于2.5倍平均直徑，且管道彎曲處的壁厚要比相同類別的管徑厚2mm。（3）在工程設計中，不同的管道要應用不同的加固方式，大口徑的管道要根據平均直徑加固，小口徑的管道要按照最大承受壓力的標準來進行應力處理。

2.3 直埋無補償技術在閥門及焊接方面的應用

熱力管道在運行時，整體部件會受到非常大的負荷，這種負荷主要集中在管道彎曲處。同時，由于熱力工程的管道是深埋在地下的，所以空間有限，管道閥門及零部件要滿足特殊需求。直埋無補償技術下的一次網閥門可以依據管道的埋藏深度到地面距離來進行微量調節，技術人員可將閥門直接埋進低下，減少了空間面積，大大的提升了使用空間，方便操作。由于熱力工程的管道需要充分發揮承重負荷作用，因此，在技術人員進行管道焊接時，要保證質量。技術人員要選用高質量的焊條，然后將其進行烘干處理，不能在陰雨天或者特殊溫度的時候進行安裝。直埋無補償技術下的管道焊接安裝，鋼管直徑大于等于Dn700的部件要運用雙面焊接方法，鋼管直徑小于Dn700要運用氬弧焊技術來進行焊接，在焊接完畢后要經過檢驗人員檢測合格，才能正式使用。

2.4 直埋無補償技術在管道溝槽方面的應用

在進行供熱工程的管道安裝時，要注重管道溝槽的挖掘，管道溝槽能夠影響管道的整體平穩性，如果溝槽挖掘的不好，會導致基底不穩，管道承重不均，從而影響使用壽命。直埋無補償技術的管道工程在挖掘溝槽時，主要作用體現在兩方面：（1）事先對溝槽進行測量、放線，通過人工和機械合力，能夠挖至管道底部的標準高度。（2）在溝土回填的時候，通過人工和機械配合，將管道底部的200mm、頂部的200mm泥土回填，然后進行夯實，在土壤的密實度達到標準后用其余的細碎土壤在回填處進行補缺回填。在管頂1000mm處后運用機械夯實，通過采用這種管道溝槽挖掘和回填的方式，能夠對熱力工程的管道起到保護作用。

2.5 直埋無補償技術在預應力方面的應用

直埋無補償技術應用在預應力上，主要體現在兩方面：（1）敞開預熱安裝技術。在管道和環境溫度達到一致的時候，管道就處于應力效果，從而產生預應力。當管道內的熱量因為熱脹冷縮，提前釋放，管道會變形，按照標準管道中的壓力和預應力都不能超過鋼材的承受能力，敞開預熱安裝技術可以解決管道的承受能力。工作人員在進行管道覆土前，可以先運用敞開式預熱，因為不存在著土壤的摩擦力，管道因為熱脹產生的變形就能夠釋放出來。在使用這種技術時，要注意預熱溫度和管道應力為零時的溫度相同，當管道達到預熱溫度后，覆土冷卻，能夠使管道處于平均應力上。在進行管道首次加熱運行后，管道的管端要和冷安裝的位置一致，能夠最大程度的減少位移。（2）一次性補償預熱。這種方法是將一次性補償器安裝在直管道上，通過計算出兩個補償器的間距，在其的周圍溝槽進行敞口，其余全部回填。工作人員在進行預熱補償之前，要將補償量調整為預設值，當管道首次加熱產生的壓力，使補償器達到伸長量后，能夠焊接整體，從而提前釋放管道的熱脹變形。管道周圍的土壤有摩擦力作用，在補償器之間就會產生預應力，從而提高管道的預應力，同時，即使供熱溫度的不斷變化，管道的預應力和一次性補償器的預應力也會保持一致。

2.6 直埋無補償技術在供熱系統三通方面的運用

三通是指供熱系統中，管道接觸部分的轉換軸工具，三通通過焊接，能夠連接所有管道。技術人員運用三通焊制要事先做好強度驗算，主要是根據主管軸和其他管道的預應力差來進行強度預算，要滿足三通不同部分的應力變化范圍要小于等于3σ，局部應力變化幅度要小于3σ的條件，如果三通不能滿足以上要求，需要進行加固。三通加固具體有三種方法：（1）增加主管壁厚，來提高總體抗壓強度。（2）在三通開孔的位置運用支管壁厚，可以有效減緩開孔區變形。（3）在三通開孔區域架設傳遞荷載部件，通過測試部件的強度驗算，使供熱管道三通的一次應力、二次應力全都滿足供熱系統的實際需求，從而能夠保證直埋無補償技術的合理應用。

3 結語

綜上所述，技術人員使用直埋無補償冷安裝技術能夠保證熱力工程的施工質量。在此基礎上，通過無補償架設安裝、將泡沫放置在聚氨酯中發泡，能夠發揮管道材料的荷載能力、將熱量通過聚乙烯層導出，同時，通過采用大彎曲角度的鋼材、高質量的焊條，能夠保證管道焊接的質量、減少因折角過多導致的鋼材應力破壞。因此，技術人員在進行熱力工程管道鋪設時，要積極運用直埋無補償技術。