直埋鋼套鋼蒸汽管道的設計要點研究

許翔 周飛

摘要：據了解，在以往鋼套鋼直接埋入蒸汽管道的過程中會出現一系列的技術問題，經過總結得出在進行設計工作時要注意對防腐層、保溫層、以及防水層和承載應力等多個方面進行處理。本文是根據從業人員在直埋鋼套鋼蒸汽管道的實際生產過程中所得出的經驗所進行的詳細研究，并提出自己的些許建議和意見，為進一步優化化工產業貢獻出綿薄之力。

關鍵詞：直埋鋼套鋼；蒸汽管道；設計要求

經過長期的實踐數據證實，在化工生產的具體工作中，各個結構的直埋蒸汽管道都存在一定的結構缺陷，其中鋼套鋼結構能夠有效的增強蒸汽管道的長期安全運行性能，但是仍舊在已建成的套管中出現許多的問題。據統計，在國內化工市場已經建成的鋼套鋼直埋蒸汽管道的體系中，約有40%的工程是存在缺陷的，更甚至有15%占重比例的工程是有3～5年的報廢年數的。總的來說在整個工程總體內部結構上，符合行業技術規范的工程只有一半的比例。

1.直埋鋼套鋼蒸汽管道設計的現狀分析

首先，將源頭追溯到管件生產車間，國內生產制造的廠在對于管件以及管材在實際生產過程中，缺乏對其質量和設計細節規范的嚴格把控，導致出現大數據的管材用于實際工程中。其次，在生產的前期，有專業設計院進行管材的初步設計與定稿設計，在設計過程中由于缺乏對實際工程的詳細考察，導致在設計細節上出現偏差，造成管材資源的浪費。最后，在化工工程的施工過程中也存在一定的操作差錯，施工人員未按照系統的施工圖進行作業，導致施工質量無法得到保障。要想進一步優化市場合格工程比例小的現狀，必須從設計、施工和維護上加強細節建設從而有效的推動化工生產工藝產業邁向新的臺階。

2.針對直埋鋼套鋼蒸汽管道在施工圖設計階段的注意點

2.1對于外護管道防腐層的選擇

為提高鋼套鋼直埋蒸汽管道的工程質量，促使達到理想狀態下設定的設計使用年限，應當在管道防腐方面加強建設。環氧煤瀝青、纖維增強環氧玻璃鋼、三層PE等防腐性材料，是目前國內常用的直埋于鋼套鋼蒸汽管道外層的防腐層。在一定程度起到防御外界腐蝕，保護管材質量，但是它們都存在各自的優缺點。如表1所示：

2.2對于管道內部保溫層的選擇

根據下面圖一和圖二可知，常見的保溫層結構。兩種直埋鋼套鋼蒸汽管道保溫層結構在國內使用范圍較廣且數量較多。在保溫層結構內部進行保溫材料的填充以作為支撐，從而不增加滑動支架和導向支架熱橋。由于選取的保溫材料導熱系數較小，所以在內部的保溫性能和效果極優。常見的保溫材料類型是聚氨酯泡沫塑料，將它與具有耐高溫特性的微孔硅酸鈣相互結合，并將設計溫度控制在一定數值范圍內，保證無機保溫材料在運行過程中不會由于溫度過高而造成外管的損害。

2.3施工圖設計階段對于外壁管材承載力的驗算

在未曾施工的階段，應當先對外壁護管進行無補償敷設理想狀態下的設計。在國內對于外壁無補償直埋敷設蒸汽管道的應力驗算研究已經有著近10年的歷史，可以說是在這方面的技術和理論都已經趨于成熟化和完美化。但是，由于在研究過程中所選取的管道材質不同，導致在直埋鋼套鋼蒸汽管道在外護管材溫度上出現兩個不同的溫度值。在研究初期，所有管材都處于新的狀態，所需要的運行溫度是100℃，但后期由于時間的增加和外界不可抗力的作用，導致正常運行溫度降低至50℃，在此基礎上應當加強專題研究。

2.4對于疏水裝置和閥門的布置設計

在國內不完善的鋼套鋼直埋蒸汽管道中，閥門檢查室出現冒汽的現象是常見的。疏水檢查室以及閥門檢查室組成了鋼套鋼直埋蒸汽管道的主要檢查室。在外界環境發生改變的時候，特別是下雨天氣或者位于高水位地區的工程極易出現冒汽現象，是由于外來氣體經過高溫環境或疏水管道汽化而產生的。所以，要想從根源上解決各個檢查室出現冒汽的現象，應當從設計層面上科學的減少檢查室的數量以及密封問題。

結束語

在整個鋼套鋼直埋蒸汽管道體系中，要從多方面進行設計優化。綜上所述，第一，要解決檢查室內極易冒汽的現象，從而解決熱能消耗和存在安全隱患的問題。第二，在管道設計初期做好防腐層、保溫層、管材外壁承載力以及疏水系統等多方面的設計工作，將每一步工序具體細化全面開展下去。不同于其他管道的設計，熱力管道設計看似簡單卻在實際操作的過程中存在較多難題，希望通過上述簡單的論述和分析，能夠給與鋼套鋼直埋蒸汽管道相關從業人員一定的啟發，在不斷探索和學習中，提高化工工藝管道的日常生產和運用的質量。

參考文獻

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（作者單位：江蘇中圣管道工程技術有限公司）