论文部分内容阅读
摘要：要保证热力系统安全运行的关键就是要控制热力管道的施工质量，影响质量的因素有很多，因此，在施工过程中应该加强技术改造。本文通过对直埋无偿技术技术理论的分析，以及微电池的腐蚀等方面来分析供热管道直埋技术，期望能更好的促进我国供热系统的发展。
关键词：管道；安装；防治措施
中图分类号：S776文献标识码： A
引言
目前采暖系统普遍采用的低温水供热，因为它比蒸汽可节约能源20%-30%。目前民用住宅工程采暖管道，人多数采用明装管道，优点是能充分发挥热效能。除了高级建筑工程采用管廊、管井外，尽量不采用暗装管道。因不便于维修、更换等，所以采用明装比较广泛。
一、直埋无补偿技术理论简介
采用弹性变形分析方法进行直埋热水管道工程设计，弹性变形分析方法，就是要保证热水管道始终处于弹性变形的范围之内，处于弹性状态。无补偿直埋是产生轴向应力，轴向应力由管道自身的强度承受。热水管道直埋无补偿技术其理论基础为第二强度理论，即应力分为一次应力：工作压力在直管中产生的应力，内压环向应力；二次应力摄度应力：热涨冷缩不能自由释放，在直管中产生的应力，如温度升高产生的轴向应力；二次应力值应力:承受一次应力和二次应力直管向管件释放变形，在该管件上产生的应力。在直埋管线中，二次应力的水平远远大于一次应力，因此，直埋管线的安全性主要取决于管线的轴向温变应力。
二、降低微电池腐蚀的技术
微电池腐蚀是指由于相距仅为几毫米甚至几微米的阳极和阴极所组成的微电池作用所引起的管道腐蚀性。管道内由于焊缝、熔渣以及表而氧化膜的产生，都会使得管道与土壤在接触过程中产生电极电位差，进而产生腐蚀。不过与之前的几种腐蚀相比，这一类型的腐蚀对于管道的危害性较小。目前供热管道防腐采用普遍的技术是三层PE防腐层，常见的型式是将内层聚氨醋泡沫塑料、聚乙烯外护壳、钢管三者粘结在一起构制成保温管型式。但这种技术需要采取焊接技术，接头处容易发生腐蚀泄露，加之土壤中的水分长期和管道接触减低管道的安全使用寿命。而采取阴极保护技术可以解决上述缺陷。该技术是让被保护金属构件上施加足够的阴极电流，然后通过极化使金属电位负偏移，从而使金属腐蚀的阳极溶解速度大幅度降低，甚至会停止，起到管道的防腐蚀效果。
三、管材要求
一次管网的供水设计温度达到1300C，因此对管道的要求也很高，一方面因为输送介质的温度高，对保温材料的保温性能和耐温性能要求也很高，为了防止因为高温运行，保温材料碳化导致预制保温管固有的性能都不能保持。另一方面因为输送距离、输送介质温度高对管道承压能力要求高，另外，还因为管道直埋受到热胀冷缩的影响，导致保温管高密度聚氯乙烯外壳承受的摩擦力也很大。所以，保温层与钢管、外壳与保温层之间的结合了很强，要保证“三位一体”，同时，土壤的压力对外壳承载能力的要求也很高。根据以上所说的技术要求，某公司供热管道采用自埋预制保温管，自埋预制保温管由输送介质的钢管作聚氨酷硬质泡沫塑料，保温忌、高密度聚乙烯外套管，保护忌紧密结合而成。自埋预制保温管“三位一体”，钢管随着管道温度变化而发生热胀冷缩变形，因此也就可以通过保温层传到外护管，使外护管与周围回填土之间发生滑动，同时外护管上的土壤摩擦阻力又通过保温层限制钢管的热胀冷缩变形。
在工程设计时，通过不同管径对三通管进行特殊加固。长期以来三通加固有个误区，认为加固的目的是为了保护分支管道，实际上三通加固的主要目的是为了保护主管道，因为三通在主管道上开孔后焊接支管，主管道被挖孔切割了一部分，会在管道运行时产生应力集中，而管道在运行时要承受和传递巨大地轴向荷载，为了避免主管道在运行时产生屈服破坏，就必须对主管道削弱的部分进行加强，以传递和承受轴向荷载。在大口径自埋管道上设置的三通采用加披肩（带）加强板的三通。降低三通处的应力就必须加强三通支管上设置Z型弯，Z型弯距主管的距离为10-15m；平行主管采用L型弯管抽出等布置方法。
四、拖管管线节点处理
拖管管线的入土端和出土端，均处于造斜段，该段管线与水平管线间有较人的折角，高温热力管线对折角的要求较为苛刻，使得入土端和出土端的竹点处理成为拖管设计的难点。本工程入土端供水管折角140，回水管120，出土端供水管120，回水管100。设计时考虑到折角的存在，管线平而设计时在入土端设计了90。水平转角，使得竖向的折角消除，出土端考虑了三种方案，方案一是单缝焊接，在出土处安装补偿器，保护折角，方案_是采用R = 60DN人曲率弯头，方案三是采用弹性弯管。方案一，补偿器离折角太近会使得套筒补偿器摩擦力加人，甚至漏水，离折角太远又起不到保护作用。方案_，人曲弯头定制周期民，但是能很好的消除折角的应力集中，能满足设计要求。方案三，DN800的弹性弯管曲率半径为421 m，在工程中很难实施。最终选定方案。管线中设置一次性补偿器，用以吸收从环境温度到预期的预热温度之间的热膨胀量。管道焊接后，除一次性补偿器附近管线的沟槽外，其余部分的沟槽可立即回填。在首次加热过程中，当一次性补偿器的补偿量达到补偿管段所要提前释放的热膨胀量时，就把该一次性补偿器焊死，最终实现管道的整体焊接。
五、供热管道防腐蚀措施
由供热管道与土壤接触所形成的各种腐蚀原电池机理来着，管道的腐蚀属于自发性质的完全避免是不可能的，但采取有效措施加以防护能够降低腐蚀速率，延长管道的使用寿命。
（一）合理选择耐腐蚀材料
就管道的材料构件来着，碳钢成分在土壤腐蚀性方面影响小是十分明显，较为显著的是金属材料本身的相结构和组织。因此，在管道铺设时要充分掌握周围环境状况合理选择耐腐蚀性材料，当然，还要考虑管道架设的经济性。尽量的减少材料中的焊缝以及夹杂物。
（二）调整循环水的PH值
当供热管道中的循环水PH值处于一定范围时，管道腐蚀的速度就会出现变化。当PH值在10-13时，管道的材料表而生成完整保护膜，其腐蚀速度就会星现出下降的趋势。而当PH值达到14时，管道表而会出现钝化状态而起到很好的抑制氧腐蚀功能。据实践检验证明，在實际中使用树脂软化水的蒸汽锅炉连排水的PH值一般在12-14之问，可以将连排水打入采暖系统或将氨水酸化制成0.3 070-0.5%的稀溶液打入系统，从而实现提升循环水PH值，达到调整循环水中的PH值，降低管道的腐蚀速率的目的。
（三）推广阴极保护技术
目前供热管道防腐采用普遍的技术是三层PE防腐层，常见的型式是将内层聚氨醋泡沫塑料、聚乙烯外护壳、钢管三者粘结在一起构制成保温管型式。但这种技术需要采取焊接技术，接头处容易发生腐蚀泄露，加之土壤中的水分长期和管道接触减低管道的安全使用寿命。而采取阴极保护技术可以解决上述缺陷。该技术是让被保护金属构件上施加足够的阴极电流，然后通过极化使金属电位负偏移，从而使金属腐蚀的阳极溶解速度大幅度降低，甚至会停止，起到管道的防腐蚀效果。
结束语
随着国家供热事业的快速发展，在大力发展供热造福群众的同时也在寻求如何高效、安全、经济的运行，因此，在管道设计或者架设时首先要做到对管道周围环境尤其是土壤的充分了解，做好管道的整体规划，然后再选择合理的布置方式，做好后期的运营维护，做好管道的防腐蚀工作，延长管道的使用寿命创造出更大的经济效益。
参考文献：
[1]李留强，安兆静，李超.直埋热网管道固定支墩设计分析[J].中国建筑金属结构，2013.
[2]张斌.直埋供热管道安装工程的质量管理对策分析[J].门窗，2013.
[3]王文忠.浅析直埋管道施工技术[J].山东工业技术，2013.
[4]赵蓓.直埋供热管道常见的故障和防止措施[J].工业设计，2011.
关键词：管道；安装；防治措施
中图分类号：S776文献标识码： A
引言
目前采暖系统普遍采用的低温水供热，因为它比蒸汽可节约能源20%-30%。目前民用住宅工程采暖管道，人多数采用明装管道，优点是能充分发挥热效能。除了高级建筑工程采用管廊、管井外，尽量不采用暗装管道。因不便于维修、更换等，所以采用明装比较广泛。
一、直埋无补偿技术理论简介
采用弹性变形分析方法进行直埋热水管道工程设计，弹性变形分析方法，就是要保证热水管道始终处于弹性变形的范围之内，处于弹性状态。无补偿直埋是产生轴向应力，轴向应力由管道自身的强度承受。热水管道直埋无补偿技术其理论基础为第二强度理论，即应力分为一次应力：工作压力在直管中产生的应力，内压环向应力；二次应力摄度应力：热涨冷缩不能自由释放，在直管中产生的应力，如温度升高产生的轴向应力；二次应力值应力:承受一次应力和二次应力直管向管件释放变形，在该管件上产生的应力。在直埋管线中，二次应力的水平远远大于一次应力，因此，直埋管线的安全性主要取决于管线的轴向温变应力。
二、降低微电池腐蚀的技术
微电池腐蚀是指由于相距仅为几毫米甚至几微米的阳极和阴极所组成的微电池作用所引起的管道腐蚀性。管道内由于焊缝、熔渣以及表而氧化膜的产生，都会使得管道与土壤在接触过程中产生电极电位差，进而产生腐蚀。不过与之前的几种腐蚀相比，这一类型的腐蚀对于管道的危害性较小。目前供热管道防腐采用普遍的技术是三层PE防腐层，常见的型式是将内层聚氨醋泡沫塑料、聚乙烯外护壳、钢管三者粘结在一起构制成保温管型式。但这种技术需要采取焊接技术，接头处容易发生腐蚀泄露，加之土壤中的水分长期和管道接触减低管道的安全使用寿命。而采取阴极保护技术可以解决上述缺陷。该技术是让被保护金属构件上施加足够的阴极电流，然后通过极化使金属电位负偏移，从而使金属腐蚀的阳极溶解速度大幅度降低，甚至会停止，起到管道的防腐蚀效果。
三、管材要求
一次管网的供水设计温度达到1300C，因此对管道的要求也很高，一方面因为输送介质的温度高，对保温材料的保温性能和耐温性能要求也很高，为了防止因为高温运行，保温材料碳化导致预制保温管固有的性能都不能保持。另一方面因为输送距离、输送介质温度高对管道承压能力要求高，另外，还因为管道直埋受到热胀冷缩的影响，导致保温管高密度聚氯乙烯外壳承受的摩擦力也很大。所以，保温层与钢管、外壳与保温层之间的结合了很强，要保证“三位一体”，同时，土壤的压力对外壳承载能力的要求也很高。根据以上所说的技术要求，某公司供热管道采用自埋预制保温管，自埋预制保温管由输送介质的钢管作聚氨酷硬质泡沫塑料，保温忌、高密度聚乙烯外套管，保护忌紧密结合而成。自埋预制保温管“三位一体”，钢管随着管道温度变化而发生热胀冷缩变形，因此也就可以通过保温层传到外护管，使外护管与周围回填土之间发生滑动，同时外护管上的土壤摩擦阻力又通过保温层限制钢管的热胀冷缩变形。
在工程设计时，通过不同管径对三通管进行特殊加固。长期以来三通加固有个误区，认为加固的目的是为了保护分支管道，实际上三通加固的主要目的是为了保护主管道，因为三通在主管道上开孔后焊接支管，主管道被挖孔切割了一部分，会在管道运行时产生应力集中，而管道在运行时要承受和传递巨大地轴向荷载，为了避免主管道在运行时产生屈服破坏，就必须对主管道削弱的部分进行加强，以传递和承受轴向荷载。在大口径自埋管道上设置的三通采用加披肩（带）加强板的三通。降低三通处的应力就必须加强三通支管上设置Z型弯，Z型弯距主管的距离为10-15m；平行主管采用L型弯管抽出等布置方法。
四、拖管管线节点处理
拖管管线的入土端和出土端，均处于造斜段，该段管线与水平管线间有较人的折角，高温热力管线对折角的要求较为苛刻，使得入土端和出土端的竹点处理成为拖管设计的难点。本工程入土端供水管折角140，回水管120，出土端供水管120，回水管100。设计时考虑到折角的存在，管线平而设计时在入土端设计了90。水平转角，使得竖向的折角消除，出土端考虑了三种方案，方案一是单缝焊接，在出土处安装补偿器，保护折角，方案_是采用R = 60DN人曲率弯头，方案三是采用弹性弯管。方案一，补偿器离折角太近会使得套筒补偿器摩擦力加人，甚至漏水，离折角太远又起不到保护作用。方案_，人曲弯头定制周期民，但是能很好的消除折角的应力集中，能满足设计要求。方案三，DN800的弹性弯管曲率半径为421 m，在工程中很难实施。最终选定方案。管线中设置一次性补偿器，用以吸收从环境温度到预期的预热温度之间的热膨胀量。管道焊接后，除一次性补偿器附近管线的沟槽外，其余部分的沟槽可立即回填。在首次加热过程中，当一次性补偿器的补偿量达到补偿管段所要提前释放的热膨胀量时，就把该一次性补偿器焊死，最终实现管道的整体焊接。
五、供热管道防腐蚀措施
由供热管道与土壤接触所形成的各种腐蚀原电池机理来着，管道的腐蚀属于自发性质的完全避免是不可能的，但采取有效措施加以防护能够降低腐蚀速率，延长管道的使用寿命。
（一）合理选择耐腐蚀材料
就管道的材料构件来着，碳钢成分在土壤腐蚀性方面影响小是十分明显，较为显著的是金属材料本身的相结构和组织。因此，在管道铺设时要充分掌握周围环境状况合理选择耐腐蚀性材料，当然，还要考虑管道架设的经济性。尽量的减少材料中的焊缝以及夹杂物。
（二）调整循环水的PH值
当供热管道中的循环水PH值处于一定范围时，管道腐蚀的速度就会出现变化。当PH值在10-13时，管道的材料表而生成完整保护膜，其腐蚀速度就会星现出下降的趋势。而当PH值达到14时，管道表而会出现钝化状态而起到很好的抑制氧腐蚀功能。据实践检验证明，在實际中使用树脂软化水的蒸汽锅炉连排水的PH值一般在12-14之问，可以将连排水打入采暖系统或将氨水酸化制成0.3 070-0.5%的稀溶液打入系统，从而实现提升循环水PH值，达到调整循环水中的PH值，降低管道的腐蚀速率的目的。
（三）推广阴极保护技术
目前供热管道防腐采用普遍的技术是三层PE防腐层，常见的型式是将内层聚氨醋泡沫塑料、聚乙烯外护壳、钢管三者粘结在一起构制成保温管型式。但这种技术需要采取焊接技术，接头处容易发生腐蚀泄露，加之土壤中的水分长期和管道接触减低管道的安全使用寿命。而采取阴极保护技术可以解决上述缺陷。该技术是让被保护金属构件上施加足够的阴极电流，然后通过极化使金属电位负偏移，从而使金属腐蚀的阳极溶解速度大幅度降低，甚至会停止，起到管道的防腐蚀效果。
结束语
随着国家供热事业的快速发展，在大力发展供热造福群众的同时也在寻求如何高效、安全、经济的运行，因此，在管道设计或者架设时首先要做到对管道周围环境尤其是土壤的充分了解，做好管道的整体规划，然后再选择合理的布置方式，做好后期的运营维护，做好管道的防腐蚀工作，延长管道的使用寿命创造出更大的经济效益。
参考文献：
[1]李留强，安兆静，李超.直埋热网管道固定支墩设计分析[J].中国建筑金属结构，2013.
[2]张斌.直埋供热管道安装工程的质量管理对策分析[J].门窗，2013.
[3]王文忠.浅析直埋管道施工技术[J].山东工业技术，2013.
[4]赵蓓.直埋供热管道常见的故障和防止措施[J].工业设计，2011.