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摘要:随着社会经济的发展,人们对居住环境的要求越来越高。尤其是北方人民的在冬天对供热的需要,因此,在房屋建设的时候就必须考虑到供热管道的安装环节。随着科学技术的发展,直埋供热管道必将成为供热管道建设的趋势。本文同各国对供热管道的铺设方式以及安装方式的分析,期望能更好的保证我国供暖工程的发展。
关键词:直埋供热管道;安装工程;质量管理;对策
中图分类号:E271文献标识码: A
引言
随着我国经济的发展,人们对住房要求越来越高,尤其北方地区的居民对于供暖的需求已经成为生活的一部分。供热工程的主要组成是供热管道、热源和采暖构筑物,而且其随着科学技术的进步,推进了其工艺的进步,尤其是对高密度聚乙烯外护预制直埋保温管的无补偿供热直埋方式的使用,必将成为我国供热管道发展的主要趋势。供热管道作为压力管道主要目的是为了输送高温水,也因为管道连接点多、附件多,在埋地管道发生故障后,不能很好的找到泄露点。目前就媒体报道过的地下管线的泄漏事故4天就多达5.6起,如果因此重新开挖维修会降低社会效益,造成很大损失,因此,必须加强直埋供热管道的质量,保证供暖的安全。因此,分析以往管道泄露事故发现整个系统容易发生渗漏的薄弱点就是供热管道变径、管道室内外连接点和弯头处、阀门等部位,导致渗露的因素除了材料不合格、设计不合理之外,还包括焊接工艺低劣、管件加工不良和焊缝的开裂等。从质量管理的要素讲,影响工程质量的主要因素的就是人、材、机、法、环,所以,应严格按照规范要求,在供热管主道施工时,保证材料、施工等各方面的质量,更好的防止事故的发生。
一、直埋管网敷设方式
直埋管网敷设方式按照长直管段是否允许出现无补偿管段分为两大类:有补偿敷设和无补偿敷设。无补偿敷设按照管道焊接温度可分为冷安装和预应力安装。
(一)冷安装与预应力安装
冷安装是指供热管道的整体焊接温度等于沟槽回填时的温度,即管线焊接和沟槽回填等安装过程都是在正常的环境温度下进行的。预应力安装时管道整体焊接温度高于沟槽回填时的温度,即在管道温度升至预热温度时回填或焊接,在管道温度恢复至环境温度时,管道处于拉应力状态,产生预应力效果。由于一定量的热胀变形提前释放,管道在工作过程中压应力和拉应力均不超过钢材的许用应力。实际工程中最常用的预应力安装为敞沟预热安装方式和设置一次性补偿器预热。1.敞沟预热安装。管道在回填前进行预热,当管道被加热到预热温度时焊接管道,然后进行回填。在预热安装方式中,热膨胀量的释放是在沟槽敞口条件下进行的,可以在管段中立即产生均匀分布的预应力效果。管道被加热到预热温度时,覆土后再冷却,使管道达到一定的平均预应力水平。在首次运行加热移动后,其管端的位移与冷安装的位移大致相同,但避免了冷安装在首次移动时的较大位移。2.设置一次性补偿器预热。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。
(二)冷安装与热应力安装的选择原则
在冷安装方式中,如高温供水管道温度在140℃以上,无补偿管段轴向力大,因而三通、弯头、折角、变径管等处的热应力非常高。此安装方式适于地下障碍较少、地势平坦、地质条件好的高温水系统。在预应力安装中,由于一部分热膨胀量提前释|“放,因而无补偿管段的内力水平和应力水平都很低。适于地形复杂,分支多、平而折弯多、高程起伏大、地下障碍多、地质条件不好等场合。对于大口径的直埋供热管道,管壁相对较薄,出现局部失稳的可能性急剧增大时,预应力安装方式应当优先采用。
二、直埋管网安装方式
自埋管网的安装方式从有补偿、预应力安装发展为冷安装方式。
(一)无补偿冷安装
无补偿冷安装需要在正常的环境温度下进行沟槽回填和管线焊接等安装过程。管道应力验算采用安装分析理论和分类法。设计中对各种载荷条件的考虑,根据其来源、起因、作用范围、性质和危害程度不同,采用不同的强度验算条件将应力进行分类。按照以上方法设计的自埋热水管道,自管段通常可以不设补偿装置且不必预热,在冷态条件下进行沟槽回填和管道焊接等安装过程。在冷态的环境温度下,管道处于零应力状态,在运行工况下热应力增大,但应力变化范围始终控制在允许值之内。在热水管道自埋敷设中这种设计方法有着明显优势,利用温度应力自限性的特点,将管材的承载能力充分发挥。
(二)预应力安装方式
预应力安装方式包括采用一次性补偿器预热安装和敞沟预热安装。通常情况下,在管道温度升至或高于预热温度时回填或焊接。提前释放从环境温度到预热温度间的热膨胀量。管道在管道温度下降至环境温度时处于拉应力状态,但管道温度升高超过预热温度时,管道处于压应力状态预应力效果产生。运行的时候,提前释放一定量的热胀变形,管道在工作过程中拉应力和压应力均不超过钢材的使用应力。1.敞沟预热安装。管道在覆土前可以进行敞开式预热。即使没有土壤摩擦力,可以提前释放管道的热胀变形,预热温度为管段不必内平均应力为零时的温度。对加热到预热温度时的管道通过覆土的方式进行冷却,管道不一定达到平均应力水平。通过覆土的方式再冷却,不用在首次运行加热移动后的管端的位移和冷安装的位移大致相同,却避免了冷安装在首次移动时的较大位移。2.设置一次性补偿器安装。按计算的间距对一次性补偿器进行分段安装,并且在补偿器附近的沟槽处敞凯,其余沟由槽回填。在首次加热过程中,一次性补偿器的补偿量达到补偿管段所需,由提前释放的热膨胀量时将一次性补偿器焊死,最终实现管道整体焊接,由管道的热胀变形得到了提前释放。由于土壤摩擦力的作用,在两个一次由补偿器之间的局部应力,将高于补偿器处的应力,然而,由于系统温由度的变化,在多次变化以后,应力将均匀一致。
三、由管道现场接口保温防腐方面的控制
保温接口处的防水对直埋保温管寿命有着很大的影响,这就需要加强对其质量的控制,因为其本身不透水,而地下水很容易从破损的地方以及没有处理好的缝隙渗入,但是很难流出来,对管线的腐蚀的同时也浪费了资源。所以对于管道的基材处理就必须处理干净施工中的管道外壁的泥沙和焊节,并且涂上耐高温防锈漆。用电熔套对外护管焊接时DN200及以上的护管进行焊接,要用專用焊机对DN200以下的用现场手工气焊进行电熔套焊接并进行加热,要严格按照操作规程操作,保证焊接温度和时间。尤其对外护管焊接时的三通处的焊接质量要加强关注。焊接层专用收缩带对完成后的电熔焊在两侧焊口进行保护,专用收缩带通过火焰加热收缩,严密连接接头套袖搭接处和管道外壳,可保护接头的密封防水并消除接头处的轴向热应变,现场发泡时应注意环境温度和外护管温度,环境温度应该为200C左右,高于100C,管道温度要低于500C。
结束语
对于供热管道的安装工程的质量控制应该根据其施工设计方面的具体要求以及相关法规的具体内容,对供热管道的质量进行严格要求,并对施工工艺进行规范,从而有效保证施工质量,促进建筑行业的进一步发展。
参考文献:
[1]闻涛.直埋供热管道安装工程的质量管理[J].科技信息,2013.
[2]王丹丹,王鑫,孙健.直埋供热管道水平转角段设计[J].管道技术与设备,2013.
[3]赵蓓.直埋供热管道常见的故障和防止措施[J].工业设计,2011.
[4]孙英.直埋供热管道工程有关问题的探讨[J].黑龙江科技信息,2011.
关键词:直埋供热管道;安装工程;质量管理;对策
中图分类号:E271文献标识码: A
引言
随着我国经济的发展,人们对住房要求越来越高,尤其北方地区的居民对于供暖的需求已经成为生活的一部分。供热工程的主要组成是供热管道、热源和采暖构筑物,而且其随着科学技术的进步,推进了其工艺的进步,尤其是对高密度聚乙烯外护预制直埋保温管的无补偿供热直埋方式的使用,必将成为我国供热管道发展的主要趋势。供热管道作为压力管道主要目的是为了输送高温水,也因为管道连接点多、附件多,在埋地管道发生故障后,不能很好的找到泄露点。目前就媒体报道过的地下管线的泄漏事故4天就多达5.6起,如果因此重新开挖维修会降低社会效益,造成很大损失,因此,必须加强直埋供热管道的质量,保证供暖的安全。因此,分析以往管道泄露事故发现整个系统容易发生渗漏的薄弱点就是供热管道变径、管道室内外连接点和弯头处、阀门等部位,导致渗露的因素除了材料不合格、设计不合理之外,还包括焊接工艺低劣、管件加工不良和焊缝的开裂等。从质量管理的要素讲,影响工程质量的主要因素的就是人、材、机、法、环,所以,应严格按照规范要求,在供热管主道施工时,保证材料、施工等各方面的质量,更好的防止事故的发生。
一、直埋管网敷设方式
直埋管网敷设方式按照长直管段是否允许出现无补偿管段分为两大类:有补偿敷设和无补偿敷设。无补偿敷设按照管道焊接温度可分为冷安装和预应力安装。
(一)冷安装与预应力安装
冷安装是指供热管道的整体焊接温度等于沟槽回填时的温度,即管线焊接和沟槽回填等安装过程都是在正常的环境温度下进行的。预应力安装时管道整体焊接温度高于沟槽回填时的温度,即在管道温度升至预热温度时回填或焊接,在管道温度恢复至环境温度时,管道处于拉应力状态,产生预应力效果。由于一定量的热胀变形提前释放,管道在工作过程中压应力和拉应力均不超过钢材的许用应力。实际工程中最常用的预应力安装为敞沟预热安装方式和设置一次性补偿器预热。1.敞沟预热安装。管道在回填前进行预热,当管道被加热到预热温度时焊接管道,然后进行回填。在预热安装方式中,热膨胀量的释放是在沟槽敞口条件下进行的,可以在管段中立即产生均匀分布的预应力效果。管道被加热到预热温度时,覆土后再冷却,使管道达到一定的平均预应力水平。在首次运行加热移动后,其管端的位移与冷安装的位移大致相同,但避免了冷安装在首次移动时的较大位移。2.设置一次性补偿器预热。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。
(二)冷安装与热应力安装的选择原则
在冷安装方式中,如高温供水管道温度在140℃以上,无补偿管段轴向力大,因而三通、弯头、折角、变径管等处的热应力非常高。此安装方式适于地下障碍较少、地势平坦、地质条件好的高温水系统。在预应力安装中,由于一部分热膨胀量提前释|“放,因而无补偿管段的内力水平和应力水平都很低。适于地形复杂,分支多、平而折弯多、高程起伏大、地下障碍多、地质条件不好等场合。对于大口径的直埋供热管道,管壁相对较薄,出现局部失稳的可能性急剧增大时,预应力安装方式应当优先采用。
二、直埋管网安装方式
自埋管网的安装方式从有补偿、预应力安装发展为冷安装方式。
(一)无补偿冷安装
无补偿冷安装需要在正常的环境温度下进行沟槽回填和管线焊接等安装过程。管道应力验算采用安装分析理论和分类法。设计中对各种载荷条件的考虑,根据其来源、起因、作用范围、性质和危害程度不同,采用不同的强度验算条件将应力进行分类。按照以上方法设计的自埋热水管道,自管段通常可以不设补偿装置且不必预热,在冷态条件下进行沟槽回填和管道焊接等安装过程。在冷态的环境温度下,管道处于零应力状态,在运行工况下热应力增大,但应力变化范围始终控制在允许值之内。在热水管道自埋敷设中这种设计方法有着明显优势,利用温度应力自限性的特点,将管材的承载能力充分发挥。
(二)预应力安装方式
预应力安装方式包括采用一次性补偿器预热安装和敞沟预热安装。通常情况下,在管道温度升至或高于预热温度时回填或焊接。提前释放从环境温度到预热温度间的热膨胀量。管道在管道温度下降至环境温度时处于拉应力状态,但管道温度升高超过预热温度时,管道处于压应力状态预应力效果产生。运行的时候,提前释放一定量的热胀变形,管道在工作过程中拉应力和压应力均不超过钢材的使用应力。1.敞沟预热安装。管道在覆土前可以进行敞开式预热。即使没有土壤摩擦力,可以提前释放管道的热胀变形,预热温度为管段不必内平均应力为零时的温度。对加热到预热温度时的管道通过覆土的方式进行冷却,管道不一定达到平均应力水平。通过覆土的方式再冷却,不用在首次运行加热移动后的管端的位移和冷安装的位移大致相同,却避免了冷安装在首次移动时的较大位移。2.设置一次性补偿器安装。按计算的间距对一次性补偿器进行分段安装,并且在补偿器附近的沟槽处敞凯,其余沟由槽回填。在首次加热过程中,一次性补偿器的补偿量达到补偿管段所需,由提前释放的热膨胀量时将一次性补偿器焊死,最终实现管道整体焊接,由管道的热胀变形得到了提前释放。由于土壤摩擦力的作用,在两个一次由补偿器之间的局部应力,将高于补偿器处的应力,然而,由于系统温由度的变化,在多次变化以后,应力将均匀一致。
三、由管道现场接口保温防腐方面的控制
保温接口处的防水对直埋保温管寿命有着很大的影响,这就需要加强对其质量的控制,因为其本身不透水,而地下水很容易从破损的地方以及没有处理好的缝隙渗入,但是很难流出来,对管线的腐蚀的同时也浪费了资源。所以对于管道的基材处理就必须处理干净施工中的管道外壁的泥沙和焊节,并且涂上耐高温防锈漆。用电熔套对外护管焊接时DN200及以上的护管进行焊接,要用專用焊机对DN200以下的用现场手工气焊进行电熔套焊接并进行加热,要严格按照操作规程操作,保证焊接温度和时间。尤其对外护管焊接时的三通处的焊接质量要加强关注。焊接层专用收缩带对完成后的电熔焊在两侧焊口进行保护,专用收缩带通过火焰加热收缩,严密连接接头套袖搭接处和管道外壳,可保护接头的密封防水并消除接头处的轴向热应变,现场发泡时应注意环境温度和外护管温度,环境温度应该为200C左右,高于100C,管道温度要低于500C。
结束语
对于供热管道的安装工程的质量控制应该根据其施工设计方面的具体要求以及相关法规的具体内容,对供热管道的质量进行严格要求,并对施工工艺进行规范,从而有效保证施工质量,促进建筑行业的进一步发展。
参考文献:
[1]闻涛.直埋供热管道安装工程的质量管理[J].科技信息,2013.
[2]王丹丹,王鑫,孙健.直埋供热管道水平转角段设计[J].管道技术与设备,2013.
[3]赵蓓.直埋供热管道常见的故障和防止措施[J].工业设计,2011.
[4]孙英.直埋供热管道工程有关问题的探讨[J].黑龙江科技信息,2011.