鋼套鋼復(fù)合保溫管

　　ZMG 型鋼套鋼直埋保溫管由工作鋼管，隔熱式內(nèi)流動支架、主保溫層，空氣層或真空層，外套鋼管和外套鋼管防腐層構(gòu)成。其結(jié)構(gòu)見下圖，各管件的典型布置見附圖。

　　 ZMG 型直埋保溫管在結(jié)構(gòu)上具有下列特點：

　　1、采用固定在內(nèi)工作鋼管上的流動支架和外套管內(nèi)壁摩擦，保溫材料跟隨工作鋼管一起活動，不會出現(xiàn)保溫材料的機(jī)械磨損、粉化。

　　2、外套鋼管強(qiáng)度高、密封性能好，可有效地防水、抗?jié)B。

　　3、外套鋼管的外壁采用優(yōu)質(zhì)防腐處理，使外套鋼管的防腐層壽命在 20 年以上。

　　4、工作鋼管的保溫層選用優(yōu)質(zhì)保溫材料，保溫效果好。

　　5、工作鋼管保溫層與外套鋼管之間留有 10~ 20mm 左右的間隙，既可直到進(jìn)一步保溫的作用。又是直埋管道極為通暢的排潮通道，使排潮管真正起到及時排潮的作用，同時起到信號管的作用；或?qū)⑵涑槌傻驼婵?，可更有效地保溫并降低外套管?nèi)壁腐蝕。

　　6、工作負(fù)管滾動支架采用特種低熱材料制成，與鋼材的摩擦系數(shù)為 0.1 左右，管道運(yùn)行時摩擦阻力較小。

　　7、工作鋼管的固定支架，滾動支架與工作鋼管的連接采用特別設(shè)計，可有效地防止管道熱橋的產(chǎn)生。

　　8、直埋管道的疏水采用全密封式結(jié)構(gòu)，疏水管接于工作鋼管的低位點或設(shè)計要求的位置，無需另設(shè)檢杳并。

　　9、工作鋼管的彎頭、三通、波紋管補(bǔ)償器、閥門等均布置在鋼套管內(nèi)，整個工作管線處于全密封的環(huán)境下運(yùn)行，安全可靠。

　　10、采用內(nèi)固定支架技術(shù)，可*鄧消外固定混凝土支墩。節(jié)省費用，縮短工期。

11、 可采用抽真空技術(shù)，基本杜絕外套鋼管內(nèi)壁由水分引起的電化學(xué)腐蝕，同時更進(jìn)一步提高管道的保溫效果。

鋼套鋼復(fù)合保溫管

二、ZMG直埋保溫管主要技術(shù)性能參數(shù)

　　ZMG 型鋼套鋼直埋保溫管的主要性能參數(shù)如下：

　　 2．1 工作鋼管

　　管道種類：無縫鋼管或螺旋縫埋弧焊鋼管

　　管道材質(zhì)：10 號或 20 號鋼

　　執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：GB/T8163-1999 、GB3087-1999 或 GB/T9711.1-1997

　　 2．2 保溫層

　　材料種類：硅酸鋁 耐高溫超細(xì)玻璃棉

　　常溫導(dǎo)熱系數(shù)：≤ 0.045w/m. ℃ ≤ 0.40w/m.k

　　容重（干）： 100～150kg /m3 50 ± 2kg /m2

　　使用溫度： -40 ℃～800 ℃ -80 ℃～+ 450 ℃

　　 2．3 外套鋼管

　　管道種類：直縫焊接鋼管或螺旋焊接鋼管

　　管道材質(zhì)：Q235-A （B）

　　執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：GB5235-97 或 SY/T5037-92

　　 2．4 防腐層

　　材料：耐高溫樹脂 3PE 聚脲

　　擊穿電壓 ≥ 5000 ≥ 30000V ≥ 15000V

　　*使用溫度 ≥ 100 ℃ ≥ 80 ℃ ≥ 130 ℃

三、直埋保溫型號規(guī)格：

　　 3．1 型號規(guī)格的標(biāo)注

　　本公司生產(chǎn)的 ZWG 直埋保溫管型號規(guī)格的編制方法如下：

　　例： ZMG-Z ， DN300 型直埋保溫管

　　　　 ZMG- 鋼套型直埋保溫管；

　　　　 Z-直管或管件區(qū)分符號。如：Z，為直管；W，為彎頭；T，為三通；D，為大小頭；G，為固定節(jié)。

　　DN300- 管道或管件的公稱直徑及其它必要標(biāo)示符號，與架空管道通常的表示方法基本相同。如：對于直管、固定節(jié)，僅標(biāo)出公稱直徑，如 DN300 ；對于彎頭，需標(biāo)出 公稱直徑、角度、彎曲半徑，強(qiáng) DN300 ， 90 ， 1.5D ；對于三通，需標(biāo)出三通管的主管，支管的公稱直徑，如 DN300/DN200DN300 ；對于大小頭，需標(biāo)出大管和小管的公稱直徑，如 DN300/DN200 。

　　 3.2 產(chǎn)品規(guī)格

　　ZMG 型鋼套鋼直埋保溫管的規(guī)格參數(shù)詳見下表：

　　直埋保溫管進(jìn)管長度一般為 10.4m，12m，12.4m。

　　彎頭，大小頭對比架空管常規(guī)什每端均加長 400mm；三通均為加強(qiáng)三通。

　　固定節(jié)長度一般為期不遠(yuǎn)1m。

　　波紋補(bǔ)償器的預(yù)制保溫件根據(jù)補(bǔ)償器的具體結(jié)構(gòu)尺寸確定。

　　 表中數(shù)據(jù)對應(yīng)的技術(shù)條件如下：

　　保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)為：λ1=0.45+0.00015（tpj-70）w/（m.℃）；容重：120kg/m3；

　　土壤的導(dǎo)熱系數(shù)為：λT=1.5W/（M·℃）； 空氣的導(dǎo)熱系數(shù)為：λ2=0.03W/（M·℃）；

　　管頂敷土深度：0.8m ；管中心處土壤溫度：20 ℃

　　外套鋼管均為螺旋鋼管。

四、直埋管道的熱膨脹：

　　管道的熱膨脹是熱力管道設(shè)計計算中首先要考慮的因素。工作鋼管的熱膨脹量下式計算：

　　△L ＝αL（t-to）

　　式中：△L 管道熱膨脹量 M

　　　α　鋼材的線膨脹系數(shù) m/（m ℃）

　　　L　 管道的長度 m

　　　t 　管道的工作溫度 ℃

　　　to　管道的安裝溫度 ℃

　　例 1 ： DN200 直埋管道，工作鋼管為中 219 × 6 ，夕套鋼管中 480 × 6 ，硅酸鋁離心玻璃棉復(fù)合保溫層厚度 110mm ，輸送過熱蒸汽壓力 1.6MPa ，溫度 350 ℃ ，管道安裝溫度 20 ℃ ，求每米管道的熱膨脹量。

　　查表得鋼材的線膨脹系數(shù)α為 11.2 × IO-6m ／（ m ℃），代入公式（ 1 ），

　　　△ l ＝ 11.2×IO-6 × I ×（ 350 － 20 ）

　　　　　 ＝ 0.037 m

　　即每米管道熱膨脹量為 3.7mm 。

五、直埋管道的熱損失及外套管外表面溫度計算：

 直埋管道的熱損失按下式計算：

式中：q：單位長度散熱損失 W/m

　　　t：蒸汽溫度 ℃

　　　t0： 管中心深處土壤的自然溫度℃

　　　λ1：保溫層及空氣層的綜合導(dǎo)熱系數(shù) W/（m℃ ）

　　　λ2：土壤的導(dǎo)熱系數(shù) W/（m℃ ）

　　　D1：工作鋼管內(nèi)徑 m

　　　D2：外套管內(nèi)徑 m

　　　h：管中心至地面深度 m

 直埋管道的外表面溫度 tw 按下式計算：

 例 2 ： DN200 直埋管道，工作鋼管為φ 219 × 6 ，外套鋼管φ 480 × 6 ，硅酸鋁離心玻璃棉復(fù)合保溫厚度 110mm ，輸送過熱蒸汽壓力 1.6MPa ，溫度 350 ℃ ，管道安裝溫度 20 ℃ ，管頂敷土深度 0.8m ，即根據(jù)上述條件，將下列數(shù)據(jù)代入公式，

　　　t ：蒸汽溫度 350 ℃

　　　t0 ： 管中心深處土壤的自然溫度 20 ℃

　　　λ1：保溫層及空氣層的綜合導(dǎo)熱系數(shù) 0.064W/（m. ℃ ）

　　　λ1=0.045+0.00015（350+50）/2-70=0.064W/ m. ℃

　　　λ2：土壤的導(dǎo)熱系數(shù) 1.5W/（m. ℃ ）

　　　D1 ：工作鋼管內(nèi)徑 0.219m

　　　D2: ：外套管內(nèi)徑 0.466m

　　　h ：管中心至地面深度 1.04 m

計算得單位長度散熱損失為 152W ／ m ，外套鋼管外表面溫度為 55 ℃ 。

　　當(dāng)直埋管未敷土，大氣溫度為 20 ℃ 時，外套鋼管外壁溫度僅為 31 ℃ ，散熱損失為 202W ／ m 。可見直埋管道的保溫效果是相當(dāng)好的，當(dāng)直埋管道敷設(shè)于土壤中，由于土壤也具有一定的保溫作用，使管道的散熱損失更加少，外套管外壁的溫度也相應(yīng)有所提高。一般認(rèn)為，當(dāng)管頂敷土深度大于 0.8m ，外套鋼管外表面溫度小于 60 ℃ 時，直埋管道對周圍其他管道或地表植被幾乎沒有影響。

六、直埋管道的敷設(shè)：

在管道布置時，走向力求平直以減少阻力損失并節(jié)省材料，所以管道以直管段為主，在管道必須轉(zhuǎn)彎處形成“ L ”形或“ z ”形自然補(bǔ)償管段。直管段部分一般采用外*向型補(bǔ)償器來補(bǔ)償管道的熱膨脹。

　　 6.1 型自然補(bǔ)償管段

在 L 型管段中短臂的長度必須能滿足長臂的熱膨脹要求，短臂的zui小長度可由線算圖查得。 L 型自然補(bǔ)償段線算表見下圖：

由于工作鋼管的自由膨脹受到位于工作鋼管和外套鋼管之間的軸向滑動支架的限制，工作鋼管只能在管道軸向自由膨脹，為了充分發(fā)揮 L 型自然補(bǔ)償管段的補(bǔ)償作用，在 L 型自然補(bǔ)償彎頭兩側(cè)一定距離內(nèi)采用平面滑動支架，見圖：

例 3 ： DN200 直埋管道，工作鋼管為φ 219 × 6 ，外套鋼管φ 480 × 6 ，硅酸鋁離心玻璃棉復(fù)合保溫厚度 110mm ，輸送過熱蒸汽壓力 1.6MPa ，溫度 350 ℃ ，管道安裝溫度 20 ℃ ，管頂敷土深度 0.8m ，即管中心距至地面 1.04m ，采用上圖 L 型自然補(bǔ)償，請合理布置非限位滑動支架并選取合適的外套鋼管。

本例中， L 型管段的長臂長度為 30m ，每米熱膨脹量為 3.7mm ，總熱膨脹量為 111 mm ，查線算圖得，短臂的長度至少為 10m ，支架的布置應(yīng)保證彎頭短臂一側(cè) 10m 范圍內(nèi)的管道自由膨脹，在此管段內(nèi)不能布置軸向滑動支架，只能布置平面滑動支架。

同理， L 型管段的短臂長度為 20m ，總熱膨脹量為 74mm ，查線算圖得，其對應(yīng)的“短臂”長度至少為 7.5m ，支架的布置應(yīng)保證彎頭長臂一側(cè) 7.5m 范圍內(nèi)的管道自由膨脹，在此管段內(nèi)不能布置軸向滑動支架，只能布置平面滑動支架。

彎頭兩側(cè)兩支架的間距不應(yīng)大于直管段部分兩支架間距的 80 ％。

由于長臂的總膨脹量為 110mm ，原外套鋼管φ 480 × 6 不能滿足膨脹要求，應(yīng)加大為φ 630 × 6 鋼管。為充分利用保溫層與外套管之間的膨脹間隙，安裝時工作鋼管應(yīng)冷拉，冷拉量為熱膨脹量的一半，兩側(cè)臂同時冷拉。

從下圖看出， L 型補(bǔ)償段異型管件較多，制作安裝比較復(fù)雜，成本較高。應(yīng)盡量采用尺寸較小的 L 型補(bǔ)償管段，直管段部分采用波紋管補(bǔ)償器，不必加大外套管。在本例中，若 L 型補(bǔ)償管段兩側(cè)臂長均為 4m ，利用保溫層與外套之間的空氣作為膨脹間隙，就可以滿足膨脹要求，外套管也不必加大。

七、直埋管道的抽真空技術(shù)：

7.1 真空技術(shù)理論：

在真空技術(shù)中將真空分為粗真空、低真空、高真空和超高真空四種狀態(tài)。在低真空狀態(tài)，氣體分子的流動逐漸從粘滯狀態(tài)過渡到所謂分子狀態(tài)，對流現(xiàn)象*消失，熱傳導(dǎo)則很小，此時的熱損失只是通過熱輻射方式進(jìn)行。普通家用熱水瓶正是利用低真空技術(shù)進(jìn)行保溫的。

采用抽真空技術(shù)的另一收獲是杜絕了由水分引起的外套鋼管的內(nèi)壁腐蝕，大大提高了埋地管道的整體壽命。由于在低真空狀態(tài)下，空氣中的水分將減少 50 倍左右，降低了水分引起的

7.2 抽真空技術(shù)的設(shè)備及性能參數(shù)

直埋管道抽真空技術(shù)由我公司與國內(nèi)*高校合作開發(fā)。其主要設(shè)備是一組自動控制真空泵及管道的真空度采集系統(tǒng)。

根據(jù)不同的介質(zhì)參數(shù)及外套管外表面溫度的要求，可將管道的真空度控制在 1000 ～ 6000Pa 。測試結(jié)果表明，在同等條件下，抽真空后外套鋼管外壁溫度下降 10 ℃ 左右，由此推算，根據(jù)管道的外徑不同其散熱損失將下降 30 ～ 100W ／ m2 。

全自動真空泵組是間斷運(yùn)行，總體電耗量很小。

安裝時對外套鋼管的氣密性試驗應(yīng)嚴(yán)格按照《工業(yè)金屬管道施工及驗收規(guī)范》的要求進(jìn)行。以控制外套鋼管的漏氣量，減少真空泵的開啟。

八、管材的堆放、保管、吊裝及運(yùn)輸：

8.1管材的堆放與保管：

　　1、管材存放場地應(yīng)平整，無雜物、無積水，并有足夠的承載能力。

　　2、管材應(yīng)放在距熱源2m以外處，并有消防設(shè)施。

　　3、堆放管材必須墊管枕，管枕寬度應(yīng)大于150mm，高度應(yīng)大于100mm，存放時，同種類管子應(yīng)放在一起，12m長管要從地面開始逐層放墊塊。短時間堆放，每層可不放墊塊，但高度不得大于1.5m。

　　4、管材在存放期間，鋼管兩頭應(yīng)加封堵，露天存放時，應(yīng)用氈布覆蓋，禁止太陽曝曬，雨淋。

　　 吊裝與運(yùn)輸：

　　1、 管材吊裝時，應(yīng)用寬度大于50mm的吊帶吊裝。

　　2、 在裝卸時，應(yīng)做到穩(wěn)起輕放，防止磕碰。

　　3、 卸車時，汽車裝運(yùn)，宜采用垂直起吊方式，集裝箱裝運(yùn)，可采用叉車、裝卸機(jī)配合作業(yè)。

　　4、 管材堆放，吊裝嚴(yán)禁使用鐵器撬動或鋼絲繩直接捆綁外套管。

九、安裝

　　 9.1 土建工程

　　 直埋管道的地溝尺寸應(yīng)符合如圖所示要求：

　　1 、當(dāng)?shù)販系撞客翆拥某休d力≤ 80KPa 時，地溝底部應(yīng)加墊素混凝土層。

　　2 、 C15 素混凝土層底部上層應(yīng)先夯實后，再澆混凝土，混凝土層表面應(yīng)光滑平整 當(dāng)?shù)撞可蠈訛闈裣菪酝临|(zhì)時，應(yīng)換上（深 1.0m 左右）并夯實。

　　3 、地溝內(nèi)接頭處的地溝寬度和深度應(yīng)比非接頭處增加 250 ～ 300mm 。

　　4 、設(shè)有波紋補(bǔ)償器的位置。波紋補(bǔ)償器底部的土層標(biāo)高應(yīng)根據(jù)補(bǔ)償器的實際到貨尺寸確定。

　　5 、溝底上層沿管線的坡度應(yīng)保證同管道的坡度*。

　　6 、直埋管道周圍 100mm 用細(xì)砂填實。砂粒直徑應(yīng)不大于 8mm ，砂層中不可含有粘土．磚、石、鐵件等雜物。

　　7 、當(dāng)管道埋設(shè)在爐渣、雜物等腐蝕性較強(qiáng)的土層地段時，回填土應(yīng)換以腐蝕性較小的土壤，并分層夯實。

十、工程驗收：

　　直埋供熱管道工程的工程質(zhì)量驗收除應(yīng)滿足設(shè)計圖紙和《城市供熱管網(wǎng)工程施工及驗收規(guī)范》 GJJ28 的有關(guān)要求外，還應(yīng)包括下列內(nèi)容：

　　 10.1 土建工程的驗收

　　土建工程的驗收主要包括以下方面：

　　管溝的挖掘斷面尺寸；

　　溝底上層的地基處理；

　　管溝的坡度、坡向；

　　管道周圍砂層的尺寸、密實度；

　　回填土的高度和夯實度。

　　 10.2 安裝工程的驗收

　　安裝工程的驗收主要包括：

　　管道軸線的偏差；

　　管道安裝的坡度，坡向；

　　工作管的對接處焊接質(zhì)量，必須滿足設(shè)計及相關(guān)規(guī)范要求：

　　若設(shè)計要求水壓試驗在施工現(xiàn)場進(jìn)行，則應(yīng)對工作鋼管進(jìn)行水壓試驗。但請注意選用的波紋補(bǔ)償器設(shè)計上是否考慮水壓的試驗的盲板力；

　　外套鋼管的焊縫應(yīng)進(jìn)行氣密性試驗，試驗壓力 0.15Mpa 。氣密性試驗可利用排潮管打入壓縮空氣進(jìn)行；

　　直埋保溫管線外套管防腐層的完好性。