在高温蒸汽直埋敷设管道上应用较多的外护层为钢套管外护和玻璃钢外护。二者的主要区别在于前者在外滑动的保温结构(保温层与工作钢管一起相对于外护钢管做同步位移,工作钢管承受的摩擦力基本上不受土壤压力的影响)应用较多;后者在内滑动保温结构(工作钢管相对于保护层和保温材料发生位移,工作钢管承受的摩擦力要受到土壤压力的影响)中应用较多。
钢套管外护层存在的问题有:
a.防腐问题。通常钢套管外护层采用环氧煤沥青刷漆,由于与土壤之间反复摩擦,不久就会失去防腐能力,造成外护钢管的腐蚀。
b.管系中所有的管件(弯头、三通、补偿器等)及固定支架全部装在钢套管中,并与工作钢管焊接在一起,同时外护管也存在大量焊口需要焊接,由于是双层钢管结构,无法顺利进行X射线探伤检查。
c.钢套管外护层每2~4m做一夹环支撑,支撑处保温材料导热系数将明显高于其它地方,这样,沿着管道就会形成数量很大的热桥泄漏点,同时大量热量传到外钢管上,也加剧其腐蚀速度,减少管系的使用寿命。
d.钢套管外护层本身存在热补偿和温度应力问题,同时钢外套在其温度变化过程中将加大管系中固定支架的受力。
e.钢套管外护层结构及其防腐措施将提高工程造价。
相反,玻璃钢外护层型结构就不存在上述问题。但是由于玻璃钢外护层没有标准规定,一些生产厂家粗制滥造。建设部已***有关部门制定玻璃钢外护管标准。标准发布后,将能够规范厂家,提高产品质量。另外,采用玻璃钢外护层还有现场接口条件差、质量难以保证的问题。
因此,可根据工程的实际需要,选择适当的保温层结构;但在防腐措施未过关的情况下,建议优先选用玻璃钢外护层型结构。
综上所述,膨胀节的补偿量相对不是一个定数,工作温度影响压力,同时也影响位移量。这就要求我们设计时,必须通盘考虑许用疲
劳寿命(次)、安全系数、实际的工作温度、压力和补偿
器可提供的位移(补偿量)。建议,依照CJJ34-2002
(J216-2002)设计规范[10]要求,蒸汽直埋保温管道补偿
器宜按:
通常工作压力/公称压力=0.75,通常工作位移/额***
移=0.70,来选择补偿器,才能确保超常规安全裕度,使城
镇供热管网压力管道寿命在25年以上,点应力循环次数在
7000次水平。
(5)热网工程中波纹膨胀节损坏的事故分析
波纹膨胀节是典型低频疲劳部件(即频率<105),其
波峰和波谷处于塑性高应力范围内,极易在较低的循环次
数下发生疲劳***而失效。蒸汽直埋管道在输送介质、气
流脉冲、阀门开启、封关、分支节点、弯管阻力变化,特别是管道的汽水冲击——水锤,使之管道发生变频震动。
波纹***的主要原因是疲劳***,腐蚀***以及扭曲***:
1)水质处理不好,蒸汽中含有Cl离子,造成不锈钢波纹点蚀或晶格腐蚀;
2)输送介质高压蒸汽,线速υ>30m/s以上,在三通、弯头、阀门处形成湍流,使之补偿器原设计的导流筒低频大幅震动而***,特别是大口径,大补偿量导流筒L>460mm以上更易发生导流筒疲劳断裂,吹掉;
3)设计或操作失误,造成汽水冲击,***性水锤,严重打(震)破波纹管元件;
4)大口径螺旋管道,因其内应力没消除,使之***应力造成波纹节扭曲***;
5)安装偏转,固定墩发生滑移,应力失去平衡,也是造成波纹元件扭转(曲)变形***的原因之一。
上述几点,我们必须在设计、安装、制造、操作中注意防范。
4.3 柔性填料套筒补偿器
近年来,军转民,许多国防骨干企业转民用发展,柔性填料套筒补偿器诞生就是一例[7]。早在1989年经省级技术鉴定,93年又申请***专利,94年获辽宁省高新技术金奖的RMT型套筒补偿器实际应用多年,效果良好。它补偿量大,造价低,安全可靠(带限位环)。泄漏小,寿命长8~10年维修一次。在不停汽,不降低正常工作压力的情况下,采用压力枪***密封填料为生产、维修带来更大方便。为提高使用寿命,内筒采用喷射工艺,增强了防腐性能,消除Cl离子晶格腐蚀和应力腐蚀。
外滑动结构技术特点：1、外滑动结构由于保温层与外护管之间有一层空气层，管道在运输及施工过程中浸的水可在逐步暖管过程中排出，因而比较适合于雨量充沛、水位高的地区。但对于氯离子、硫离子等含量比较高的土壤（尤其在沿海地区），对外钢管的防腐需加强。
、外滑动结构是基于“钢地沟”的思想设计而成，可充分利用弯头进行自然补偿，降低了成本，同时减小了固定墩推力。
、将管线在固定墩处分为多个相对***的部分，在两固定墩之间设排潮管（为两套），则排潮管既能排除潮湿气体，又可作为日常运行的信号管，可随时监测管网运行情况。
、外滑动结构可根据需要改造成抽真空结构。沧州鼎信钢管有限公司坚持"质量至上，客户至上"的人性化的经营理念。产品已通过国际质量体系认证，并被***供暖协会收为会员单位，本公司生产，预制聚氨脂保温管，预制高温复合聚氨脂直埋管，聚乙烯夹克管，玻璃钢蒸汽保温管，聚氨酯直埋管道，聚氨酯保温钢管，钢套钢蒸气保温管，产品已获得国际质量检测***认可，可***承揽大型保温工程，防腐工程。
随着科技和工业的进步，管道外防腐补口技术不断发展和创新，各类补口材料和结构都同时兼具明显优缺点并限定了适用范围。因此，在补口材料和技术方式的选择时应进行详尽的管线腐蚀环境调查，充分考虑补口的施工条件和应用环境，以及与管体防腐层的相容性；同时，因为补口防腐层要满足现场涂装施工的应用要求，故在材料的研发、结构的设计、性能的检验、质量的控制等方面均应对相关补口形式的现场施工性能予以关注并明确要求，从而为补口质量的***提升提供保障。