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3 實際工程中的應用 3.1 確定管道壁厚 因為處于管道內的氣流壓力會對管壁產生作用力,為了保證管網持續處于一個正常運行狀態,在選擇蒸汽管道時,要確定出其管道壁厚度。在本工程設計過程中,主要使用以下公式確定出管壁厚度: Q=PdD 2[鄣]Φ+P
d ,(1)式(1)中,Q為管道理論計算的壁厚,mm;Pd為計算的管道壓力,MPa;D為管道的外徑,mm;Φ為基本許用應力的修正系數;[δ]為計算溫度下鋼材的基本許用應力,kN。經計算此工程管道壁的厚度為5mm。3.2選擇保溫結構 在設計本工程的蒸汽管道時,設計人員通過對項目地區的實際情況進行考察,結合以往的施工經驗,決定使用內滑動式負荷保溫的結構形式進行保溫,本工程主要使用硅酸鈣瓦、工作管、外護層、聚氨酯泡沫塑料相互結合的方法構成保溫結構,此結構可以把蒸汽管道的溫度控制在允許范圍內,而且還可以有效地降低溫度對蒸汽管道造成的影響。3.3設計固定支座 根據此蒸汽管道工程的實際情況,決定使用內外固定支座的方法對支座進行固定,其中外固定指的是同時對外保護管和工作鋼管進行固定,分別在補償器和管道的兩端設計混凝土結構的支墩,以此來達到固定管道的目的,此工程使用玻璃鋼套鋼和塑套鋼的方法組成保溫結構,因此在設計過程中,除了要考慮固定效果外,還要防止出現熱流和冷橋外泄的情況出現[4]。內固定指的是在外保護管上使用一定的結構形式進行固定,以此來保證外保護管的剛度和強度,降低土壤和外保護管之間的摩擦力,取得良好的固定效果。
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3.4確定具體的補償距離 在此次蒸汽管道設計過程中,初步將補償器長度確定為1.5m,固定墩的長度為2.6m,根據常規管長9m、12m的標準進行計算,2個固定點之間的距離要分別為30.4m、27.3m,補口的數量為5個,根據各個補償器的實際補償距離,設計固定點之間的距離為31m,為了提高蒸汽管道的泄漏點和工作強度,要在各個固定點之間分別設計2個補口。3.5設計排潮管 排潮管主要是用來將工作管和護管之間的水汽進行排除的導管,在蒸汽管道中設計的比例很低,不過起到的作用是不可忽略的,在設計排潮管時,要注意下面幾個方面的問題:a)要根據排潮管實際運行情況,對管道的運行故障進行判斷;
3、管線定位管溝開挖 根據勘測部門提供的控制樁,使用GPS定位儀可以快速、高效、準確的確定管線。定位時 設置的木樁要注意保護,尤其是處在農田里的樁點。繪制樁點位置圖是非常必要的,因為長距離管道施工協調不力,施工受阻時常發生,等協調好在施工時樁點很有可能已不知去向。繪制樁點控制圖可利用樁點附近2個不會移動的固著物只樁點的距離
9、彎頭 本工程原設計內、外管彎頭曲率半徑均為1.5D,由于曲率半徑相差太大無法實現套裝,故與改成內管彎頭曲率半徑為2.0D,外管彎頭曲率半徑為1.05D,其曲率半徑均為1050mm,使用效果較好。 彎頭的兩端直管段上分別設大推力固定支架,并且盡量接近彎頭,設計要求固支中心至彎頭中心的距離為2米。也有設計要求固支中心至彎頭中心的距離為4米,以充分發揮彎頭的自然補償能力,本人傾向于后者。到底哪種效果好,有待實踐驗證。 彎頭兩端對接焊縫要求加固,我們使用的是200*100*20的加固板圓周6塊均布,也可使用槽鋼段加固。 10、鐵路頂管段的施工 本工程穿過3處鐵路,使用直徑2000mm的混凝土頂管穿過鐵路,頂管內敷設管道。3處頂管長度分別為59米、72米、24米。具體施工法法如下: 頂管一端挖不短于14米的操作坑(本工程預制保溫管長度為12米),用于管道組對焊接,頂管另一端設卷揚機,在頂管內打150mm~300mm厚的混凝土墊層,其坡度、坡向要符合設計要求,自制小拖車每4~6米一個卡在外套管上。在工作坑內組焊完一節,即用卷揚機拖向頂管另一端。管道露出另一端頂管后,用細沙墊實管道底部,拆除小拖車。
混凝土頂管 固定管道用卡圈 小拖車 混凝土墊層 11、結語 (1)本工程通過GPS定位儀使管線定位定位準確而高效;管溝開外和管道安裝時采用水準儀及溝底木樁,使管溝和管道的高程控制*。 (2)固定支架制作通過自制支架、卡具,使固定支架制作質量得到了保證。 (3)穿越鐵路的頂管段管道,通過自制小拖車配以卷揚機拖入混凝土頂管,解決了頂管段
5 管道敷設的難題依次套入內環、石棉墊、外環、另一側石棉墊、另一側內環,調整上述部件使其處于同心位置,用卡蘭螺栓等卡具將上述構件壓緊,點焊內環,焊接內環支筋處一段環縫,點焊支筋,焊接內環及其支筋,檢查調整外環位置,套入外環兩側外套管,找好其與工作管的同心位置點焊,加臨時支撐固定外套管,支筋處環縫焊接,加支筋焊接。工作管與外套管間兩端加臨時支撐,做好標記。交保溫單位防腐。本次設計的小推力固支內環未設支筋,而內環與工作管是單面焊接,難以控制焊接變形,經與設計,增加了4塊支筋(圓周均布)。另外要注意內、外支筋要徑向處在一條線上,以便于排潮管及疏水管的設置;卡具要在焊縫冷卻并敲擊釋放應力后再松開。