直埋蒸汽管保溫層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

 直埋蒸汽管保溫材料的選用
高溫蒸汽管道的直埋敷設(shè)對(duì)保溫材料及結(jié)構(gòu)都。提出了較高要求。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，
應(yīng)根據(jù)不同條件（如介質(zhì)溫度、運(yùn)行工況、地下水位、土壤特性等）進(jìn)行認(rèn)真比較。據(jù)了解 ，
高溫直埋敷設(shè)蒸汽管道事故起因多是保溫問(wèn)題。如果保溫材料不耐水煮沸，進(jìn)入保溫層的水
在被蒸汽加熱到沸騰狀態(tài)后，將沿管道迅速蔓延，造成無(wú)機(jī)保溫層材料熱軟化和有機(jī)保溫層
材料聚氨酯破孔軟化，從而引起大范圍保溫材料破壞，導(dǎo)熱系數(shù)急劇增大，嚴(yán)重時(shí)地面會(huì)出
現(xiàn)冒汽現(xiàn)象。由此可見(jiàn)，保溫材料的耐煮沸及防水性能對(duì)高溫蒸汽管道直埋敷設(shè)的安全性和
可靠性有很大影響，是保證蒸汽管道安全工作的關(guān)鍵問(wèn)題之一。直埋敷設(shè)的熱水管道常用的
保溫材料聚氨酯（使用溫度 t≤120 ℃）和脲酸脂（使用溫度 t≤150 ℃）及瀝青珍珠巖等
材料都不能直接使用在直埋蒸汽管道上。實(shí)踐證明，普通的直埋保溫材料（如硅酸鋁纖維氈 、
巖棉、膨脹珍珠巖、普通的微孔硅酸鈣制品等）是不耐熱水及沸水的，有的遇水板結(jié)，有的
浸水松散。另外，聚氨酯泡沫塑料在 55 ℃左右的熱水中即破孔軟化，減少或失去保溫能力 。
所以，在蒸汽管道直埋工程的保溫材料選擇時(shí)應(yīng)注意選擇耐煮沸及防水性能好的材料。關(guān)于
此類(lèi)材料目前國(guó)內(nèi)有多種產(chǎn)品，如采用新工藝生產(chǎn)的防水型硅酸鈣瓦和高密度無(wú)堿玻璃棉 ，
再如河南某公司的耐煮沸不吸水硅酸鎂機(jī)制品，而耐煮沸不吸水改性的聚氨酯泡沫塑料在多
個(gè)工程的應(yīng)用效果也都比較理想。其每 km 溫降在 10%左右，管溝地表溫度接近環(huán)境溫度 ，
地面作物、植物生長(zhǎng)正常。
 直埋蒸汽管保溫層結(jié)構(gòu) 
由于高溫直埋敷設(shè)的蒸汽管道所產(chǎn)生的熱伸長(zhǎng)量大，保溫材料（如耐高溫的聚氨酯）
無(wú)法承受，所以管道熱脹冷縮保溫結(jié)構(gòu)在土壤壓力下固定不動(dòng)時(shí)，管道應(yīng)能在保溫層內(nèi)自由
移動(dòng)，以釋放熱應(yīng)力，保證管系的安全性，即工作鋼管與保溫材料外殼不像熱水直埋管道一
樣是一個(gè)整體，而形成脫開(kāi)式的管中管結(jié)構(gòu)，一般在無(wú)機(jī)隔熱層與鋼管之間也要鋪設(shè)一層耐
高溫潤(rùn)滑劑，以減少摩擦力。
為了保證高溫蒸汽直埋管道的安全運(yùn)行，其保溫結(jié)構(gòu)通常采用保溫復(fù)合結(jié)構(gòu)。內(nèi)滑動(dòng)的
保溫復(fù)合結(jié)構(gòu)從里到外依次為：工作鋼管、高溫防銹層、無(wú)機(jī)潤(rùn)滑層、空氣層、無(wú)機(jī)隔熱層 、
高溫金屬反射層、有機(jī)保溫層、防水防腐外護(hù)層，在這種復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)中，耐高溫的無(wú)機(jī)隔
熱層將其表面溫度限制在外層有機(jī)保溫材料允許的安全溫度以下（<150 ℃），無(wú)機(jī)潤(rùn)滑層
和空氣層減少了鋼管在熱脹冷縮時(shí)的摩擦力，防水防腐的外護(hù)層通常是耐腐蝕、耐壓強(qiáng)度高
的玻璃鋼或鋼套管。 外滑動(dòng)式的保溫結(jié)構(gòu)，從里到外依次為：工作鋼管、高溫防銹層 、
無(wú)機(jī)保溫層、空氣層、防水防腐外護(hù)層。防水防腐的外護(hù)層通常是鋼套管。
直埋蒸汽管保溫層的排潮管設(shè)計(jì) 
高溫蒸汽直埋管道復(fù)合保溫層結(jié)構(gòu)的排潮管設(shè)計(jì)好壞，直接影響到保溫層內(nèi)潮氣的排出 ，
進(jìn)而影響保溫效果。高溫蒸汽直埋管道復(fù)合保溫層的制做應(yīng)在工廠內(nèi)完成，現(xiàn)場(chǎng)只進(jìn)行接頭
的處理。盡管在制做過(guò)程中，對(duì)保溫材料等要進(jìn)行烘干，但是由于在制做、運(yùn)輸、堆放等過(guò)
程中，都可能造成外部水分進(jìn)入保溫結(jié)構(gòu)內(nèi)部，因此合理的設(shè)置排潮管，在暖管排潮期間保
證內(nèi)保溫層中的潮汽迅速排盡是直埋管道可靠運(yùn)行的一個(gè)必要措施。排潮管的直徑范圍通常
為 20～50 mm，可視工作的管徑和排潮管設(shè)置的間距（通常在 30～50 mm 左右）確定。排
潮管在工作管道上的位置應(yīng)設(shè)置在管道位移小處（固定支架附近），否則應(yīng)采取有效措施
防止其熱位移時(shí)破壞保溫層結(jié)構(gòu)，排潮管的引出位置可引至專(zhuān)設(shè)的小井內(nèi)或地面上。引至地
面上時(shí)應(yīng)防止影響交通或潮汽燙傷行人，同時(shí)還應(yīng)考慮排潮管的防灌（雨）水措施。
排潮管與工作管的相對(duì)關(guān)系有 3 種：在排潮管末端和工作鋼管直接焊接，較為簡(jiǎn)潔；

排潮管繞工作鋼管一圈焊接，其效果較好；排潮管沿工作鋼管伸一
定的長(zhǎng)度焊接。3 種關(guān)系的共同點(diǎn)是在保溫層內(nèi)部的排潮管壁上均勻開(kāi)孔，讓潮汽排出。