鋼套鋼蒸汽保溫管設計

1、鋼套鋼蒸汽保溫管的設計不能象直埋熱水管道那樣允許有錨固段存在，直埋蒸汽管道的設 計必須使整個管系的熱應力釋放掉，即管道必須能產生熱位移。
此外，由于高溫蒸汽管道的計算溫差遠遠大于熱水管道的計算溫差，并且鋼材的線膨脹系數 也隨 溫度升高而有所增大，因此相同長度管道的熱伸長量，296℃的蒸汽管道比150℃的熱水管道 大一倍多。由于受補償器補償能力的限制，直埋蒸汽管道固定墩的間距比直埋熱水管道要小 得多。1.1.2 因管道保溫結構不同而形成的區別：
*，直埋熱水管道使用的是“三位一體”的預制保溫管，即聚氨脂保溫層緊密地粘結 在工作鋼管的外表面。但由于聚氨脂的耐熱溫度較高為140℃，因此鋼套鋼蒸汽保溫管只能做成 包裹式的 復合保溫結構，即必須使用耐高溫的保溫材料，這種包裹式的結構使得工作鋼管與保 溫層必然是脫開的，*一點區別就決定了鋼套鋼蒸汽保溫管不能按照直埋熱水管道的設計方法 進行設計。

1.1、 鋼套鋼蒸汽保溫管的設計思路：
鋼套鋼蒸汽保溫管不能采用直埋熱水管道的設計方法，因此我們對直埋蒸汽管道設計的 基本 構思借鑒了地溝與架空管道的設計方法，同時又特別明確了它與地溝或架空管道的設計方法 也存在著區別。主要的區別是直埋蒸汽管道的保溫結構對管道熱膨脹及管道補償方式的影 響及限制。此外，地溝及架空管道兩固定點之間的大長度是由管道失穩條件決定的，它與 管徑的大小及補償器的補償能力有關，而直埋蒸汽管道兩固定點之間的大長度在受補償器 補償能 力的限制的同時也受管道保溫結構的約束。例如，由于保溫結構對直管段及彎頭的徑向位移 空間的限制，使得直埋蒸汽管道不能象地溝或架空管道那樣可以利用管網的實際路由走向選 擇 不同形式的補償器，直埋蒸汽管道的補償器只能采用軸向型的，自然補償管段也只能設計得 較短。而直埋蒸汽管道的強度驗算和地溝或架空敷設的設計方法是一致的，即采用彈性分析 的方法，工程實踐證明這種設計方法是可靠的。

2、合理地選擇預制復合保溫管道是鋼套鋼蒸汽保溫管工程設計的關鍵：
當我們做一項工程設計時，首先要根據工程的實際情況合理選擇復合保溫管，確認它的保溫 結構、材料及其性能能滿足設計參數及工程特性的要求，并根據管網的布置狀況向生產廠 家明確提出管系及特殊管件的具體要求。
鋼套鋼蒸汽保溫管管道的保溫材料及保溫結構的基本要求是，保溫材料本身的性能優良，具有 較強的憎水性，并且在特殊環境(如高溫)下其自身特性變化不大；保溫管道的整體結構要具 有足夠的機械強度；外保護套要有可靠的防腐能力和承內壓、外載能力。此外，直埋蒸汽管 道還應滿足以下要求： 2.1、 管道在保溫層內能夠充分地滑動

管道在工作時因溫度的變化會出現熱脹冷縮，在直管段上產生軸向位移，在彎頭及其附近會 有軸向位移和徑向位稱同時產生。為了保證管系熱應力的充分釋放同時減小管道對固定墩的 推 力，要求管道與保溫層之間的滑動摩擦系數要低。現生產廠家多采用在管道與保溫層之間設 減阻層的方法，效果好的可將摩擦系數減小到0.3以下。當彎頭處采取自然補償的方式時， 要求彎頭及其兩側一定長度的管道要有足夠的軸向位移及徑向位移的空間。

2.2、 要保證管道保溫結構本身和周圍土壤的溫度場的要求

由于鋼套鋼蒸汽保溫管的介質溫度高，如不有效地控制保溫結構各環節的溫度，就會造成保溫管 道的保溫層、外防護層的破壞，嚴重時可導致管網全線破壞。例如復合預制保溫管的低溫保 溫層 一般都采用聚氨脂，其較高適用溫度是140℃，如果該界面溫度超過140℃并長期運行，就會 造成聚氨脂碳化、強度減弱、保溫失效。
此外，管道外表面溫度升高時，對其混凝土固定墩 、管道周圍的電纜、上、下水管等都會造成影響甚至破壞。
因此設計鋼套鋼蒸汽保溫管時，一定 要對管道的整體及局部的溫度控制(向保溫管生產廠)提出明確要求。

2.3、 要具有排潮裝置
保溫管在工廠生產、運輸及安裝過程中不可避免地含有或吸收一些潮氣甚至少量水分，這些 潮氣或水分在管道運行時經管內蒸汽加熱就會形成蒸汽，如不及時迅速地排除出去，就會使 保溫層間的溫度、壓力升高，甚至破壞保溫結構。

2.4 要有可靠的外防護層
目前，國內使用的復合預制保溫管的外保護套有三種材料，即聚乙烯、玻璃鋼、鋼。玻璃鋼 材料現在國家還沒有制定統一的技術標準，質量不易保證；采用聚乙烯外套則管件與管道的 (外套)接口不好處理，如固定節與管道、補償器與管道的接口處，這些接口如處理不好，運 行過 程中地下水就會滲入管道保溫層并形成蒸汽，嚴重時會導致管網全線報廢；鋼外套雖然嚴 密但工程造價高，并且外防腐如果處理不好就不能保證管網的使用壽命，同時由于鋼外套 本身溫度應力的作用，管道的固定墩比聚乙烯外套的預制保溫管大很多。綜上所述，我們在 進行設計時，要根據工程的具體情況進行分析比較，確定使用哪種外防護套，并根據外防護 套的材料提出對管件結構的要求。