預(yù)制直埋鋼套鋼保溫管質(zhì)量管理的關(guān)鍵及方式
2022/8/12 15:54:45??????點擊：5
近些年，在供暖外網(wǎng)工程中普遍采用預(yù)制直埋鋼套鋼保溫管，直埋敷設(shè)方式同傳統(tǒng)的管溝鋪設(shè)方式相比具備占地少、施工周期短、維護量小、壽命長等諸多優(yōu)勢.本文就預(yù)制直埋鋼套鋼保溫管保溫結(jié)構(gòu)構(gòu)成與特性，給出了預(yù)制直埋鋼套鋼保溫管質(zhì)量管理的關(guān)鍵及方式。
1前言
近幾年來預(yù)制直埋鋼套鋼保溫管施工工藝也有了很大的發(fā)展，已頒布的《城鎮(zhèn)預(yù)制直埋鋼套鋼保溫管工程技術(shù)規(guī)程》意味著直埋技術(shù)在我國已經(jīng)趨于完善，因而，在供熱管網(wǎng)的施工中，直埋敷設(shè)越來越多地被選用。但由于管路直接埋于地底，不便于檢修、漏過難發(fā)覺等原因，規(guī)定施工中務(wù)必嚴格控制管路施工技術(shù)，而且應(yīng)從管件的選擇、閥門安裝、三通加固、固定墩、線路選擇等方面加強節(jié)點處理技術(shù)。同傳統(tǒng)的管溝鋪設(shè)相比，預(yù)制直埋鋼套鋼保溫管敷設(shè)方式具備許多優(yōu)點，例如建筑施工時間短、施工占地面積少、管網(wǎng)堅固耐用、人力維護量小等。直埋敷設(shè)特別適合目前城市及地方建設(shè)的要求，其技術(shù)的的發(fā)展越來越完善，在工程中也越來越多的被選用。本文是對《城鎮(zhèn)預(yù)制直埋鋼套鋼保溫管工程技術(shù)規(guī)程》(以下簡稱為規(guī)程)的一點了解。
1.1規(guī)程適用標準
本規(guī)程適用于外徑≤DN500、供熱介質(zhì)溫度≤150℃的鋼質(zhì)內(nèi)管、隔熱層、維護機殼融合為一體的預(yù)制保溫直埋熱水管道。規(guī)程的適用標準有兩個界線，即管經(jīng)和溫度，且務(wù)必同時滿足這兩個條件。
規(guī)程總則條文說明中的解釋：管經(jīng)：由于在管道開展熱伸長測算、強度計算中對載荷作了簡化解決，數(shù)值對大管經(jīng)管路而言，誤差較大，其性能是不安全的，但是對小管經(jīng)管路影響不大;溫度：熱力管網(wǎng)的安全性和經(jīng)濟性與設(shè)計溫度息息相關(guān)，預(yù)制直埋鋼套鋼保溫管保溫材料的使用壽命、耐溫能力也是根據(jù)設(shè)計溫度來選擇的，這個溫度界線在強度層面是安全的。
2.預(yù)制直埋鋼套鋼保溫管保溫結(jié)構(gòu)構(gòu)成與特性
預(yù)制直埋鋼套鋼保溫管的保溫結(jié)構(gòu)構(gòu)成是：隔熱層、維護機殼。
預(yù)制直埋鋼套鋼保溫管保溫結(jié)構(gòu)的功能：保溫管道、抵御土壤擠壓和傳送力。為了克服管路在土中橫著偏移時土壤對管殼的擠壓和土壤對管殼在管道軸向產(chǎn)生的壓力、確保保溫結(jié)構(gòu)形狀完整，隔熱層和機殼必須具有足夠的強度，規(guī)程中要求隔熱層的抗拉強度≥200kPa。
確保保溫結(jié)構(gòu)完整的另一個務(wù)必條件是：機殼、隔熱層和鋼管相互之間的粘結(jié)強度。為了克服管路軸向位移時土壤對管路機殼的摩擦力，預(yù)制直埋鋼套鋼保溫管的隔熱層必須能傳送剪切力。土壤與管路機殼間的摩擦力，其計算公式為：
F=πρgμ(H+Dc/2)Dc(1)
公式中F-軸線方向每米管道的摩擦力，N/m;
Dc-管機殼直徑，mm;
g-重力加速度，9.81m2/s;
ρ-施工所在地的土壤密度，kg/m3;
μ-施工所在地的土壤與管殼之間摩擦阻力;
H-施工所在地的管頂覆土深度，當H>1.5m時，取1.5m。
預(yù)制直埋鋼套鋼保溫管隔熱層與內(nèi)鋼管、機殼與隔熱層都傳送徑向剪切力，剪切強度的計算公式為：
τ=Fmax/πDc=ρgμmax(H+Dc/2)(2)
公式中μmax-土壤與管殼之間較大摩擦阻力;
Fmax-土壤與管殼較大摩擦力，N/m。
比如：針對DN500保溫管機殼與內(nèi)隔熱層粘接抗拉強度要大于13.6kPa;對DN20保溫管隔熱層與內(nèi)鋼管表面粘接抗拉強度務(wù)必超過37.2kPa。在規(guī)程中，規(guī)定預(yù)制直埋鋼套鋼保溫管的隔熱層剪切強度(含與內(nèi)管和機殼粘接)≥120kPa。
3預(yù)制直埋鋼套鋼保溫管的施工方法
3.1預(yù)制直埋鋼套鋼保溫管的安裝方式
直埋管道里的應(yīng)力是熱脹形變不能完全釋放而產(chǎn)生的。因而。根據(jù)選擇不同的安裝方式，可以改變熱脹形變的大小和變形的釋放水平，從而改變管道的應(yīng)力水平。熱脹變形的尺寸與零應(yīng)力狀態(tài)對應(yīng)的溫度相關(guān)，零應(yīng)力狀態(tài)溫度的提高，可降低熱脹變形的尺寸。依據(jù)此溫度是否等于安裝時的工作溫度，管路可分為兩種。冷安裝：零應(yīng)力狀態(tài)對應(yīng)的溫度等于安裝時的工作溫度。預(yù)應(yīng)力安裝：零應(yīng)力狀態(tài)對應(yīng)的溫度等于預(yù)熱溫度。依據(jù)熱脹形變能否釋放，管路又可分為兩種。無賠償安裝：兩固定墩之間或避開補償裝置而處在錨固情況的管道(錨固段)，其熱脹形變不能被補償裝置所吸收。有賠償安裝：補償裝置周邊處在滾動情況的管道(滾動段)，其熱脹變形能被補償裝置所吸收。
3.1.1無賠償冷安裝
管道回填時，既不進行預(yù)應(yīng)力，也不進行補償，溫度變化時管道處在不動的錨固情況。無賠償冷安裝是簡單和經(jīng)濟的安裝方式，但運行工況下管路承擔(dān)較高應(yīng)力。在滿足強度條件時，管道應(yīng)優(yōu)先采用這種安裝方式。
3.1.2有賠償安裝
當管段中設(shè)定補償裝置(彎頭補償器或波紋管補償器)時，補償裝置周邊處在滾動狀態(tài)的管道屬于有賠償安裝。因為設(shè)定彎頭補償器或波紋管補償器，必定增強了補償裝置的投資，針對波紋管補償器，還增加了管網(wǎng)的事故點。因而，應(yīng)避免在整個管網(wǎng)中都采用有賠償安裝方式，但在管網(wǎng)設(shè)計中，部分管道采用這種安裝方式還是挺安全經(jīng)濟的。
3.1.3預(yù)應(yīng)力安裝
預(yù)應(yīng)力安裝方式，實質(zhì)上是改變管路的安裝溫度，使其等于預(yù)熱溫度，當管路溫度等于預(yù)熱溫度時，管道應(yīng)力為零。而當管路溫度恢復(fù)至環(huán)境溫度時，使管道產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力效果。能通過預(yù)熱的方式和選用一次性補償器的方式來完成預(yù)應(yīng)力安裝方式：(1)預(yù)熱方式是管路在回填前進行預(yù)熱，加溫到預(yù)熱溫度時進行回填，馬上可產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力效果。選用預(yù)熱方法時，應(yīng)具備預(yù)熱熱原，同時現(xiàn)場條件允許管溝敞口。(2)選用一次性補償器的方式時，管道施工后能馬上回填。在首次加溫環(huán)節(jié)中，當賠償管道的熱脹變形量達到在預(yù)熱溫度下的自由膨脹變形量時，就能焊接該一次性補償器。根據(jù)數(shù)次溫度變化，使應(yīng)力分布均勻，從而達到預(yù)應(yīng)力效果。選用一次性補償器的方式，不需要預(yù)熱熱原，而且僅需補償器附近的管溝敞口，可是增強了一次性補償器的費用。
4、供熱管網(wǎng)工程質(zhì)量控制措施
4.1、砂層回填的質(zhì)量管理
槽底砂墊層的質(zhì)量管理，首先控制砂的質(zhì)量，砂料應(yīng)干燥度適度，粒度勻稱，不含污泥結(jié)團，其次，嚴格控制砂墊層回填的厚度和標高，在回填前應(yīng)核查槽底的壓實度和槽底標高，當確認無誤后，即可允許回填。砂墊層應(yīng)當回填壓實，一般應(yīng)采用夯實機開展壓實，壓實完后對厚度和壓實度進行檢查，壓實度一般為95%，薄厚一般不少于200mm，標高應(yīng)符合安裝供熱管道管底標高的要求。
4.2、溝槽開挖的質(zhì)量管理
在溝槽開挖前，要根據(jù)現(xiàn)場土壤類型、土質(zhì)狀況確定適當?shù)姆牌缕露取υO(shè)支撐的管溝坡度一般采用1：0.05，針對較深的管溝，宜分層開挖。挖槽土方應(yīng)妥善安排堆積位置，一般情況堆在管溝一邊，在另一邊空出施工材料和施工機械進出場的路面，以方便下管施工，堆土下坡腳與槽邊的距離依據(jù)槽深、土質(zhì)、槽護坡來確定，其*小間距不可低于1米。同時，在溝槽開挖前還要確定合理的打槽斷面和槽底總寬，打槽斷面由槽底寬、挖深、槽底、各層邊坡坡度及其固層留臺總寬等因素確定，槽底總寬應(yīng)為管道結(jié)構(gòu)總寬加上兩邊工作總寬。因而，確定開挖斷面時，要考慮工程安全和質(zhì)量，做到打槽斷面合理。此外，在雨季施工時，應(yīng)避免槽底泡茶，在管溝四周疊筑合閉的土埂，必要時要管溝外開挖排水溝、集水坑，用水泵開展抽水，管溝見底后應(yīng)隨機開展下一道工序，不然，槽底需留20厘米土層不挖做為防護層。