鋼套鋼預(yù)制直埋蒸汽保溫管道設(shè)計(jì)與安裝

1、保溫結(jié)構(gòu)

鋼套鋼保溫管保溫結(jié)構(gòu)依據(jù)滑動(dòng)方式不同分為：內(nèi)滑動(dòng)式與外滑動(dòng)式。

（1）內(nèi)滑動(dòng)式：保溫結(jié)構(gòu)由工作鋼管、硅酸鋁、減阻層、微孔硅酸鈣、隔熱層、不銹鋼緊固鋼帶、鋁箔反射層、聚氨酯保溫層、外套鋼管、外防腐層組成。

（2）外滑動(dòng)式：保溫結(jié)構(gòu)由工作鋼管、玻璃棉保溫隔熱層、鋁箔反射層、不銹鋼緊固帶、滑動(dòng)導(dǎo)向支架、空氣保溫層、外護(hù)鋼管、外防腐層組成。

外滑動(dòng)結(jié)構(gòu)技術(shù)特點(diǎn)：

①外滑動(dòng)結(jié)構(gòu)由于保溫層與外護(hù)管之間有一層空氣層，管道在運(yùn)輸及施工過程中浸的水可在逐步暖管過程中排出，因而比較適合于雨量充沛、水位高的地區(qū)。但對于氯離子、硫離子等含量比較高的土壤（尤其在沿海地區(qū)），對外鋼管的防腐需加強(qiáng)。

②外滑動(dòng)結(jié)構(gòu)是基于“鋼地溝”的思想設(shè)計(jì)而成，可充分利用彎頭進(jìn)行自然補(bǔ)償，降低了成本，同時(shí)減小了固定墩推力。

③將管線在固定墩處分為多個(gè)相對獨(dú)立的部分，在兩固定墩之間設(shè)排潮管（為兩套），則排潮管既能排除潮濕氣體，又可作為日常運(yùn)行的信號管，可隨時(shí)監(jiān)測管網(wǎng)運(yùn)行情況。

④外滑動(dòng)結(jié)構(gòu)可根據(jù)需要改造成抽真空結(jié)構(gòu)。

鋼套鋼預(yù)制直埋蒸汽保溫管道設(shè)計(jì)與安裝

2、結(jié)構(gòu)機(jī)理

（1）防腐層：保護(hù)外鋼管避免腐蝕物腐蝕鋼管，延長鋼管使用壽命。

（2）外護(hù)鋼管: 保護(hù)保溫層免受地下水侵蝕，支撐工作管并能承受一定的外部荷載，保證工作管正常工作。

（3）聚氨酯泡沫層: 保證介質(zhì)溫度，保證外護(hù)管表面保持常溫。

（4）阻隔、反射層: 保證有機(jī)泡沫材料不進(jìn)入無機(jī)硬質(zhì)耐高溫層；反射耐高溫層部分熱量。

（5）無機(jī)硬質(zhì)保溫層：耐高溫，保證與有機(jī)保溫層之間的界面溫度，保證泡沫不被炭化。

（6）減阻層: 保證工作鋼管熱脹冷縮自由運(yùn)動(dòng)。

（7）工作鋼管：保證輸送介質(zhì)正常流動(dòng)。

外滑動(dòng)鋼套鋼蒸汽管道：這種設(shè)計(jì)相對zui簡單，從內(nèi)到外由四部分組成：工作管、硅酸鋁針刺氈（或使用硅酸鋁預(yù)制管殼）、超細(xì)玻璃棉保溫層、空氣層、外護(hù)管。硅酸鋁針刺氈緊緊纏裹工作管，超細(xì)玻璃棉層緊裹硅酸鋁層，外層為空氣層，這樣，工作管、硅酸鋁針刺氈、超細(xì)玻璃棉保溫層就成為一個(gè)固定的整體，可以在外呼管中滑動(dòng)作。優(yōu)勢：造價(jià)低，能承受150-400℃的高溫。但根據(jù)工程需要和保溫需要，可以選擇。

外滑動(dòng)型蒸汽直埋保溫管以外層鋼管作為地溝是該產(chǎn)品的設(shè)計(jì)理念。外滑動(dòng)式的滑動(dòng)面在外護(hù)管的內(nèi)表面，保溫材料隨工作鋼管一起運(yùn)動(dòng)，該結(jié)構(gòu)形式主要用于軟質(zhì)的保溫材料中，其優(yōu)點(diǎn)是保證熱流不外泄，有效解決了由于徑向膨脹而造成摩擦力增大的問題，由于內(nèi)部有支撐環(huán)，不會造成保溫材料偏心和壓碎現(xiàn)象發(fā)生。

當(dāng)今世界上蒸汽保溫管多采用這種結(jié)構(gòu)，對于防水、防腐、輸水和排氣都能有效的解決。使管路系統(tǒng)處于全封閉狀態(tài)下運(yùn)行，因此運(yùn)行可靠壽命長。一般是用于輸送溫度在150℃—450℃之間，壓力小于3.0 Mpa的蒸汽。

工作鋼管  

管道種類：無縫鋼管或螺旋縫埋弧焊鋼管 

管道材質(zhì)：10號或20號鋼  

執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：GB/T8163-1999、GB3087-1999或CJ/T3022-1993 

保溫層  

材料種類：硅酸鋁、離心玻璃棉復(fù)合

常溫導(dǎo)熱系數(shù)：≤0.045w/m.℃

容重（干）：100～150kg/m³

使用溫度：-40℃～800℃

外套鋼管  

管道種類：直縫焊接負(fù)管或螺旋縫焊接鋼管 

管道材質(zhì)：Q235-A（B）  

執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：GB5235-97或SY/T5037-92 

防腐層  

材料：耐高溫樹脂外防腐層擊穿電壓大于3000V，長期使用溫度為120℃。

國外對保溫材料如何長期包縛在工作鋼管上,是有著嚴(yán)格技術(shù)措施的,他們采用特殊的防腐蝕鋼材帶包縛保溫材料,間距也有具體要求。如果簡單地用細(xì)鉛絲或塑料帶包縛保溫材料。在高濕熱條件下,經(jīng)過一段時(shí)間鉛絲銹斷,塑料帶老化,造成保溫材料脫落,保溫結(jié)構(gòu)破壞。
2.3.4,內(nèi)工作鋼管保溫層外表面與鋼套管內(nèi)壁的間距尺寸并不隨意,而是將這個(gè)空間作為輻射傳熱的保溫層,空間不能產(chǎn)生流動(dòng)氣流。國外是抽真空達(dá)到防止產(chǎn)生氣流,國內(nèi)由于條件所限,采用抽真空措施,暫時(shí)還難以實(shí)現(xiàn)。但預(yù)留的空氣層厚度不能隨意,一般不大于20mm,以防止空氣對流現(xiàn)象產(chǎn)生,提高隔熱效果。
2.3.5,某些節(jié)點(diǎn)處理也存在不安全性和檢修難。如將波紋補(bǔ)償器安裝在外鋼套管內(nèi),一旦破壞,如何確定位置,如何檢修均尚沒有明確,成熟的方法,其它像國內(nèi)固定支架,疏水裝置等同樣存在上述問題。
還有其它諸多因素不一一列舉。通過以上幾點(diǎn)只是想說明在引進(jìn)國外技術(shù)時(shí),應(yīng)該真正“吃透”后,再“為我所用”。同時(shí),目前對“鋼套鋼”結(jié)構(gòu)型式,尚不應(yīng)簡單肯定,需進(jìn)一步深入研究,實(shí)驗(yàn),拿出經(jīng)濟(jì),技術(shù)符合我國國情,又不會造成遺患于后的鋼套鋼結(jié)構(gòu)型式方案。