鋼套鋼預制直埋蒸汽保溫管道設計與安裝

1、保溫結構

鋼套鋼保溫管保溫結構依據滑動方式不同分為：內滑動式與外滑動式。

（1）內滑動式：保溫結構由工作鋼管、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）外滑動式：保溫結構由工作鋼管、玻璃棉保溫隔熱層、鋁箔反射層、不銹鋼緊固帶、滑動導向支架、空氣保溫層、外護鋼管、外防腐層組成。

外滑動結構技術特點：

①外滑動結構由于保溫層與外護管之間有一層空氣層，管道在運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。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），對外鋼管的防腐需加強。

②外滑動結構是基于“鋼地溝”的思想設計而成，可充分利用彎頭進行自然補償，降低了成本，同時減小了固定墩推力。

③將管線在固定墩處分為多個相對獨立的部分，在兩固定墩之間設排潮管（為兩套），則排潮管既能排除潮濕氣體，又可作為日常運行的信號管，可隨時監測管網運行情況。

④外滑動結構可根據需要改造成抽真空結構。

鋼套鋼預制直埋蒸汽保溫管道設計與安裝

2、結構機理

（1）防腐層：保護外鋼管避免腐蝕物腐蝕鋼管，延長鋼管使用壽命。

（2）外護鋼管: 保護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: 保證介質溫度，保證外護管表面保持常溫。

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

（5）無機硬質保溫層：耐高溫，保證與有機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動。

（7）工作鋼管：保證輸送介質正常流動。

外滑動鋼套鋼蒸汽管道：這種設計相對zui簡單，從內到外由四部分組成：工作管、硅酸鋁針刺氈（或使用硅酸鋁預制管殼）、超細玻璃棉保溫層、空氣層、外護管。硅酸鋁針刺氈緊緊纏裹工作管，超細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、超細玻璃棉保溫層就成為一個固定的整體，可以在外呼管中滑動作。優勢：造價低，能承受150-400℃的高溫。但根據工程需要和保溫需要，可以選擇。

外滑動型蒸汽直埋保溫管以外層鋼管作為地溝是該產品的設計理念。外滑動式的滑動面在外護管的內表面，保溫材料隨工作鋼管一起運動，該結構形式主要用于軟質的保溫材料中，其優點是保證熱流不外泄，有效解決了由于徑向膨脹而造成摩擦力增大的問題，由于內部有支撐環，不會造成保溫材料偏心和壓碎現象發生。

當今世界上蒸汽保溫管多采用這種結構，對于防水、防腐、輸水和排氣都能有效的解決。使管路系統處于全封閉狀態下運行，因此運行可靠壽命長。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：10號或20號鋼  

執行標準：GB/T8163-1999、GB3087-1999或CJ/T3022-1993 

保溫層  

材料種類：硅酸鋁、離心玻璃棉復合

常溫導熱系數：≤0.045w/m.℃

容重（干）：100～150kg/m³

使用溫度：-40℃～800℃

外套鋼管  

管道種類：直縫焊接負管或螺旋縫焊接鋼管 

管道材質：Q235-A（B）  

執行標準：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,是有著嚴格技術措施的,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。如果簡單地用細鉛絲或塑料帶包縛保溫材料。在高濕熱條件下,經過一段時間鉛絲銹斷,塑料帶老化,造成保溫材料脫落,保溫結構破壞。
2.3.4,內工作鋼管保溫層外表面與鋼套管內壁的間距尺寸并不隨意,而是將這個空間作為輻射傳熱的保溫層,空間不能產生流動氣流。國外是抽真空達到防止產生氣流,國內由于條件所限,采用抽真空措施,暫時還難以實現。但預留的空氣層厚度不能隨意,一般不大于20mm,以防止空氣對流現象產生,提高隔熱效果。
2.3.5,某些節點處理也存在不安全性和檢修難。如將波紋補償器安裝在外鋼套管內,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。通過以上幾點只是想說明在引進國外技術時,應該真正“吃透”后,再“為我所用”。同時,目前對“鋼套鋼”結構型式,尚不應簡單肯定,需進一步深入研究,實驗,拿出經濟,技術符合我國國情,又不會造成遺患于后的鋼套鋼結構型式方案。