直埋式預制高溫保溫管的熱補償和設計

     直埋式預制保溫管道，特別是各式各樣的保溫結構型式的城鎮(zhèn)集中供熱或“熱、電、冷”三聯(lián)供的蒸汽管道正在國內外應用，方興未艾。直埋管道的熱補償是zui重要的關鍵技術之一，由于設計、制作、施工或生產操作上的多種原因，曾發(fā)生多起嚴重事故，造成不應有的人身傷亡和嚴重經濟損失。根據(jù)多年研究、工程實踐和文獻資料，就直埋式預制高溫保溫管道的熱補償?shù)脑O計和存在問題，做一專題分析。 2 熱補償方式    在國內外直埋式預制高溫保溫管道應用中，為克服因溫差(使用溫度和安裝溫度之差)造成的熱力管道脹縮和位移變化，設計上多采用以下4種方式進行補償。

直埋式預制高溫保溫管的熱補償和設計 

    (1)管道（管件）的預熱（預拉伸）：國外一些大公司通常在直徑小于500 mm的管道中采用，但不廣泛；    (2)自然補償：設計柔性管件如彎頭、L型或之型彎管進行熱補償，這是國內外采用較多的方式之一；   (3)一次性補償：設一次性補償器，在安裝試運行后，焊死，此法國內外都有采用；   (4)設補償器：隨介質溫度變化，管道脹縮、補償器對應縮伸、吸收應力和位移進行熱補償。   補償器近年發(fā)展極快，在直埋式管道中應用也，型式有波紋式（內壓、外壓、單雙向、變推力的平衡式、半平衡式及鉸鏈式）、套筒式（加注單封、雙密封、彈簧壓封及無推力式）以及老式∏型（方型）等。    由于波紋補償器設計采用zui多，暴露出的問題也較充分，很需要我們研究、認識和改進。管道彎曲許用應力(MPa)

直埋式預制高溫保溫管的熱補償和設計

    設計計算的管道介質溫度與安裝溫度差(℃)。 圖1 L型與Z型彎管示意    研究表明，90°彎頭zui大環(huán)向應力出現(xiàn)在彎頭頂部，zui大軸向應力出現(xiàn)在彎頭頂部稍靠彎頭凸面一側，與zui大環(huán)向應力處相差15°～20°。由于彎頭處有焊口而綜合應力又zui大，是L型自然補償?shù)膠ui薄弱環(huán)節(jié)、zui危險的部位，因此設計時應充分注意這點。采用整管熱（冷）煨，減少焊口，并適當增加管壁厚度及應力消除處理，是一條有效途徑。    實驗研究表明，隨著彎頭夾角變化在20°時出現(xiàn)zui大應力峰值，隨角度增加應力值迅速減小，這也正是設計時盡量避免出現(xiàn)小于70°的夾角彎頭所在。    Z型自然補償研究表明，直埋時“Z”管段受力與采用地溝敷設時受力差別較大，即管溝、“Z”形管段zui危險點在長管L的兩頭；而直埋管受力zui危險點是在管道強度zui薄弱部位，即彎頭同直管段的兩個焊口處（也是側向位移zui大處）。