淺談直埋保溫管道熱補(bǔ)償與熱應(yīng)力

         有補(bǔ)償設(shè)計(jì)將熱網(wǎng)分成若干區(qū)段，每段中設(shè)置一只補(bǔ)償器，常用補(bǔ)償器為直埋波紋補(bǔ)償器，也可使用直埋套筒補(bǔ)償器，補(bǔ)償段因受土壤約束，不能*熱伸長(zhǎng)，遠(yuǎn)離補(bǔ)償器一側(cè)鋼管中有相當(dāng)高的應(yīng)力，鄰
近補(bǔ)償器一段基本上沒(méi)有軸向應(yīng)力（不考慮補(bǔ)償器彈性反力或摩擦力），設(shè)計(jì)需要考慮的問(wèn)題有二：
其一是補(bǔ)償段長(zhǎng)度，應(yīng)根據(jù)規(guī)范進(jìn)行計(jì)算，確保在不利條件下，管道軸向任一點(diǎn)應(yīng)力小于屈服極
限或設(shè)定的應(yīng)力值。否則對(duì)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)和不設(shè)計(jì)補(bǔ)償器是一樣的效果。其二，雖然管道因土壤摩擦約
束，不能充分熱伸長(zhǎng)，但是，管道在運(yùn)行中，因介質(zhì)沖擊及介質(zhì)壓力波動(dòng)引起的振動(dòng)，會(huì)使土壤約
束消弱，作為補(bǔ)償器選型應(yīng)按無(wú)約束（自由伸長(zhǎng)）條件考慮決定補(bǔ)償器補(bǔ)償量。否則補(bǔ)償能力可能
不足、不安全。補(bǔ)償器宜進(jìn)行預(yù)拉伸。因?yàn)闊峋W(wǎng)由熱態(tài)轉(zhuǎn)換成冷態(tài)，已經(jīng)伸長(zhǎng)在埋地管道不可能完
全回縮，預(yù)拉伸的波紋補(bǔ)償器回到冷態(tài)應(yīng)力。
（2）無(wú)補(bǔ)償設(shè)計(jì)
熱網(wǎng)中不設(shè)計(jì)補(bǔ)償器，當(dāng)介質(zhì)溫度不夠高，不足以使管材屈服變形時(shí)，則管道熱應(yīng)力應(yīng)力：
σ＝Eα（t1-t0）
t0——安裝溫度，℃；
t1——介質(zhì)溫度，℃。
如果介質(zhì)溫度較高，溫差超過(guò)鋼管屈服溫差，則管網(wǎng)中鋼管產(chǎn)生一次屈服變形（也可能多次屈
服變形，但是方向只有一個(gè)，不交變應(yīng)力達(dá)到屈服應(yīng)力，對(duì)于管徑 DN500（含以下）的熱
水管道采用無(wú)補(bǔ)償設(shè)計(jì)是可靠的。

 淺談直埋保溫管道熱補(bǔ)償與熱應(yīng)力

          ）有人認(rèn)為 DN500 以下可以直埋無(wú)補(bǔ)償，DN500 以上管道不可以無(wú)補(bǔ)償直埋敷設(shè)，這種論
點(diǎn)是不對(duì)的。為了解除擔(dān)憂(yōu)，對(duì)直埋熱水管道，不論小口徑管或大口徑管，可以考慮的一個(gè)方案是
設(shè)置一次性補(bǔ)償器，有一次波紋補(bǔ)償器，也有一次性套筒補(bǔ)償器，讓管道中可能產(chǎn)生的熱應(yīng)力，有
一次釋放機(jī)會(huì)然后管網(wǎng)轉(zhuǎn)換成無(wú)補(bǔ)償狀態(tài)，介質(zhì)達(dá)到溫度時(shí)，管道受壓應(yīng)力，介質(zhì)溫度降到
低時(shí)，管道受拉應(yīng)力，在整個(gè)過(guò)程中，保證管道不發(fā)生屈服，或者控制在設(shè)計(jì)的應(yīng)力限度以下。
無(wú)補(bǔ)償直埋敷設(shè)是成熟的技術(shù)，無(wú)論理論上和工程實(shí)踐都是無(wú)可挑剔的。管網(wǎng)中除了彎管、分
支（三通）、變徑外無(wú)其他管件。彎管曲率半徑放得大一點(diǎn)，三通布置合理，管網(wǎng)會(huì)很安全，無(wú)須
維修，也沒(méi)有穩(wěn)患，壽命可達(dá) 30～50 年。
采用有補(bǔ)償設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)者的初須大概是出于安全考慮，孰不知設(shè)置補(bǔ)償器，必設(shè)固定節(jié)，設(shè)計(jì)
施工難度增加，建設(shè)成本增加，熱網(wǎng)安全程度降低，選用套筒補(bǔ)償器需要對(duì)密封進(jìn)行維護(hù)，時(shí)不時(shí)
會(huì)泄漏，選用波紋補(bǔ)償器，則要提防波紋管疲勞破壞或腐蝕破壞，而且什么時(shí)候在那里發(fā)生破壞無(wú)
規(guī)則可循。對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō)不是上策，尤其大口徑干管采用波紋補(bǔ)償器，一旦破壞后果非常嚴(yán)重，短時(shí)
間無(wú)法修復(fù)，從事故概率來(lái)看，在寒冷期間出事可能大，如果設(shè)計(jì)實(shí)在對(duì)無(wú)補(bǔ)償缺乏信心，不
妨取折衷方案，采取一次性補(bǔ)償，雖然初運(yùn)行階段麻煩些，但以后用戶(hù)可以過(guò)太平日子。