關于供熱聚氨酯直埋管道無補償直埋敷設方式的探討

        供熱管道的直埋敷設可以節省工程材料，降低施工難度，同時可以延長管道的使用時間，具有節能降耗、節約成本的優點。目前，該技術已經在我國各地區得到推廣使用，具有良好的應用前景。供熱管道直埋的敷設形式常見的有增加建設直埋管道熱補償器、增加建設一次效應的補償器以及無補償直埋敷設等，其中，前兩種敷設方法都需要進行補償活動，而第三種敷設方法無需進行專門的補償活動，土壤與管道之間的摩擦阻礙了供熱管道的熱伸長，取消了熱補償。下面筆者將對第三種直埋敷設方式——無補償直埋敷設進行詳細介紹。

        常用的無補償直埋供熱管道敷設方法是預先加熱敷設法，但該方法也因為預熱介質以及敷設進行方法的不同而有所差異，下面以水為預熱介質對無補償直埋供熱管道敷設做一些計算與設計。

        （1）預先所需加熱溫度的計算

        （2）預先所需加熱長度的計算

        （3）應力計算與分析

        通過該計算可以判斷出管道所受應力是否在承受的許可范圍內，一般超過彈性應力極*，管道會產生不可恢復的形變；達到屈服極*，管道會出現破裂等問題，因此，對其進行壓應力計算與校核是非常必要的。

        一般，由溫度升降帶來的壓力是熱應力轉變成壓應力的，屬于二次應力，該應力達到材料的屈服強度時，會使管道發生微弱形變，重新處于受力平衡狀態，不會繼續發生變形破壞管道。因為，二次應力具有一定的自限能力，所以，一般不會造成管道材料發生大的變形。

        不過，在日常敷設安裝中，常常采用預先對管道進行加熱的方法來盡力減弱這種溫度應力造成的管道形變。對管道進行預先加熱，可是管道在熱力作用下發生彈性伸長或膨脹，隨后對其進行敷設填土；隨著預熱溫度的逐漸流失，管道材料發生的彈性伸長或膨脹會有復原的趨勢，此時，土壤和管道間的摩擦作用會阻礙這一進程，使其不至于發生大的形變；另外，當管道中熱介質流入時，也不會因為熱應力發生較大的形變，致使材料破壞。

        無補償直埋供熱管道一般采用鋼管材料，可以滿足使用強度和使用環境的要求。除此之外，該管道仍然要注意一些其他問題。

        （1）管道保溫材料的選擇。管道要滿足供熱需求，必須進行保溫處理。針對無補償直埋供熱管道，一定要采用聚氨酯才能滿足保溫目標，實現持續供熱。而且，必要時為了實現保溫層與管道間的粘結力要求，常采用發泡處理，使保溫材料均勻分散在管道周圍。

        （2）閥件的安裝。直埋管道中盡量不要安裝閥件，這樣會造成管道壽命間斷，介質運行阻力增大等缺陷，即使必須安裝閥件時，也要和伸縮器放在一起，以防出現故障后的及時維護和修理。

        （3）管道混合敷設情況。如果是直埋供熱管道與一些地溝敷設和架空敷設混合使用時，盡量采用固定墩進行固定，并將其安裝在直埋管道距離地面2 m深的位置。如果在直埋敷設的支管敷設中遇到一些非直埋敷設的管道，要實現其完好連接，必須在支管與主管接近的位置預留地溝，可以預防主管與支管間焊接處的斷裂，實現主管的伸縮變化，并滿足支管的橫向擺動要求。

        （4）固定墩結構的設計。一般根據反推力負荷來對固定墩進行計算和設計，但是這個過程的干擾因素較多，計算和設計并不一定精確、符合實際需求。在設計時，要考慮選材、連接工藝以及位置選擇等方面。

        （5）雙管平行直埋時的注意要點。雙管平行直埋時，盡量采用斜向排布，來減少支管較多時的應力問題，保護焊接縫口。

        供熱管道無補償直埋敷設具有施工周期短、施工工程量小、保溫效果優以及投入資金少等優點，具有相當可觀的經濟效益，滿足新時代綠色建設的要求。相對于其他的地溝敷設或者架空敷設，該敷設對其他工程的施工干擾較小，而且難度較低，是比較實用的敷設方式。此外，該敷設管道的使用年限也較長，在使用期間無需進行維修監護，大大節省了維修成本。

        供熱管道的直埋敷設技術是隨著新中國起步的一項新技術，在長達半個多世紀的發展歷程中，無補償直埋敷設技術逐漸被開發并得到了推廣使用，相信該技術會以優良的保溫能力、較高的經濟效益以及便捷的敷設方式在未來得到更好的發展。