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关于蒸汽直埋供热管道设计探究 　　【摘 要】随着当前社会经济的发展以及城市建设的不断推进，蒸汽直埋管道的建设也在不断地发展。而蒸汽直埋供热管道的良好发展必须要有良好的技术设计作为保障。本文先对蒸汽直埋供热管道的材料和保温结构进行了简单的阐述，对蒸汽直埋供热管道的施工设计做出了具体的分析，希望对我国蒸汽直埋供热管道的设计和研究能有一定的借鉴和指导意义，进而推动我国城市建设的不断完善。 【关键词】蒸汽直埋供热；管道设计；管道安装 0 引言 随着经济的发展以及城市建设规模的不断扩大，传统地沟敷设的管道设计已经不适应当前建设的要求。而蒸汽直埋供热管道由于具有占地面积小、管网使用寿命长、施工时间短等独特的优势而越来越成为当前城市供热的发展趋势。因此，笔者认为，在当前城市建设的背景下，对蒸汽直埋供热管道设计的研究这一课题进行相关的探讨具有非常重要的实际意义。 1 蒸汽直埋供热管道的材料和保温结构 1.1 蒸汽直埋供热管道的材料 1）工作管。蒸汽直埋供热管道的工作管最好是选择流体的输送管道，具体来说，当公称通径在300毫米或者以上时，可以选择高频的直焊缝管或者Q235A螺旋焊缝管，而当公称通径为250毫米或者在250毫米以内时，最好选择20?钢的无缝钢管。工作管的焊接要采用对口焊接的技术，使用氩弧焊进行打底，电弧进行罩面，同时全部的焊缝要采用100%X 光进行探伤检验。 2）外护管。外护管要选择具有一定刚度、厚度以及强度的钢管，并且要保证其能承受各种应力和动静荷载，同时还要具有防水防腐以及连续密封的功能。外护管优先采用高频直焊缝管或者Q235B螺旋焊接钢管。且外护管要采用搭接角焊的技术，并采用100%超声波进行探伤。 3）保温材料。保温材料应该要满足以下特征：导热系数小、机械强度好、耐热性能好、以及无腐蚀、不易燃等。 1.2 蒸汽直埋供热管道的保温结构 保温结构一般包括工作管、外护管、有机保温管、无机保温管以及防腐层、内滑动层、或者真空保护层等等。根据材料的硬度不一样可以分为“硬胎”和“软胎”的材料。一般来说，“硬胎”保温的结构主要是内滑动层，“软胎”保温的结构主要是外滑动层。 2 蒸汽直埋供热管道的施工设计 蒸汽直埋供热管道的施工是一个长期、系统的工程，具体来说，主要包括以下一些方面： 1）管道的安装。不同方式的安装对管道变形的释放程度和变形的大小以及管道应力水平的改变具有非常重要的影响。当前管道的安装主要有三种方式：（1）无补偿冷安装。无补偿安装处于两个固定墩之间或者处于锚固状态下的管道，其热胀变形无法被补偿装置吸收。（2）有补偿安装。有补偿安装的热胀变形可以被补偿装置吸收，其补偿装置是处于滑动状态下的管道。无补偿冷安装是当前最经济、最简易的安装模式，在强度条件适宜的前提下，应该优先选择，而有补偿安装由于增加了补偿装置的投资以及增加了管网的事故，适合在局部管段使用。（3）预应力安装。预应力安装指的是通过一次性补偿器采用的方式以及预热的方式来实现安装。这种安装方式实质上改变了管道的安装温度，使其等于预热的温度，以使管道的应力等于零，在管道的温度回复到环境的温度时，最终使管道产生相应的预应力效果。 无补偿安装和有补偿安装图如下（图1）显示。 2）管道的应力计算。管道的应力计算指的是一种先进的应力分类法。主要有三种，一次应力，二次应力与峰值应力。一次应力指的是由管道内部以及持续的外压所产生的应力；二次应力指的是由于管道受到约束，比如说管道由于热胀冷缩而变形所产生的一种应力；峰值应力指的是管道由于局部的热应力效应或者局部结构的不连续而产生的一种应力。管道的应力计算应该要满足以下要求：一次应力的量应该要在计算温度下钢材的基本许用应力之内；二次应力和一次应力的 图 1 无补偿和有补偿安装 量的变化范围应该在钢材的基本许用应力的3倍以内；管道应力集中部位的一次应力、二次应力以及峰值应力的变化范围应该在钢材的基本许用应力的3倍以内。 3）固定墩的设计。管道对固定墩的推力主要有以下几种：由于管道的热胀冷缩而产生的作用力，由于管道的内压而产生的不平衡力，以及由于管道活动端的位移而产生的作用力。在进行固定端两侧管段的作用力合成时，要遵照以下的原则：当两侧的管道在热胀的作用力以及活动端的作用力下合力相互抵消时，应该要用荷载比较小的力乘上0.8的抵消系数；而如果两侧的管道都属于锚固段，那么抵消系数的值为0.9；而当由于两侧管段摩擦力的下降所造成的轴向力变化造成了差异时，则按最不利的状况来进行合成。同时，固定墩的结构还应该要进行抗滑移验算、抗倾覆验算等稳定性的计算。而当前固定墩主要有以下六种常见的形式（图2）： 图 2 蒸汽直埋固定墩的常用形式