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    滄州滄辰管道有限公司是一家專(zhuān)業(yè)保溫鋼管、螺旋鋼管生產(chǎn)廠(chǎng)家。
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    ZMG 型鋼套鋼直埋保溫管
    作者:滄辰管道 發(fā)布日期:2018-09-06


    一、ZMG 直埋保溫管如構特點(diǎn):
     
      ZMG 型鋼套鋼直埋保溫管由工作鋼管,隔熱式內流動(dòng)支架、主保溫層,空氣層或真空層,外套鋼管和外套鋼管防腐層構成。其結構見(jiàn)下圖,各管件的典型布置見(jiàn)附圖。

       ZMG 型直埋保溫管在結構上具有下列特點(diǎn):
      1、采用固定在內工作鋼管上的流動(dòng)支架和外套管內壁摩擦,保溫材料跟隨工作鋼管一起活動(dòng),不會(huì )出現保溫材料的機械磨損、粉化。
      2、外套鋼管強度高、密封性能好,可有效地防水、抗滲。
      3、外套鋼管的外壁采用優(yōu)質(zhì)防腐處理,使外套鋼管的防腐層壽命在 20 年以上。
      4、工作鋼管的保溫層選用優(yōu)質(zhì)保溫材料,保溫效果好。
      5、工作鋼管保溫層與外套鋼管之間留有 10~ 20mm 左右的間隙,既可直到進(jìn)一步保溫的作用。又是直埋管道極為通暢的排潮通道,使排潮管真正起到及時(shí)排潮的作用,同時(shí)起到信號管的作用;或將其抽成低真空,可更有效地保溫并降低外套管內壁腐蝕。
      6、工作負管滾動(dòng)支架采用特種低熱材料制成,與鋼材的摩擦系數為 0.1 左右,管道運行時(shí)摩擦阻力較小。
      7、工作鋼管的固定支架,滾動(dòng)支架與工作鋼管的連接采用特別設計,可有效地防止管道熱橋的產(chǎn)生。
      8、直埋管道的疏水采用全密封式結構,疏水管接于工作鋼管的低位點(diǎn)或設計要求的位置,無(wú)需另設檢杳并。
      9、工作鋼管的彎頭、三通、波紋管補償器、閥門(mén)等均布置在鋼套管內,整個(gè)工作管線(xiàn)處于全密封的環(huán)境下運行,安全可靠。
      10、采用內固定支架技術(shù),可完全鄧消外固定混凝土支墩。節省費用,縮短工期。
    11、 可采用抽真空技術(shù),基本杜絕外套鋼管內壁由水分引起的電化學(xué)腐蝕,同時(shí)更進(jìn)一步提高管道的保溫效果。
     
    二、ZMG直埋保溫管主要技術(shù)性能參數
     
      ZMG 型鋼套鋼直埋保溫管的主要性能參數如下:
       2.1 工作鋼管
      管道種類(lèi):無(wú)縫鋼管或螺旋縫埋弧焊鋼管
      管道材質(zhì):10 號或 20 號鋼
      執行標準:GB/T8163-1999 、GB3087-1999 或 GB/T9711.1-1997
     
       2.2 保溫層
      材料種類(lèi):硅酸鋁 耐高溫超細玻璃棉
      常溫導熱系數:≤ 0.045w/m. ℃ ≤ 0.40w/m.k
      容重(干): 100~150kg /m3 50 ± 2kg /m2
      使用溫度: -40 ℃~800 ℃ -80 ℃~+ 450 ℃
     
       2.3 外套鋼管
      管道種類(lèi):直縫焊接鋼管或螺旋焊接鋼管
      管道材質(zhì):Q235-A (B)
      執行標準:GB5235-97 或 SY/T5037-92
     
       2.4 防腐層
      材料:耐高溫樹(shù)脂 3PE 聚脲
      擊穿電壓 ≥ 5000 ≥ 30000V ≥ 15000V
      長(cháng)期使用溫度 ≥ 100 ℃ ≥ 80 ℃ ≥ 130 ℃
     
    三、直埋保溫型號規格:
     
       3.1 型號規格的標注
      本公司生產(chǎn)的 ZWG 直埋保溫管型號規格的編制方法如下:
      例: ZMG-Z , DN300 型直埋保溫管
         ZMG- 鋼套型直埋保溫管;
         Z-直管或管件區分符號。如:Z,為直管;W,為彎頭;T,為三通;D,為大小頭;G,為固定節。
      DN300- 管道或管件的公稱(chēng)直徑及其它必要標示符號,與架空管道通常的表示方法基本相同。如:對于直管、固定節,僅標出公稱(chēng)直徑,如 DN300 ;對于彎頭,需標出 公稱(chēng)直徑、角度、彎曲半徑,強 DN300 , 90 , 1.5D ;對于三通,需標出三通管的主管,支管的公稱(chēng)直徑,如 DN300/DN200DN300 ;對于大小頭,需標出大管和小管的公稱(chēng)直徑,如 DN300/DN200 。
     
       3.2 產(chǎn)品規格
      ZMG 型鋼套鋼直埋保溫管的規格參數詳見(jiàn)下表:

    工作鋼管規格 介質(zhì)溫度 350 ℃ 時(shí) , 直埋保溫管性能參數
    DN 外徑 (mm) 壁厚 (mm) 保溫層厚度 (mm) 空氣層厚度 (mm) 外套鋼管 (mm) 散熱量 W/m 外表面 ( ℃ ) 重量 (kg/m)
    DN50 57 3.5 60 6 219 × 6 90 47 39.70
    DN65 76 3.5 60 7 219 × 6 112 55 42.03
    DN80 89 4 75 11 273 × 6 108 49 54.19
    DN100 108 4 70 6.5 273 × 6 128 56 56.81
    DN125 133 4.5 85 5 325 × 6 133 54 70.41
    DN150 159 5 95 7 377 × 6 138 52 94.66
    DN200 219 6 110 11.5 480 × 6 152 55 144.71
    DN250 273 7 110 10 530 × 7 177 58 172.53
    DN300 325 8 135 9.5 630 × 7 178 57 220.37
    DN350 388 9 150 11.5 720 × 7 183 55 301.48
    DN400 426 10 175 12 820 × 8 181 54 350.21
    DN450 478 11 150 11 820 × 8 215 59 379.71
    DN500 529 12 175 10.5 920 × 8 212 59 447.09
    DN600 630 12 225 12 1120 × 10 224 55 548.72
    DN700 720 12 230 12 1220 × 10 229 56 589.42

     
      直埋保溫管進(jìn)管長(cháng)度一般為 10.4m,12m,12.4m。
      彎頭,大小頭對比架空管常規什每端均加長(cháng) 400mm;三通均為加強三通。
      固定節長(cháng)度一般為期不遠1m。
      波紋補償器的預制保溫件根據補償器的具體結構尺寸確定。
       表中數據對應的技術(shù)條件如下:
      保溫材料的導熱系數為:λ1=0.45+0.00015(tpj-70)w/(m.℃);容重:120kg/m3;
      土壤的導熱系數為:λT=1.5W/(M·℃); 空氣的導熱系數為:λ2=0.03W/(M·℃);
      管頂敷土深度:0.8m ;管中心處土壤溫度:20 ℃
      外套鋼管均為螺旋鋼管。
     
    四、直埋管道的熱膨脹:
     
      管道的熱膨脹是熱力管道設計計算中首先要考慮的因素。工作鋼管的熱膨脹量下式計算:
      △L =αL(t-to)
      式中:△L 管道熱膨脹量 M
       α 鋼材的線(xiàn)膨脹系數 m/(m ℃)
       L  管道的長(cháng)度 m
       t  管道的工作溫度 ℃
       to 管道的安裝溫度 ℃
      例 1 : DN200 直埋管道,工作鋼管為中 219 × 6 ,夕套鋼管中 480 × 6 ,硅酸鋁離心玻璃棉復合保溫層厚度 110mm ,輸送過(guò)熱蒸汽壓力 1.6MPa ,溫度 350 ℃ ,管道安裝溫度 20 ℃ ,求每米管道的熱膨脹量。
      查表得鋼材的線(xiàn)膨脹系數α為 11.2 × IO-6m /( m ℃),代入公式( 1 ),
       △ l = 11.2×IO-6 × I ×( 350 - 20 )
          = 0.037 m
      即每米管道熱膨脹量為 3.7mm 。
     
    五、直埋管道的熱損失及外套管外表面溫度計算:
     
     直埋管道的熱損失按下式計算:

    式中:q:?jiǎn)挝婚L(cháng)度散熱損失 W/m
       t:蒸汽溫度 ℃
       t0: 管中心深處土壤的自然溫度℃
       λ1:保溫層及空氣層的綜合導熱系數 W/(m℃ )
       λ2:土壤的導熱系數 W/(m℃ )
       D1:工作鋼管內徑 m
       D2:外套管內徑 m
       h:管中心至地面深度 m
     
     直埋管道的外表面溫度 tw 按下式計算:

     例 2 : DN200 直埋管道,工作鋼管為φ 219 × 6 ,外套鋼管φ 480 × 6 ,硅酸鋁離心玻璃棉復合保溫厚度 110mm ,輸送過(guò)熱蒸汽壓力 1.6MPa ,溫度 350 ℃ ,管道安裝溫度 20 ℃ ,管頂敷土深度 0.8m ,即根據上述條件,將下列數據代入公式,
       t :蒸汽溫度 350 ℃
       t0 : 管中心深處土壤的自然溫度 20 ℃
       λ1:保溫層及空氣層的綜合導熱系數 0.064W/(m. ℃ )
       λ1=0.045+0.00015(350+50)/2-70=0.064W/ m. ℃
       λ2:土壤的導熱系數 1.5W/(m. ℃ )
       D1 :工作鋼管內徑 0.219m
       D2: :外套管內徑 0.466m
       h :管中心至地面深度 1.04 m
    計算得單位長(cháng)度散熱損失為 152W / m ,外套鋼管外表面溫度為 55 ℃ 。
     
      當直埋管未敷土,大氣溫度為 20 ℃ 時(shí),外套鋼管外壁溫度僅為 31 ℃ ,散熱損失為 202W / m ??梢?jiàn)直埋管道的保溫效果是相當好的,當直埋管道敷設于土壤中,由于土壤也具有一定的保溫作用,使管道的散熱損失更加少,外套管外壁的溫度也相應有所提高。一般認為,當管頂敷土深度大于 0.8m ,外套鋼管外表面溫度小于 60 ℃ 時(shí),直埋管道對周?chē)渌艿阑虻乇碇脖粠缀鯖](méi)有影響。
    六、直埋管道的敷設:
    在管道布置時(shí),走向力求平直以減少阻力損失并節省材料,所以管道以直管段為主,在管道必須轉彎處形成“ L ”形或“ z ”形自然補償管段。直管段部分一般采用外壓軸向型補償器來(lái)補償管道的熱膨脹。
     
       6.1 型自然補償管段
    在 L 型管段中短臂的長(cháng)度必須能滿(mǎn)足長(cháng)臂的熱膨脹要求,短臂的最小長(cháng)度可由線(xiàn)算圖查得。 L 型自然補償段線(xiàn)算表見(jiàn)下圖:

    由于工作鋼管的自由膨脹受到位于工作鋼管和外套鋼管之間的軸向滑動(dòng)支架的限制,工作鋼管只能在管道軸向自由膨脹,為了充分發(fā)揮 L 型自然補償管段的補償作用,在 L 型自然補償彎頭兩側一定距離內采用平面滑動(dòng)支架,見(jiàn)圖:

    例 3 : DN200 直埋管道,工作鋼管為φ 219 × 6 ,外套鋼管φ 480 × 6 ,硅酸鋁離心玻璃棉復合保溫厚度 110mm ,輸送過(guò)熱蒸汽壓力 1.6MPa ,溫度 350 ℃ ,管道安裝溫度 20 ℃ ,管頂敷土深度 0.8m ,即管中心距至地面 1.04m ,采用上圖 L 型自然補償,請合理布置非限位滑動(dòng)支架并選取合適的外套鋼管。
     
    本例中, L 型管段的長(cháng)臂長(cháng)度為 30m ,每米熱膨脹量為 3.7mm ,總熱膨脹量為 111 mm ,查線(xiàn)算圖得,短臂的長(cháng)度至少為 10m ,支架的布置應保證彎頭短臂一側 10m 范圍內的管道自由膨脹,在此管段內不能布置軸向滑動(dòng)支架,只能布置平面滑動(dòng)支架。
     
    同理, L 型管段的短臂長(cháng)度為 20m ,總熱膨脹量為 74mm ,查線(xiàn)算圖得,其對應的“短臂”長(cháng)度至少為 7.5m ,支架的布置應保證彎頭長(cháng)臂一側 7.5m 范圍內的管道自由膨脹,在此管段內不能布置軸向滑動(dòng)支架,只能布置平面滑動(dòng)支架。
     
    彎頭兩側兩支架的間距不應大于直管段部分兩支架間距的 80 %。
     
    由于長(cháng)臂的總膨脹量為 110mm ,原外套鋼管φ 480 × 6 不能滿(mǎn)足膨脹要求,應加大為φ 630 × 6 鋼管。為充分利用保溫層與外套管之間的膨脹間隙,安裝時(shí)工作鋼管應冷拉,冷拉量為熱膨脹量的一半,兩側臂同時(shí)冷拉。
     
    從下圖看出, L 型補償段異型管件較多,制作安裝比較復雜,成本較高。應盡量采用尺寸較小的 L 型補償管段,直管段部分采用波紋管補償器,不必加大外套管。在本例中,若 L 型補償管段兩側臂長(cháng)均為 4m ,利用保溫層與外套之間的空氣作為膨脹間隙,就可以滿(mǎn)足膨脹要求,外套管也不必加大。
     
    七、直埋管道的抽真空技術(shù): 
     
    7.1 真空技術(shù)理論:
    在真空技術(shù)中將真空分為粗真空、低真空、高真空和超高真空四種狀態(tài)。在低真空狀態(tài),氣體分子的流動(dòng)逐漸從粘滯狀態(tài)過(guò)渡到所謂分子狀態(tài),對流現象完全消失,熱傳導則很小,此時(shí)的熱損失只是通過(guò)熱輻射方式進(jìn)行。普通家用熱水瓶正是利用低真空技術(shù)進(jìn)行保溫的。
    采用抽真空技術(shù)的另一收獲是杜絕了由水分引起的外套鋼管的內壁腐蝕,大大提高了埋地管道的整體壽命。由于在低真空狀態(tài)下,空氣中的水分將減少 50 倍左右,降低了水分引起的
     
    7.2 抽真空技術(shù)的設備及性能參數
     
    直埋管道抽真空技術(shù)由我公司與國內著(zhù)名高校合作開(kāi)發(fā)。其主要設備是一組自動(dòng)控制真空泵及管道的真空度采集系統。
     
    根據不同的介質(zhì)參數及外套管外表面溫度的要求,可將管道的真空度控制在 1000 ~ 6000Pa 。測試結果表明,在同等條件下,抽真空后外套鋼管外壁溫度下降 10 ℃ 左右,由此推算,根據管道的外徑不同其散熱損失將下降 30 ~ 100W / m2 。
     
    全自動(dòng)真空泵組是間斷運行,總體電耗量很小。
     
    安裝時(shí)對外套鋼管的氣密性試驗應嚴格按照《工業(yè)金屬管道施工及驗收規范》的要求進(jìn)行。以控制外套鋼管的漏氣量,減少真空泵的開(kāi)啟。
    八、管材的堆放、保管、吊裝及運輸:
     
    8.1管材的堆放與保管:
      1、管材存放場(chǎng)地應平整,無(wú)雜物、無(wú)積水,并有足夠的承載能力。
      2、管材應放在距熱源2m以外處,并有消防設施。
      3、堆放管材必須墊管枕,管枕寬度應大于150mm,高度應大于100mm,存放時(shí),同種類(lèi)管子應放在一起,12m長(cháng)管要從地面開(kāi)始逐層放墊塊。短時(shí)間堆放,每層可不放墊塊,但高度不得大于1.5m。
      4、管材在存放期間,鋼管兩頭應加封堵,露天存放時(shí),應用氈布覆蓋,禁止太陽(yáng)曝曬,雨淋。
     
       吊裝與運輸:
      1、 管材吊裝時(shí),應用寬度大于50mm的吊帶吊裝。
      2、 在裝卸時(shí),應做到穩起輕放,防止磕碰。
      3、 卸車(chē)時(shí),汽車(chē)裝運,宜采用垂直起吊方式,集裝箱裝運,可采用叉車(chē)、裝卸機配合作業(yè)。
      4、 管材堆放,吊裝嚴禁使用鐵器撬動(dòng)或鋼絲繩直接捆綁外套管。

    九、安裝 
     
       9.1 土建工程
       直埋管道的地溝尺寸應符合如圖所示要求:

      1 、當地溝底部土層的承載力≤ 80KPa 時(shí),地溝底部應加墊素混凝土層。
      2 、 C15 素混凝土層底部上層應先夯實(shí)后,再澆混凝土,混凝土層表面應光滑平整 當底部上層為濕陷性土質(zhì)時(shí),應換上(深 1.0m 左右)并夯實(shí)。
      3 、地溝內接頭處的地溝寬度和深度應比非接頭處增加 250 ~ 300mm 。
      4 、設有波紋補償器的位置。波紋補償器底部的土層標高應根據補償器的實(shí)際到貨尺寸確定。
      5 、溝底上層沿管線(xiàn)的坡度應保證同管道的坡度一致。
      6 、直埋管道周?chē)?100mm 用細砂填實(shí)。砂粒直徑應不大于 8mm ,砂層中不可含有粘土.磚、石、鐵件等雜物。
      7 、當管道埋設在爐渣、雜物等腐蝕性較強的土層地段時(shí),回填土應換以腐蝕性較小的土壤,并分層夯實(shí)。
     
    十、工程驗收:
     
      直埋供熱管道工程的工程質(zhì)量驗收除應滿(mǎn)足設計圖紙和《城市供熱管網(wǎng)工程施工及驗收規范》 GJJ28 的有關(guān)要求外,還應包括下列內容:
     
       10.1 土建工程的驗收
      土建工程的驗收主要包括以下方面:
      管溝的挖掘斷面尺寸;
      溝底上層的地基處理;
      管溝的坡度、坡向;
      管道周?chē)皩拥某叽?、密?shí)度;
      回填土的高度和夯實(shí)度。
     
       10.2 安裝工程的驗收
      安裝工程的驗收主要包括:
      管道軸線(xiàn)的偏差;
      管道安裝的坡度,坡向;
      工作管的對接處焊接質(zhì)量,必須滿(mǎn)足設計及相關(guān)規范要求:
      若設計要求水壓試驗在施工現場(chǎng)進(jìn)行,則應對工作鋼管進(jìn)行水壓試驗。但請注意選用的波紋補償器設計上是否考慮水壓的試驗的盲板力;
      外套鋼管的焊縫應進(jìn)行氣密性試驗,試驗壓力 0.15Mpa 。氣密性試驗可利用排潮管打入壓縮空氣進(jìn)行;
      直埋保溫管線(xiàn)外套管防腐層的完好性。

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