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3 实际工程中的应用 3.1 确定管道壁厚 因为处于管道内的气流压力会对管壁产生作用力,为了保证管网持续处于一个正常运行状态,在选择蒸汽管道时,要确定出其管道壁厚度。在本工程设计过程中,主要使用以下公式确定出管壁厚度: Q=PdD 2[鄣]Φ+P
d ,(1)式(1)中,Q为管道理论计算的壁厚,mm;Pd为计算的管道压力,MPa;D为管道的外径,mm;Φ为基本许用应力的修正系数;[δ]为计算温度下钢材的基本许用应力,kN。经计算此工程管道壁的厚度为5mm。3.2选择保温结构 在设计本工程的蒸汽管道时,设计人员通过对项目地区的实际情况进行考察,结合以往的施工经验,决定使用内滑动式负荷保温的结构形式进行保温,本工程主要使用硅酸钙瓦、工作管、外护层、聚氨酯泡沫塑料相互结合的方法构成保温结构,此结构可以把蒸汽管道的温度控制在允许范围内,而且还可以有效地降低温度对蒸汽管道造成的影响。3.3设计固定支座 根据此蒸汽管道工程的实际情况,决定使用内外固定支座的方法对支座进行固定,其中外固定指的是同时对外保护管和工作钢管进行固定,分别在补偿器和管道的两端设计混凝土结构的支墩,以此来达到固定管道的目的,此工程使用玻璃钢套钢和塑套钢的方法组成保温结构,因此在设计过程中,除了要考虑固定效果外,还要防止出现热流和冷桥外泄的情况出现[4]。内固定指的是在外保护管上使用一定的结构形式进行固定,以此来保证外保护管的刚度和强度,降低土壤和外保护管之间的摩擦力,取得良好的固定效果。
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3.4确定具体的补偿距离 在此次蒸汽管道设计过程中,初步将补偿器长度确定为1.5m,固定墩的长度为2.6m,根据常规管长9m、12m的标准进行计算,2个固定点之间的距离要分别为30.4m、27.3m,补口的数量为5个,根据各个补偿器的实际补偿距离,设计固定点之间的距离为31m,为了提高蒸汽管道的泄漏点和工作强度,要在各个固定点之间分别设计2个补口。3.5设计排潮管 排潮管主要是用来将工作管和护管之间的水汽进行排除的导管,在蒸汽管道中设计的比例很低,不过起到的作用是不可忽略的,在设计排潮管时,要注意下面几个方面的问题:a)要根据排潮管实际运行情况,对管道的运行故障进行判断;
3、管线定位管沟开挖 根据勘测部门提供的控制桩,使用GPS定位仪可以快速、高效、准确的确定管线。定位时 设置的木桩要注意保护,尤其是处在农田里的桩点。绘制桩点位置图是非常必要的,因为长距离管道施工协调不力,施工受阻时常发生,等协调好在施工时桩点很有可能已不知去向。绘制桩点控制图可利用桩点附近2个不会移动的固着物只桩点的距离
9、弯头 本工程原设计内、外管弯头曲率半径均为1.5D,由于曲率半径相差太大无法实现套装,故与改成内管弯头曲率半径为2.0D,外管弯头曲率半径为1.05D,其曲率半径均为1050mm,使用效果较好。 弯头的两端直管段上分别设大推力固定支架,并且尽量接近弯头,设计要求固支中心至弯头中心的距离为2米。也有设计要求固支中心至弯头中心的距离为4米,以充分发挥弯头的自然补偿能力,本人倾向于后者。到底哪种效果好,有待实践验证。 弯头两端对接焊缝要求加固,我们使用的是200*100*20的加固板圆周6块均布,也可使用槽钢段加固。 10、铁路顶管段的施工 本工程穿过3处铁路,使用直径2000mm的混凝土顶管穿过铁路,顶管内敷设管道。3处顶管长度分别为59米、72米、24米。具体施工法法如下: 顶管一端挖不短于14米的操作坑(本工程预制保温管长度为12米),用于管道组对焊接,顶管另一端设卷扬机,在顶管内打150mm~300mm厚的混凝土垫层,其坡度、坡向要符合设计要求,自制小拖车每4~6米一个卡在外套管上。在工作坑内组焊完一节,即用卷扬机拖向顶管另一端。管道露出另一端顶管后,用细沙垫实管道底部,拆除小拖车。
混凝土顶管 固定管道用卡圈 小拖车 混凝土垫层 11、结语 (1)本工程通过GPS定位仪使管线定位定位准确而高效;管沟开外和管道安装时采用水准仪及沟底木桩,使管沟和管道的高程控制*。 (2)固定支架制作通过自制支架、卡具,使固定支架制作质量得到了保证。 (3)穿越铁路的顶管段管道,通过自制小拖车配以卷扬机拖入混凝土顶管,解决了顶管段
5 管道敷设的难题依次套入内环、石棉垫、外环、另一侧石棉垫、另一侧内环,调整上述部件使其处于同心位置,用卡兰螺栓等卡具将上述构件压紧,点焊内环,焊接内环支筋处一段环缝,点焊支筋,焊接内环及其支筋,检查调整外环位置,套入外环两侧外套管,找好其与工作管的同心位置点焊,加临时支撑固定外套管,支筋处环缝焊接,加支筋焊接。工作管与外套管间两端加临时支撑,做好标记。交保温单位防腐。本次设计的小推力固支内环未设支筋,而内环与工作管是单面焊接,难以控制焊接变形,经与设计,增加了4块支筋(圆周均布)。另外要注意内、外支筋要径向处在一条线上,以便于排潮管及疏水管的设置;卡具要在焊缝冷却并敲击释放应力后再松开。