钢套钢蒸汽保温管设计

1、钢套钢蒸汽保温管的设计不能象直埋热水管道那样允许有锚固段存在，直埋蒸汽管道的设 计必须使整个管系的热应力释放掉，即管道必须能产生热位移。
此外，由于高温蒸汽管道的计算温差远远大于热水管道的计算温差，并且钢材的线膨胀系数 也随 温度升高而有所增大，因此相同长度管道的热伸长量，296℃的蒸汽管道比150℃的热水管道 大一倍多。由于受补偿器补偿能力的限制，直埋蒸汽管道固定墩的间距比直埋热水管道要小 得多。1.1.2 因管道保温结构不同而形成的区别：
*，直埋热水管道使用的是“三位一体”的预制保温管，即聚氨脂保温层紧密地粘结 在工作钢管的外表面。但由于聚氨脂的耐热温度较高为140℃，因此钢套钢蒸汽保温管只能做成 包裹式的 复合保温结构，即必须使用耐高温的保温材料，这种包裹式的结构使得工作钢管与保 温层必然是脱开的，*一点区别就决定了钢套钢蒸汽保温管不能按照直埋热水管道的设计方法 进行设计。

1.1、 钢套钢蒸汽保温管的设计思路：
钢套钢蒸汽保温管不能采用直埋热水管道的设计方法，因此我们对直埋蒸汽管道设计的 基本 构思借鉴了地沟与架空管道的设计方法，同时又特别明确了它与地沟或架空管道的设计方法 也存在着区别。主要的区别是直埋蒸汽管道的保温结构对管道热膨胀及管道补偿方式的影 响及限制。此外，地沟及架空管道两固定点之间的大长度是由管道失稳条件决定的，它与 管径的大小及补偿器的补偿能力有关，而直埋蒸汽管道两固定点之间的大长度在受补偿器 补偿能 力的限制的同时也受管道保温结构的约束。例如，由于保温结构对直管段及弯头的径向位移 空间的限制，使得直埋蒸汽管道不能象地沟或架空管道那样可以利用管网的实际路由走向选 择 不同形式的补偿器，直埋蒸汽管道的补偿器只能采用轴向型的，自然补偿管段也只能设计得 较短。而直埋蒸汽管道的强度验算和地沟或架空敷设的设计方法是一致的，即采用弹性分析 的方法，工程实践证明这种设计方法是可靠的。

2、合理地选择预制复合保温管道是钢套钢蒸汽保温管工程设计的关键：
当我们做一项工程设计时，首先要根据工程的实际情况合理选择复合保温管，确认它的保温 结构、材料及其性能能满足设计参数及工程特性的要求，并根据管网的布置状况向生产厂 家明确提出管系及特殊管件的具体要求。
钢套钢蒸汽保温管管道的保温材料及保温结构的基本要求是，保温材料本身的性能优良，具有 较强的憎水性，并且在特殊环境(如高温)下其自身特性变化不大；保温管道的整体结构要具 有足够的机械强度；外保护套要有可靠的防腐能力和承内压、外载能力。此外，直埋蒸汽管 道还应满足以下要求： 2.1、 管道在保温层内能够充分地滑动

管道在工作时因温度的变化会出现热胀冷缩，在直管段上产生轴向位移，在弯头及其附近会 有轴向位移和径向位称同时产生。为了保证管系热应力的充分释放同时减小管道对固定墩的 推 力，要求管道与保温层之间的滑动摩擦系数要低。现生产厂家多采用在管道与保温层之间设 减阻层的方法，效果好的可将摩擦系数减小到0.3以下。当弯头处采取自然补偿的方式时， 要求弯头及其两侧一定长度的管道要有足够的轴向位移及径向位移的空间。

2.2、 要保证管道保温结构本身和周围土壤的温度场的要求

由于钢套钢蒸汽保温管的介质温度高，如不有效地控制保温结构各环节的温度，就会造成保温管 道的保温层、外防护层的破坏，严重时可导致管网全线破坏。例如复合预制保温管的低温保 温层 一般都采用聚氨脂，其较高适用温度是140℃，如果该界面温度超过140℃并长期运行，就会 造成聚氨脂碳化、强度减弱、保温失效。
此外，管道外表面温度升高时，对其混凝土固定墩 、管道周围的电缆、上、下水管等都会造成影响甚至破坏。
因此设计钢套钢蒸汽保温管时，一定 要对管道的整体及局部的温度控制(向保温管生产厂)提出明确要求。

2.3、 要具有排潮装置
保温管在工厂生产、运输及安装过程中不可避免地含有或吸收一些潮气甚至少量水分，这些 潮气或水分在管道运行时经管内蒸汽加热就会形成蒸汽，如不及时迅速地排除出去，就会使 保温层间的温度、压力升高，甚至破坏保温结构。

2.4 要有可靠的外防护层
目前，国内使用的复合预制保温管的外保护套有三种材料，即聚乙烯、玻璃钢、钢。玻璃钢 材料现在国家还没有制定统一的技术标准，质量不易保证；采用聚乙烯外套则管件与管道的 (外套)接口不好处理，如固定节与管道、补偿器与管道的接口处，这些接口如处理不好，运 行过 程中地下水就会渗入管道保温层并形成蒸汽，严重时会导致管网全线报废；钢外套虽然严 密但工程造价高，并且外防腐如果处理不好就不能保证管网的使用寿命，同时由于钢外套 本身温度应力的作用，管道的固定墩比聚乙烯外套的预制保温管大很多。综上所述，我们在 进行设计时，要根据工程的具体情况进行分析比较，确定使用哪种外防护套，并根据外防护 套的材料提出对管件结构的要求。