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沧州盛邦管道集团有限公司
主营产品： 钢套钢保温管，钢套钢直埋保温管，聚氨酯保温管，预制直埋保温管 |
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直埋预制蒸汽保温管设计计算
2019-1-9 阅读(378)
直埋预制蒸汽保温管设计计算
3.1 土壤摩擦力 P m 的计算
P m= !D F m （1）F m = 9.8 IP z （2）式中 D———管道外套管直径，m；
———管道长度，m；
F m ———单位面积的摩擦力，N / m 2 ；
I ———摩擦系数；
P ———土壤的密度，kg/ m3 ；
z———管道中心的埋设深度，m。
3.2 弹性力 P t 的计算
P t = S D F = 10-5E OAI >!4（D2w - D 2 D ）（3）式中 S D ———管道预热产生的轴向热力，N / mm 2 ；F———管壁截面积，mm 2 ；
O ———按预热温度选取的管材膨胀系数，mm/（m·C）；
A I———管道预热温度与预热前温度差，C；
D w ———钢管外径，mm；
D D ———钢管内径，mm；
E———材料的弹性模量，N /cm 2 。
3.3 两补偿器大间距的计算
根据摩擦力要小于弹性力的原则，则两补偿器大间距按式（4）计算：max <P t! DF m
3.4 大安装长度计算
直埋管道受热膨胀伸长，由于外壳管与砂层之间的摩擦力约束，因而在管道断面上产生了轴向应
力。在自由补偿端处轴向应力为零，在固定点处轴向应力为大值。设固定点处距自由端的距离为
，则轴向力 P 可按式（5）计算：P = K D F m = S " x A（5）式中 S" x ———管道断面上的轴向应力，N /cm2 ；
A———管的截面积，cm 2 ；
D———外壳管的外径，m。其他符号同前。
丹麦有关规范规定：在 120 C时钢管的屈服应力为 2 400 N /cm 2 ，在 20 C时为 26 000 N /cm 2 ，而采用的允许应力［ S ］= 1 300 N /cm 2 。若将此值代入式（4）即可求出允许应力范围内的大安装长度，亦即从自由补偿端到固定点之间的大距离，见表 1。
3.5 管道纵向稳定小覆土深度 H
直埋管道在运行时处于轴向压缩状态，如同一根又细又长的压杆，其稳定是靠上部覆土维持的。
因此，在直埋管道上部要保持一定的覆土深度。
作用在直埋管道上的轴向力 P 按式（6）计算：P = 3.9711C 2 g 4 F 2 E 5"3（6）
若取 C = 0.3g ，则g =P 11/68.37F 1/3 E 5/6 1/2
（7）H =Kg - GD W P（8）表 
式中 P———作用在管道上的轴向力，N；
K———安全系数，取 1.5；
g ———为防止纵向失稳所必须保持的垂直荷载
（管道自重 + 上部土重），kg/cm；
C———与土壤情况有关的参数，取 C = 0.3g ；
J———惯性矩，cm 4 ；
C———管道的自重，kg/cm。
其他符号同前。
根据上述公式计算的 H 见表 2。
从表 2 可以看出，计算结果 H 不大。工程实践所采用覆土深度一般为 60 ~ 150 cm。
