预制埋地式保温管敷设技术

一直以来都认为同等厚度条件下，玻璃棉保温效果比“瓦---泡”结构保温效果好，这与前文结论相悖，是过去的结论错了，还是前文的计算错了？应该讲热工理论计算结果都没有错，只是厂家产品样本中是按玻璃棉充满保温空间计算的，但是按目前保温管加工工艺，“外滑动式”玻璃棉或微孔硅酸钙瓦是无法充满保温夹层的，工艺间隙必须存在。因为保温材料较大圆周尺寸一定要小于滑动支架的圆周尺寸。支架的圆周尺寸又必须小于外套管的内径。因此“外滑动”式保温管的环形工艺空气隙是*的，空气隙的当量导热系数与空气隙的厚薄有关，与气隙内外层温度有关，这些参数在计算间隙当量导热系数之前是无法得到的，而且真实的产品，其间隙厚度取决于操作者的“手感”，存在着随机性和不确定性。因为诸如此类的原因使得编制产品样本时，得到精确数据难度极大。假设保温棉充满保温夹层计算工作量要小的多。这样就产生了玻璃棉“外滑动式”比“瓦---泡”结构保温效果更好的错觉。
二、保温结构的稳定性
“瓦---泡”结构属于内滑动式，根据蒸汽管管径大小，在蒸汽管外环向包覆 2~6 块瓦，在轴向则较多一根管上有 20 块瓦，发泡过程中瓦块互与外套间相互压紧。泡沫固化后，保温层成为一个整体没有缝隙（非指瓦与芯管间）不会松动。泡沫与外套管粘牢，保温夹层被泡沫充满，没有空气隙。“瓦---泡”结构整体性良好，没有支架。泡沫隔绝了水、空气与外套钢管内表面的接触。
采用单一玻璃棉保温存在环形间隙，单一保温瓦则即有环向间隙又有大量轴向间隙，由于每根管道要设两只支架，保温层在支架处出现断层，以本文φ720/φ1220 为例计算如果芯管与外套之间保温材料消失，其热损失约为玻璃棉完好状况下热损失的 5 倍（限于篇幅计算省略）。因此在每组支架前后因保温断层，会形成明显的热桥。
管道支架均为钢板制成，低碳钢是优良的热导体，其导热系数高达 48W/m℃，是玻璃棉导热能力的 700~800倍，尽管动足脑筋阻止散热，支架仍然是个不可忽略的热桥。
由于“外滑动”结构保温材料与冷态芯管等长且随芯管移动，采用波纹补偿器的系统每个补偿管段向有150~200mm 的伸缩，这无疑给保持保温层连续增加了难度。至于纯“瓦”结构，由于微孔硅酸钙瓦在温度升高时收缩，使得环向缝隙引发的热桥效应更强烈。
在保温管加工过程中和运行过程中，如果保温玻璃棉和外套管发生钩挂，支架卡死，玻璃棉会遭撕扯，形成“保温”材料局部缺失，产生更为严重的热桥。
三、灾害对保温性能的影响
与架空敷设方式相比，灾害对直埋敷设保温管热损失的影响要严重得多。按建设部关于保温管产品标准，保温管的寿命应不低于 25 年，但现实工程中，十年、五年、两年甚至一年就报废的案例比比皆是，因此对直埋敷设保温管灾害研究，保温管抗灾性能研究和热网防灾技术研究就显得十分重要。
从维系良好的保温状态的角度讲，主要的灾害表现为保温材料吸水，使保温性能恶化。更为严重时保温材料消失。这又分为保温材料被消失和自行消失两类。以下列举主要的灾害：
①施工时保温夹层灌水
施工时保温管被下到挖好的管沟中，下雨或其他意外事故，沟中积水，积水应抽干，在管沟无水条件下进行管道安装作业。由于种种原因保温管被泡在水中，保温层可能被灌满水。
②施工时外套钢管漏焊,漏水或地下水经套管缝隙进入保温层。
③排潮管穿孔、拆断，外套管穿孔开裂，引入雨水、地下水。
④工作管及管件上有孔、洞、缝，水压试验时，水进入保温夹层。
⑤在运行过程中发生水击，导致工作管开裂，补偿器爆破，有压蒸汽冲刷保温材料。
⑥补偿器限位钢筋未拆除、补偿弯管、有位移三通等管件定位钢筋未拆除，导致蒸汽管穿孔、开裂，引起有压蒸汽冲刷保温材料。
⑦保温夹层中积水未充分排空，暖管排潮过急过强，夹层中积水被加热成有压蒸汽，冲击保温材料。
对于上述常见的各种灾害，“内滑动”式保温管和“外滑动”式保温管的承受能力到底如何，下面分别进行分析。
外滑动玻璃棉保温型
玻璃棉是纤维状的保温材料，吸水性*，表面憎水材料只对防雨水有用。当玻璃棉浸泡在水中时憎水剂不能阻止玻璃棉吸水，而且憎水剂在温度升高以后会失效。浸泡玻璃棉的冷水，排干以后，再经干，玻璃棉仍可具有良好的保温性能。
无论保温层被灌满水还是只有管底积水，因为玻璃棉亲水，包在保温管上的玻璃棉可以通过毛细应，将触到的外护管底部的水吸上来。吸水的玻璃棉容重增加。在重力作用下，下部吸水玻璃棉向下沉，玻璃棉毡受拉会被扯断。保温管口径越大，其保温层垂直高差就越大。玻璃棉被扯断的危险性就越大，一旦玻璃棉毡被扯断，脱落到管底，日久变成糊状，这种情景在维修中经常见到。
玻璃棉对有压汽流毫无抵抗能力，工作管道、管件上出现孔洞缝，蒸汽喷出，可以把几十米管段内的玻璃棉毡*摧毁，管线变成无保温直埋蒸汽管网。
保温层内灌入水后，应当在管网低点开孔，将水缓慢排空，然后缓慢送蒸汽，进行烘管。这个过程如果操之过急，大量积水迅速加热成蒸汽。汽的体积是等质量水体积的 1725 倍。若产气量大，便形成有压汽流，可将玻璃棉撕烂，甚至将玻璃棉喷射到保温管外。水沸腾变成汽时形成大量的汽泡，对玻璃棉也具有相当大的破坏作用，使玻璃棉纤维断裂，与水混合成为糊状。
外滑动式的管道支架是其另外一根软肋，至少每 6 米管道有一个支架，一旦发生意外管道保温玻璃棉被摧毁，想重新向直埋保温管中充填保温材料，将极为困难。没了保温材料覆盖且无法恢复，管网只能报废。临时的、支线、小口径管道，发生损害，影响范围较小，损失也较小，更新的代价较低，尚可操作。干线上大口径管段一旦发生管道保温崩溃情况，业主将陷入极为棘手的境地。面对众多用户汽停不得，保温损害又无法修复，天天翻几番的热损失成为沉重负担。若发生次生灾害，引发社会问题，后果更不堪设想。水一旦进入玻璃棉直埋保温管，便铸成永远的“伤痛”，通过排水、排潮，可以将大部分“入浸”的水消除，但是管底将永远是湿的。根据保温管设计规范，保温外套表面温度应当低于 50℃。保温材料浸水受到损害后，只要保温材料没有*消失，保温管底层的温度就达不到 100℃。但又比正常状况下 30~50℃明显高。保温夹层在宏观上是个封闭的空间，其中的水不可能像开放空间一样，可以通过蒸发而消失。由于制造成本的原因，保温管外套钢管没有采用内表面防腐措施.