浅谈钢套钢直埋蒸汽管道

近几年随国家对热电联产、集中供热的大力推广以及越来越多的城市对环境 要求的提高，直埋蒸汽管道得到了迅猛的发展。蒸汽直埋管道敷设长度由过去的几十米 到现在的管线达到几百米，甚至几千米；管径也迅速增大，例如我厂工作芯管大已做到 1020。但仍有一些设计院对直埋蒸汽管道比较陌生，不同生产厂家在直埋蒸汽管道上 的结构不同也使得一些设计院对其产生了混淆。笔者希望通过对“钢套钢直埋蒸汽管 道”的结构的一些描述，以期对一些设计院在设计直埋蒸汽管道上提供一些参考。

一、钢套钢直埋蒸汽管道结构

基本结构：①工作芯管一②高效无机保温层～③铝箔双层反射层～④不锈钢打包 带、中碱布两层环氧煤沥青盖面一⑤空气层(10～15ram)一⑥钢外护套管及外防腐(具体 可见图一)。 工作原理：利用不锈钢打包带将保温材料紧扎在工作芯管上，当管道运行受热膨胀 时，保温材料与工作钢管通过支座在钢外护套管中一起移动。此结构就如同将地沟敷设 蒸汽管道中的地沟由钢外护套管代替。 钢套钢直埋蒸汽管道支座包括：内固定支座、导向支座、滑动支座。 内固定支座——通过环板、加强筋，将工作芯管在某一点形成一个相对于钢外护套 管的“死点”； 导向支座——具有三个成1200的“脚”，使工作钢管能够沿钢套管轴向自由移动(具 体结构见图二)； 滑动支座——在导向支座的基础上改进，将三个“脚”取消，在卡箍下部增加一滑动 板，使得工作芯管在该支座处能前后、左右及向上运动。(其主要设置于具自然补偿弯头 较近处，具体结构见图三)

二、直埋蒸汽管道设计 钢套钢直埋蒸汽管道的设计包括保温层厚度计算、外护套管壁厚计算、管道热补偿 计算。保温层厚度计算及外护套管壁厚的计算方法在《城镇供热直埋蒸汽管道技术规 程》…中已有详细介绍，另外很多直埋蒸汽管道生产厂家也在他们的说明书中也编了一 些在一定地区范围内、不同工作条件下可采用的保温层厚度表格，设计时可作为参考。 如前所说，钢套钢直埋蒸汽管道的工作原理与地沟敷设管道类似，其热补偿方式一 般也采用二种方式：①补偿器补偿②弯头自然补偿。 钢套钢直埋蒸汽管道的补偿器一般选用轴向型波纹补偿器(因套筒补偿器需经常更 换盘根，所以一般不使用)。由于直埋蒸汽管道波纹补偿器需加保温及钢外护套管(具体 结构见图四)，所以其补偿器无需采用全埋式结构，但需加钢外护罩以不见波纹。波纹补 偿器选型时，其设计压力可较管网压力提高一等级。补偿裕量的选择应比管沟和架空敷 设所用补偿器的裕量大，《城镇供热直埋蒸汽管道技术规程》…规定：补偿器补偿量应考 虑15～20％的膨胀裕量，但笔者认为能考虑30～50％的膨胀裕量，以尽量在补偿量 上提高补偿器的使用寿命产品说明书中压力、位移的变化对膨胀节寿命的影响)。

浅谈钢套钢直埋蒸汽管道

就波纹补偿器波纹管材质的选择上，南京晨 光东螺波纹管有限公司在《热网用波纹补偿器》旧。样本中对采用材料又如此叙述：波纹 管材质一般为0Crl8Ni9(SUS302)，高温蒸汽推荐选用3 16L且经固溶处理，其它零部件为 优质低碳钢。本人对句话存有疑义：由于奥氏体不锈钢材料是一种溶碳能力较大的 金属，它与碳金属接触后极易产生渗碳反应，是不锈钢性能变成硬而脆，逐渐失去塑性。 在《工业金属管道施工及验收规范》H1中就有明文规定：“安装不锈钢时，不得用铁质工具 敲击，切割时不得使用切割碳素钢的砂轮”、“不锈钢管道与支架之间应垫人不锈钢或氯 离子含量不超过50×10山(50p．P．m)的非金属垫片”。因此在与不锈钢紧密接触部分的 材料(如加强环)不应选用低碳钢。 架空、地沟蒸汽管道，因其有足够的膨胀空间，自然补偿弯头处支架皆采用滑动支 座。而钢套钢直埋蒸汽管道的膨胀空间是靠增加弯头处的外护套管的直径来取得(其工 作芯管运行状态是的位移可见图五)。为控制放大部分外护管的长度，应在保证弯头处 应力(可采用与架空、地沟管道设计计算一样的方法和相应的应力计算软件来计算)不超 的情况下，离弯头较近处设置导向支架。当弯头处位移量比较大的情况下，为降低成本 也可采用将弯头处外护套管偏心设置。 因补偿器具有一定的疲劳寿命，因此在设计时应尽量采用弯头自然补偿，尤其是一 些工厂、学校等开关次数比较频繁的地方。如蒸汽来源不是热电厂而是自备小锅炉(其 产生蒸汽为饱和蒸汽)时，其对水质处理只做软化处理，对水中的阴、阳离子除了钙、镁离 子去除外，包括氯离子在内的其它离子均未去除。因此，锅炉水中含有苛性碱、硫酸盐、 氯化物等化合物，这些化合物就会被湿饱和蒸汽带到补偿器中去，凝结后积存在补偿器 的波谷中，在蒸汽的作用下腐蚀奥氏体不锈钢，大大缩短波纹补偿器的使用寿命(该种工 况下的补偿器往往l～2年就会损坏)。因此在做该种工况的热补偿设计时，应尽可能利 用弯头做自然补偿，在没办法的情况下应“Ⅱ”补偿器。当现场条件不允许使用“Il” 补偿器时，应将波纹补偿器安装在钢筋混凝土检查室内，以方便将来的检修和更换。