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直埋保温管保温材料及保温结构的选择(下篇)

发布日期:2018-11-26
摘要:每种保温材料都有自身的特点,在具体的使用条件下选用合适的保温结构成为保证地埋管使用寿命的关键。这里我们以蒸汽管为例,说明保温结构的对直埋保温管的影响。

直埋保温管保温材料及保温结构的选择(上篇)

 

   一般来说,蒸汽管(钢套钢保温钢管)的保温结构型式主要分为外滑动和内滑动两种结构形式。

对于钢套钢内滑动保温结构,目前国内使用的材料基本上都是硅酸钙+聚氨酯的“瓦泡结构”,其特点是内层保温为硬质的材料而外层为软质的保温材料可以起着更好的对内层的保护作用,缓解管线自身的振动以及外界侵袭等。

 配图20181123-2.png

如上图所示:钢套钢内滑动结构形式,其保温层、铝箔反射层、钢套管为一整体,仅工作钢管进行热位移,工作管和内层保温层之间通过润滑层进行相对滑动。该保温结构的优点是:保温密封性好,无支架热桥,有非常好的保温效果。并且内滑动保温层有一定的防水防潮效果。

其缺点是:①该种保温结构不允许工作管有横向位移。因为聚氨酯和硅酸钙均为脆性材料并且充满工作管与外套管之间的所有空间,如果受横向挤压,保温结构将被破坏。保温材料破坏后保温会出现缺陷,直接影响钢套管的温度。埋地蒸汽管的在蒸汽管的实际应用中,要求所有工作管都不产生横向位移几乎不可能。因此在工作管有横向位移的管段(多是有拐角处),保温结构须用外滑动。②根据上述可知,聚氨酯的使用温度较低,如果保温结构控制得不好,会导致聚氨酯内层温度过高。

根据保温管单位面积热损失率:
配图20181123-4.jpg

由上式可得,硅酸钙表层(即聚氨酯最里层)温度 ,与硅酸钙层的热阻及土壤层的热阻有关,硅酸钙层的热阻过小或者土壤层的热阻过大,都会导致聚氨酯层的温度过高。

而且随着时间的推移,保温层的导热率会慢慢变大,及上式中的 增大,这样也会导致 不断升高,等升高到聚氨酯碳化温度,也会导致保温失效。

因此内滑动保温管在设计时间,必须根据土壤埋深对保温层进行严格计算,并且内部保温层的设计必须留出合理的余量。

 

  综上所述,直埋保温管道的保温层不仅对管道的使用性能有很大的作用,而且对直埋保温管的寿命有非常重要的影响。为了保障直埋蒸汽管的正常使用,在设计、采购、预制、施工各阶段都必须控制好保温结构的性能和质量。


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