热力管道直埋保温管的应用

热力管道直埋保温管的应用

孙林山

中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司湖北武汉430071

摘要：文章从产品分类、结构、性能指标和生产工艺，工艺特点，应用范围，应用方法四方面来介绍。

关键词：埋保温管；热力管道材料；应用

随着我国国民经济的发展和人们物质生活水平的提高，对热力管道布置的紧凑性、环境的美观性、检修的便利性、运行的经济性都提出了更高的要求，热力钢套管直埋技术被越来越多采用。

一、产品分类、结构、性能指标和生产工艺

（一）分类

1、按输送介质温度分类

主要分为预制直埋热水保温管和预制直埋蒸汽保温管两大类。热水保温管输送的介质最高温度为140℃，主要用于北方城市集中供热工程；蒸汽保温管输送的介质最高温度为300℃，主要用于电子、医药等行业的用汽。

2、热水保温管分类

(1)按生产工艺

主要分为“管中管”工艺和“聚氨酯喷涂聚乙烯缠绕”工艺。目前大部分厂商都采用“管中管”生产工艺，“聚氨酯喷涂聚乙烯缠绕”工艺是一种新型生产工艺，技术含量较高，国内外仅有为数不多的几个制造商掌握，处于技术垄断阶段。

(2)按芯管的数量分类

主要分为单芯管和双芯管，目前国内生产的热水保温管均为单芯管。

(3)按芯管的材质分类

主要有钢管、不锈钢管、铸铁管、玻璃钢管、PPR、HDPE等材质。

(4)按应用领域分类

①用于城市集中供热，目前是热水保温管的主流。②用于城市集中供冷。③用于高寒地区自来水管道保温④用于北方高层建筑自来水二次供水管道保温⑤用于石油长输管道保温⑥用于海底输油管道保温⑦用于其他领域，如用于煤矿冷气输送管道保温、化工厂低温介质管道保温、液化气管道保温等。

3、蒸汽保温管分类

⑴按结构分类

主要分为“钢套钢”外滑动结构和内滑动结构两大类。

(2)“钢套钢”外滑动结构按外防腐材料分为，三层PE防腐层、硬质聚氨酯防腐层、环氧粉末防腐层、聚脲防腐层、玻璃钢防腐层等。三层PE防腐层长期耐温为50℃，后4种防腐层长期耐温在80℃-90℃。

（二）热水保温管介绍

1、保温管产品结构

预制直埋热水保温管是由输送介质的芯管、硬质聚氨酯泡沫保温层和高密度聚乙烯外护层紧密结合而成，通常芯管采用钢管，也可根据输送介质的种类和温度要求，采用其它材质的管材。

2、材料及性能

(1)芯管

通常采用无缝钢管和螺旋埋弧焊钢管，DN150及以下采用20号无缝钢管，执行GB/T8163标准，DN200以上采用Q235B钢板制作的螺旋埋弧焊钢管，执行GB/T9711.1标准。

(2)聚乙烯外护层

聚乙烯外护层采用PE80级高密度聚乙烯树脂制成，具有很高的机械强度和优良的耐腐蚀性能。

二、应用范围

（一）应用于热水供热系统中

在这种系统中，一般采用聚胺酯发泡材料作保温层的直埋管。当采用高温水供热时，为安全起见，也可采用复合保温材料的直埋管。管道的泄空阀门，排气阀门设于阀门井内。在钢管的选用上均采用无缝钢管。

（二）应用于蒸汽供热系统中

在这种系统中，应采用岩棉与聚胺酯复合保温管。疏水器安装在阀门井内。钢管采用无缝钢管。型号由介质参数确定。

（三）应用于卫生热水系统中

在这种系统中的应用与在热水供热系统中的应用方式相同。

（四）应用于给水及排水系统中

在寒冷地区为防冻，多将给、排水管道深埋在地下，但有时在地面以下较深处有障碍时，或管道坡度不能满足要求时，即可采用直埋保温管设置于较浅处，或者露天安装。当应用于这类系统时，应注意管道的防腐

三、应用方法

（一）直埋设置

直埋设置是直埋保温管的基本应用，一般埋

设深度不小于1.0m，管周围以厚度不小于100mm的砂包裹，上部回填素土并夯实。在特殊情况下，也可将两根或多根管道垂直排列，虽然占地少，但不利于安装和维修。

（二）架空安装

由于这种管材保温性能好，抗老化能力强故也可采用架空安装。架空安装时应注意在支架处不可将保温层割开，一般采用半圆型钢板支撑管道，既可保护保温层，又可在管道受热时，使其自由滑动。

（三）施工工艺

1、管槽开挖

由于应用这种管材埋深浅，土方量小，所以一般以人工开挖较多。大型管道也可采用机械开挖，辅以人工清槽找坡。开挖前，应采用钉腰桩法或龙门板法准确放线，并依管材长度和管道附件情况定出接口、伸缩器、固定点及阀门井的位置。在开挖时留出接口的作业坑。由于管道和回填砂占有体积，所以开挖出的土必然在回填时有所剩余，故应尽量在开挖时将多余的土方外运，以方便下步施工。开槽时应严格按土方开挖的施工规范放坡，雨季施工应考虑排水。由于管道埋深浅，一般不会遇到地下水有利于施工。

2、槽内下管

管材到现场后应整齐堆放，下部用木方垫起，管材应平行码放，层数应小于6层。下管时应防止碰撞损坏保护层和保温层，吊装大型管道时应注意索具不宜直接系在保护层上，防止损坏保护层。如需切管，可先用木工锯将焊口两侧各150mm内的保护层和保温层刮掉，钢管可用气割或机械割断。

3、管道焊接及附件安装

管道焊接时应将阀门等附件同期安装就位。焊接时应严格按操作规程操作。特别是因为聚胺酯发泡材料为易燃品，焊接时应注意防火。

4、试压

管道焊接后，经焊工自检，工班长复检、有探伤要求的，经探伤检查后，在管道除接口处外回填沙，将管压住，防止打压时管内高压在管道折角产生过大的冲击力将管道损坏。试压一般分为严密性试验和强度试验。严密性试验一般在工作压力下进行，强度试验一般在工作压力的1.5倍压力下进行。试压中发现渗漏的焊缝应在泄压后进行补焊，直到试压合格。由于直埋保温管在安装后难于维修，所以要特别注意焊接质量，确保一劳永逸。

5、封头、发泡

试压合格后，将焊口处清理干净，再将塑料保护壳套上，用热风焊枪将外套焊好。在接口的最高处开1个直径20-30mm的注药孔。依接口处保温层体积的大小，取适量的聚胺酯发泡材料，将其“黑药”、“白药”按体积1:1的比例迅速混合，搅拌均匀，并迅速注入接口保护壳内。在正常气温下1min左右发泡完成，如气温较低，可用温水加热发泡药品，以利于快速发泡，提高施工速度。发泡后，接口处应饱满，泡沫没有外溢。泡沫固结后，用热风焊枪将注药口焊死。保护层应焊接严密，不漏水，外观应整齐。

6、阀门井砌筑和固定点混凝土浇筑

在管道基本焊接完成后，应砌筑阀门井并浇筑固定点的混凝土。在阀门井砌筑时，应注意在管道穿过井壁处加设套管。由于管道埋深小、散热小，所以阀门井要注意防冻，必要时采用保温井盖。

7、回填土

全部安装完成后，经检查合格，回填土封闭。回填土应保证管道四周有不小于100mm的沙。回填土时，土中不得有冻块，防止砸坏管道。对于固定点处，应在混凝土强度达到70%后回填土，并应分层夯实。

四、工艺特点

（一）伸缩器与固定点的设置

由于管道中的高温介质使管道伸长，因而必须设伸缩器来吸收伸长量。如直埋保温管采用架空安装，则应同一般热力管道一样设置伸缩器和固定支架。而在埋地时，由于土壤的承托，不需设支架，但必须设固定点伸缩器，伸缩器可采用方形或波纹管型，如采用方形时，应将管道的活动区用泡沫塑料填塞，防止被土压实，影响管道伸缩。

（二）发泡、封闭

发泡时应注意发泡药不可配得太多，防止发泡药外溢。其次是焊接，由于在接口封闭时，一般都是固定焊，所以在施工中应适当加大作业坑，方便焊工焊接，以利于提高质量。

传统的热力管道多采用地沟内设置的方式，通常采用刷油漆防腐，岩棉等材料保温，外包玻璃布保护的形式。这种设置方法虽然具有操作、维修方便，安全可靠的特点，但因其施工工期长、占用土地多、投资高、保温性能较差等原因，其应用受到一定的限制。近年来出现的直埋保温管较传统方式有了较大改进，在各类建设工程中得到了越来越多的应用。

参考文献

[1]城镇供热预制直埋蒸汽保温管技术条件,中华人民共和国建设部2004年12月发布.

[2]钢套钢直埋蒸汽管道保温层防进水规范与运行实践,区域供热2006.2期王立文等.

[3]城镇供热直埋蒸汽管道技术规程,中华人民共和国建设部2005年7月发布.