聚氨酯直埋保溫管的應(yīng)用

1、聚氨酯直埋保溫管的應(yīng)用周 蓉（長(zhǎng)嶺煉油化工有限責(zé)任公司石化設(shè)計(jì)院）摘 要 通過對(duì)長(zhǎng)嶺花園生活小區(qū)集中空調(diào)系統(tǒng)管網(wǎng)采用聚氨酯直埋保溫管與磚砌地溝巖棉保溫管的施工工藝、壽命周期費(fèi)用的比較，確定了采用聚氨酯直埋保溫管是最佳敷設(shè)方式，并對(duì)該種管網(wǎng)敷設(shè)技術(shù)進(jìn)行了探討，提出了施工注意事項(xiàng)。關(guān)鍵詞 生活小區(qū) 聚氨酯直埋保溫管 管網(wǎng) 施工1 概述我廠生活小區(qū)歷年來(lái)供熱管網(wǎng)均采用管架或管溝敷設(shè)方式，管架敷設(shè)影響小區(qū)美觀，城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范已明確規(guī)定小區(qū)供熱管網(wǎng)不應(yīng)采用管架敷設(shè)；地溝敷設(shè)由于管道保溫材料巖棉吸水性大，受潮后導(dǎo)熱系數(shù)增加，造成大量熱量浪費(fèi)，且某些地方地溝堵塞，如遇內(nèi)部積水一時(shí)無(wú)法排除，致使保溫管線浸

2、泡在水中，保溫材料脫落，管道腐蝕嚴(yán)重。供熱管網(wǎng)直埋敷設(shè)在國(guó)外已經(jīng)廣泛地得到應(yīng)用，在北京亞運(yùn)村石景山熱力工程等已相繼采用，效果甚佳；它與管溝敷設(shè)相比具有節(jié)能，工程造價(jià)低，工程量少，工期短，不影響市容，使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。因此在新建26萬(wàn)平方米的長(zhǎng)嶺花園生活小區(qū)集中空調(diào)系統(tǒng)管網(wǎng)方案設(shè)計(jì)時(shí)，經(jīng)過調(diào)查研究，岳陽(yáng)生活小區(qū)最底處地面絕對(duì)標(biāo)高34m，地下水位29m，住宅集中供熱管網(wǎng)可采用直埋敷設(shè)管道；本次設(shè)計(jì)采用的直埋保溫管道是由鋼管經(jīng)水壓試驗(yàn)無(wú)滲漏后，進(jìn)行除銹、脫脂，再裹覆高效防水化學(xué)材料氰凝、憎水不燃型硬質(zhì)聚氨酯保溫材料和高密度耐腐蝕聚乙烯套管而成的保溫管道，可在工廠集中加工，加工后運(yùn)往現(xiàn)場(chǎng)組裝，安裝時(shí)只

3、需將預(yù)制好的聚氨酯直埋管兩端突出部分進(jìn)行焊接，水壓實(shí)驗(yàn)后無(wú)滲漏，涂上氰凝，用模具現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡成型；此種保溫層耐溫可達(dá)120。2 聚氨酯直埋保溫管敷設(shè)與傳統(tǒng)磚砌地溝巖棉保溫管的經(jīng)濟(jì)比較岳陽(yáng)生活小區(qū)室外空調(diào)主干管全長(zhǎng)約600m，供回水干管總計(jì)約1200m，其中4809的管線約200m，4269的管線約600m，3258的管線約400m；下面就聚氨酯保溫直埋管與磚砌地溝巖棉保溫管兩種敷設(shè)方式在施工工藝、壽命周期費(fèi)用兩方面進(jìn)行比較.2.1 施工工藝比較2.1.1 聚氨酯保溫直埋管的施工工藝鋼管試壓 除銹 聚氨酯直埋管的制作 (工廠制造) 挖溝2.52m 直埋管的焊接 水壓試驗(yàn) 發(fā)泡 回填土 2.1.2 磚

4、砌地溝巖棉保溫的施工工藝 挖溝2.52m 打混凝土墊層 1.81.2m磚砌地溝 鋼管除銹防腐 鋼管焊接 水壓試驗(yàn) 巖棉保溫 纏玻璃布 刷瀝青漆 蓋溝蓋板 回填土 從以上工藝圖中可看出：保溫管線地溝敷設(shè)方式施工工序多，另外還有挖溝取土的運(yùn)輸與傾卸置放，沙石、水泥、磚塊等的運(yùn)輸，施工涉及面廣，施工場(chǎng)地大，施工周期長(zhǎng)；而保溫管線直埋敷設(shè)方式施工工序少，工期短。2.2 壽命周期費(fèi)用比較安裝工程費(fèi)用見表1，壽命周期費(fèi)用見表2。表1 安裝工程費(fèi)用比較安裝方式設(shè)備、材料或費(fèi)用名稱數(shù)量安裝工程費(fèi)/ 萬(wàn)元（不包括人工費(fèi)）主材費(fèi)施工費(fèi)人工費(fèi)聚氨酯直埋管聚氨酯保溫管/t144101.1693.66.561.1直埋土

5、方/m3300066小計(jì)106.1693.612.561.1磚砌巖棉保溫管焊接鋼管/t10244.1539.54.650.78紅丹漆兩遍/10m23001.311.310.35巖棉保溫/m31086.15.40.70.57玻璃布外保護(hù)層/10m23601.61.60.3瀝青漆兩遍/10m23002.72.71.1管溝 2.52m6004040小計(jì)95.8644.950.963.1 表2 壽命周期費(fèi)用比較（30年） 萬(wàn)元名 稱聚氨酯保溫直埋管磚砌地溝巖棉保溫管安裝工程費(fèi)106.2695.86運(yùn)行維護(hù)費(fèi)330壽命周期費(fèi)109.26125.86從表1、表2可以看出：雖然完成小區(qū)室外主管網(wǎng)的供暖工程，

6、聚氨酯保溫管直埋敷設(shè)比巖棉保溫管管溝敷設(shè)安裝工程投資費(fèi)用稍高，但直埋管的熱老化壽命為60年，而巖棉保溫管每隔1015年需更換一次，其運(yùn)行維修費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于聚氨酯保溫直埋管，因此聚氨酯保溫直埋管具有較高的綜合效益。3 聚氨酯保溫直埋管敷設(shè)技術(shù)分析直埋敷設(shè)供熱管道方法有三種：無(wú)補(bǔ)償方式、一次性補(bǔ)償方式和有補(bǔ)償安裝方式，因城市生活小區(qū)供熱管網(wǎng)從經(jīng)濟(jì)安全方面考慮均采用溫度120的熱水，且聚氨酯保溫直埋管耐溫可達(dá)120，故只討論前兩種直埋方式。3.1 無(wú)補(bǔ)償直埋敷設(shè)方式無(wú)補(bǔ)償直埋敷設(shè)即利用土壤與外套管之間的摩擦阻力固定管道。當(dāng)土壤與管道的摩擦阻力之和等于或大于管道膨脹力時(shí)，管線不再伸長(zhǎng)，即可不加補(bǔ)償器，這

7、時(shí)管道在熱脹冷縮過程中所產(chǎn)生的位移勢(shì)能，被儲(chǔ)存在管道壁上；無(wú)補(bǔ)償直埋敷設(shè)時(shí)，在管道上不用設(shè)置補(bǔ)償器、滑動(dòng)支架、固定支架等管道附件，管道在直管段基本處在停止?fàn)顟B(tài)，而在彎管、出土段等自由端所謂“摩擦長(zhǎng)度l”范圍內(nèi)有位移；依據(jù)集中供熱設(shè)計(jì)手冊(cè)在交變次數(shù)15000次、熱媒允許溫差83以內(nèi)其應(yīng)力值不會(huì)超過許用應(yīng)力。這種埋設(shè)方式適用于95以下的低溫供熱管線。岳陽(yáng)生活小區(qū)集中空調(diào)水溫為570，可采用無(wú)補(bǔ)償直埋敷設(shè)方式。3.2 一次性補(bǔ)償直埋敷設(shè)方式這種直埋方式在管道某處設(shè)置固定支架及一次性補(bǔ)償器，一次性直埋補(bǔ)償器結(jié)構(gòu)型式見圖1。圖1 一次性直埋補(bǔ)償器結(jié)構(gòu)其工作原理是將該種產(chǎn)品焊管道上，拆除定位角鋼,把管道加

8、熱到要求的溫度，管道熱伸長(zhǎng)，波紋膨脹節(jié)補(bǔ)償器被相應(yīng)壓縮，在此狀態(tài)下將補(bǔ)償器外套筒鋸形搭接焊縫焊死，此后補(bǔ)償器成為剛性整體，不再有補(bǔ)償能力。工作中則由管道的拉伸壓縮彈性變型進(jìn)行補(bǔ)償。用這種辦法，補(bǔ)償器補(bǔ)償了該段管道在設(shè)計(jì)溫差下產(chǎn)生的變形總量的一部分，它的作用只使管路工作中拉伸壓縮的平衡點(diǎn)處于設(shè)計(jì)溫差下變形總量的中點(diǎn)。使拉伸、壓縮應(yīng)力基本相等，起降低管路拉伸或壓縮變形應(yīng)力的作用。一次性補(bǔ)償器適用于工作壓力1.6MPa、工作溫度120的管道，其使用壽命超過30年。 4 聚氨酯保溫直埋管道施工注意事項(xiàng)(1) 施工中溝槽要平整，保證槽底干燥，且需要作200mm左右厚的細(xì)砂墊層，保溫管兩側(cè)及上部至少應(yīng)覆蓋

9、200mm左右厚的細(xì)沙。其目的一是防止硬物損壞保溫外套管，二是利用砂子的流動(dòng)性，充分填充管道周圍的空隙，以保證足夠的摩擦力。 (2) 管道安裝完畢需進(jìn)行1.5倍工作壓力的水壓試驗(yàn),待水壓實(shí)驗(yàn)合格后方可進(jìn)行接口發(fā)泡處理，要保證接口鋼管表面、兩側(cè)保溫端面和搭接段外殼表面的水分、油污、雜質(zhì)和端面保護(hù)層去除干凈；接口使用聚氨酯發(fā)泡時(shí)環(huán)境溫度不應(yīng)低于10(3) 一次性補(bǔ)償直埋管線必須要按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱至設(shè)計(jì)溫度時(shí)要保證溫度的恒定，并保證到一次性補(bǔ)償器施焊完畢或回填土全部完成方可降溫。(4) 管道進(jìn)入建筑物、地溝時(shí)應(yīng)加穿墻套管，在出土端設(shè)置固定支墩。(5) 回填土要分層夯實(shí)?；靥钔恋馁|(zhì)量對(duì)于管線的安全運(yùn)行非常重要，一定要給予重視。 5 結(jié)論長(zhǎng)嶺花園生活小區(qū)集中空調(diào)系統(tǒng)管網(wǎng)采用聚氨酯保溫直埋管不僅解決了磚砌地溝巖棉保溫管管道腐蝕嚴(yán)重、壽命周期短的