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8步解決熱水管道無補(bǔ)償直埋敷設(shè)難題

1．有補(bǔ)償直埋敷設(shè)和無補(bǔ)償直埋敷設(shè)設(shè)計(jì)方法的主要區(qū)別是什么？

有補(bǔ)償直埋敷設(shè)按照傳統(tǒng)的管道強(qiáng)度驗(yàn)算方法，對各種載荷產(chǎn)生的應(yīng)力不分類，均按彈性分析理論或極限分析理論的強(qiáng)度條件控制，利用補(bǔ)償器吸收熱位移來降低直管段的溫度應(yīng)力，設(shè)計(jì)結(jié)果是固定支架和補(bǔ)償器的數(shù)量很多。

無補(bǔ)償直埋敷設(shè)管道的強(qiáng)度驗(yàn)算采用先進(jìn)的應(yīng)力分類法，對應(yīng)力進(jìn)行分類并采用不同的強(qiáng)度條件控制，其中溫度應(yīng)力采用安定性分析理論控制，使直管段能夠滿足應(yīng)力分析對應(yīng)的強(qiáng)度條件，無需設(shè)置補(bǔ)償器來降低直管段溫度應(yīng)力。設(shè)計(jì)結(jié)果是管道上很少設(shè)置補(bǔ)償器和固定支架。

2．直埋熱水管道無補(bǔ)償冷安裝方式在理論上可靠嗎？

無補(bǔ)償冷安裝直埋熱水管道的強(qiáng)度驗(yàn)算采用應(yīng)力分類法。這種計(jì)算方法早在20世紀(jì)70年代就已應(yīng)用于國外、國內(nèi)的壓力容器和汽水管道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中。在火力發(fā)電廠汽水管道、工業(yè)金屬管道、鋼制壓力容器及城市熱力網(wǎng)等領(lǐng)域中，我國的現(xiàn)行設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)也采用了應(yīng)力分類法和安定性分析理論進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。

熱力管道的工作溫度范圍及鋼管材質(zhì)特性適合采用應(yīng)力分類法，其中包括架空敷設(shè)、管溝敷設(shè)和直埋敷設(shè)管道。由于直埋熱水管道受到土壤束縛作用，其強(qiáng)度驗(yàn)算采用應(yīng)力分類法即可實(shí)現(xiàn)無補(bǔ)償冷安裝方式，這種方式在理論上是安全可靠的。

3．直埋熱水管道上的薄弱部位有哪些？

直埋熱水管道可能發(fā)生事故的原因主要有兩種，一是保溫層進(jìn)水，二是管道強(qiáng)度破壞。保溫層進(jìn)水可造成保溫管各層脫開，從而失去保溫、防水、防腐和傳遞力的功能。

直埋管道可能進(jìn)水的部位主要有保溫接頭、補(bǔ)償器、固定支架等處。

從管道強(qiáng)度考慮，有補(bǔ)償、無補(bǔ)償預(yù)熱安裝及無補(bǔ)償冷安裝直埋熱水管道，在直管段同樣是比較安全的，較薄弱的部位都是彎頭、閥門等附件。

4．無補(bǔ)償冷安裝對管道材料和施工工藝有更高的要求嗎？

不論直埋熱水管道采用有補(bǔ)償、無補(bǔ)償預(yù)熱安裝或無補(bǔ)償冷安裝方式，只是設(shè)計(jì)方法不同，直埋管道的薄弱部位是相同的，對保溫管的材料要求和施工工藝也都是一樣的。而無補(bǔ)償冷安裝方式施工過程簡單。

5．為什么無補(bǔ)償直埋熱水管道在長直管段上可不設(shè)補(bǔ)償器和固定支架？

直埋敷設(shè)熱水管道采用鋼管、保溫層、外護(hù)層緊密結(jié)合成一體的預(yù)制保溫管，土壤的束縛作用可使管道升溫時(shí)熱伸長受阻。在熱水熱力網(wǎng)的工作溫度范圍內(nèi)，由熱伸長受阻產(chǎn)生的溫度應(yīng)力能夠滿足安定性分析的強(qiáng)度條件。因此，從管道強(qiáng)度角度考慮，在長直管段可以不設(shè)補(bǔ)償器和固定支架。

6． 為什么無補(bǔ)償直埋敷設(shè)管道還需設(shè)置少量補(bǔ)償器和固定支架？

無補(bǔ)償與有補(bǔ)償直埋敷設(shè)設(shè)置補(bǔ)償器和固定支架的作用有本質(zhì)的區(qū)別。有補(bǔ)償直埋敷設(shè)設(shè)置補(bǔ)償器和固定支架的目的是控制直管段內(nèi)溫度應(yīng)力；而無補(bǔ)償直埋敷設(shè)設(shè)置補(bǔ)償器和固定支架的目的是控制管道附件的熱位移。因?yàn)樵跓崃艿郎显O(shè)有分支、閥門、轉(zhuǎn)角、變徑等管道附件，這些部位管道位移和受力復(fù)雜，當(dāng)計(jì)算位移或應(yīng)力超出管件的允許范圍時(shí)，可以根據(jù)現(xiàn)場條件采取不同的處理方法，其中也包括設(shè)置補(bǔ)償器或固定支架。

7．無補(bǔ)償直埋敷設(shè)熱水管道技術(shù)難點(diǎn)是什么？

無補(bǔ)償直埋敷設(shè)的難點(diǎn)是設(shè)計(jì)的技術(shù)難度大。熱水管道為滿足功能要求及敷設(shè)條件，在管網(wǎng)上需要設(shè)置許多管道附件。直埋管道運(yùn)行狀態(tài)復(fù)雜，隨著管道升溫降溫的變化，管道的工作狀態(tài)可能偏離設(shè)計(jì)狀態(tài)。因此設(shè)計(jì)人員須熟練掌握應(yīng)力分析方法并有相當(dāng)?shù)膶?shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)管網(wǎng)各種因素的組合條件綜合考慮，對直管段及每一個(gè)管道附件按不利工況進(jìn)行計(jì)算，并采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施。

8．預(yù)熱安裝起什么作用？預(yù)熱安裝可以提高管道的安全性嗎？

預(yù)熱是無補(bǔ)償直埋敷設(shè)的一種安裝方法。預(yù)熱安裝提高了管道的安裝溫度，因此可減小管道初次運(yùn)行時(shí)的位移量，適用于需要控制管道初次位移量的特殊情況。

管道的強(qiáng)度驗(yàn)算與安裝溫度和初次變形量無關(guān)，預(yù)熱安裝和冷安裝方式在管道強(qiáng)度及使用壽命方面沒有差別。預(yù)熱安裝不能提高管道的強(qiáng)度，因此并不會(huì)比冷安裝更安全。