直埋式保溫管的保溫隔熱材料的性能特點(diǎn)和設(shè)計方法

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直埋式保溫管的保溫隔熱材料的性能特點(diǎn)和設(shè)計方法
　　 是由輸送介質(zhì)的內(nèi)鋼管，外套管和在內(nèi)鋼管和外套管之間填充的憎水不燃型聚氨酯保溫層緊密結(jié)合而制成的整體預(yù)制管材，保溫層采用發(fā)泡工藝使其和外套管緊密在一起。因?yàn)楣艿乐甭瘢毓艿乐苯映惺芡寥兰暗孛婊詈奢d，同時又受到地下潮氣及地下水侵蝕，因此，保溫直埋管在防水、防腐及機(jī)械強(qiáng)度等方面性能都要求較高，因此，僅管道一項(xiàng)直埋管工程造價較高。但因其工程綜合造價較低，施工簡便，和地溝敷設(shè)相比，節(jié)約土石方工程量、磚砌混凝土工程量，施工工期縮短一半以上。而且實(shí)際直埋式保溫管不僅保溫效果好，綜合造價低，而且在嚴(yán)格按要求施工的情況下，保溫管經(jīng)六年實(shí)物解剖分析和人工老化試驗(yàn)證實(shí)使用壽命在15年以上，而地溝敷設(shè)保溫管保溫材料為巖棉或離心棉一般3-5年需更換一次。綜上所述，直埋保溫管道在保溫性能，初投資，施工條件，維護(hù)工作量及日常運(yùn)行費(fèi)上均有較大優(yōu)勢。
　　直埋式保溫管的設(shè)計：
　　因本工程空調(diào)用熱水的最高溫度為60℃，最低溫度為7℃，因此直埋管道承受的應(yīng)力不會太大。一般直埋管道材料為20號無縫鋼管或Q235管材，在15℃以上的溫度下安裝時，直埋敷設(shè)供熱管道（<100℃）不用采取任何措施，按無補(bǔ)償安裝形式將管道直接埋設(shè)地下，管道就可達(dá)到安全運(yùn)行。因此對于區(qū)域供冷供熱（<100℃的水系統(tǒng)）使用無補(bǔ)償安裝形式將是便捷、安全和經(jīng)濟(jì)的。無補(bǔ)償直埋敷設(shè)是利用土壤與外套管之間的摩擦力固定管道。管道敷設(shè)完覆土前應(yīng)預(yù)熱管道，管線上無需設(shè)補(bǔ)償器，通常也無需設(shè)固定支架。為減小工程費(fèi)用，可在預(yù)熱的同時進(jìn)行水壓試驗(yàn)。區(qū)域供冷供熱的管線特點(diǎn)是管內(nèi)介質(zhì)溫度不高（<100℃），工作壓力<1.0MPa，但管線較長，直管段經(jīng)常長達(dá)幾百米。土壤摩擦力遠(yuǎn)大于溫度應(yīng)力，在直管段中間出現(xiàn)“錨固段”，錨固端為危險斷面，要應(yīng)力驗(yàn)算使之滿足鋼材許用應(yīng)力。使用無補(bǔ)償安裝形式的直埋敷設(shè)供熱管道的水平彎頭、三通處應(yīng)力集中。，設(shè)計時，應(yīng)通過應(yīng)力計算，選擇合適壓力等級的彎頭及三通。一般來說，對空調(diào)供回水管道，為保險起見，在選用彎頭和三通時可以考慮采用比管道高一個壓力等級。
　　 安裝完成后．需要對其進(jìn)行壓力試驗(yàn)．保證3PE防腐管道安裝的質(zhì)量。
　　直埋式保溫管性能優(yōu)勢：
　　1、直埋保溫管的基質(zhì)為聚氨酯，故不吸水。內(nèi)部的氣泡也是封閉的，所以不存在毛細(xì)現(xiàn)象，也不會滲透。由于這兩點(diǎn)在使泡沫玻璃在大多數(shù)物理、化學(xué)性能上優(yōu)于其他任何無機(jī)、有機(jī)的絕緣材料，因此直埋保溫管是目前最理想的保冷絕熱保溫管。
　　2、直埋保溫管特點(diǎn)2機(jī)械強(qiáng)度較高，強(qiáng)度變化與表觀密度成正比。具有優(yōu)良的抗壓性能，較其他材料更能經(jīng)受住外部環(huán)境的侵蝕和負(fù)荷。優(yōu)良的抗壓性能與阻濕性能相結(jié)合，使聚氨酯成為地下管道和槽罐地基最理想的絕熱材料，成為了十二五期間最達(dá)標(biāo)的直埋保溫管。
　　3、直埋保溫管具有很好的絕熱透濕性，因此熱導(dǎo)率長期穩(wěn)定，不因環(huán)境影響發(fā)生變化，絕熱性能良好。這些優(yōu)點(diǎn)導(dǎo)致保溫管能夠長期穩(wěn)定的使用。
　　直埋式保溫管從其產(chǎn)生的根源和機(jī)理無外乎是從直埋熱水管道和管溝發(fā)展衍生而來的兩種形式，大致可分為內(nèi)滑動型和外滑動型。根據(jù)固定形式的不同，又可分為：
　　1、內(nèi)滑動外固定。就是工作鋼管受熱膨脹時，鋼管運(yùn)動，發(fā)生位移，而保溫結(jié)構(gòu)層與外套管成一整體結(jié)構(gòu)，不產(chǎn)生運(yùn)動。外固定即工作鋼管和外保護(hù)管同時固定，在每一段管道和補(bǔ)償器的兩端，都要設(shè)兩個很大的鋼筋混凝土支墩，才能保證管道的固定。不設(shè)導(dǎo)向支架。外固定因?yàn)楸仨氃O(shè)鋼筋混凝土支墩，所以施工占地大、投資多、工期長，而且支墩又是直埋保溫管道的薄弱部位，該部位易產(chǎn)生"熱橋"，也易出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，管道運(yùn)行不正常時，該部位也易出現(xiàn)事故。特別是對"鋼套鋼"保溫結(jié)構(gòu)，由于溫升引起的外鋼管熱應(yīng)力特別大，鋼筋混凝土支墩的尺寸也特別大，該部位也更易出現(xiàn)事故。根據(jù)外護(hù)管的不同，又可分為塑套鋼結(jié)構(gòu)、玻璃鋼套鋼結(jié)構(gòu)和鋼套鋼結(jié)構(gòu)。經(jīng)過實(shí)踐證明，塑套鋼結(jié)構(gòu)已經(jīng)不適應(yīng)直埋蒸汽管道的特點(diǎn)，基本上被淘汰?！安Ａт撎卒摗北亟Y(jié)構(gòu)必須采取這種固定形式。
　　2、外滑動內(nèi)固定。就是直埋保溫管道保溫材料和工作鋼管精密結(jié)合，捆綁成一個整體，保溫結(jié)構(gòu)和工作鋼管在管道熱膨脹時同時運(yùn)動。外套管與保溫結(jié)構(gòu)層之間有10——20mm的間隙，既起到進(jìn)一步保溫作用，又是排潮的良好通道。工作鋼管與外套管之間每隔一段距離采用一組隔熱導(dǎo)向支架，以減少管道位移時的摩擦力。
　　 一種是由輸送介質(zhì)的鋼管、防腐外套鋼管以及鋼管與外套鋼管之間填充的超細(xì)玻璃棉組合而成，也可采用石墨、硅鈣瓦管殼及填充聚氨酯泡沫復(fù)合而成。
　　直埋式保溫管的保溫隔熱材料的性能特點(diǎn)：
　　保溫隔熱材料的導(dǎo)熱性，當(dāng)材料的兩表面出現(xiàn)溫度差時，熱量自動從高溫的一面向低溫的一面?zhèn)鲗?dǎo)，材料的這種傳遞熱量的性質(zhì)，叫做導(dǎo)熱性。導(dǎo)熱性一般是用導(dǎo)熱系數(shù)來表示。通常說導(dǎo)熱系數(shù)越小，保溫隔熱性能越好，具體實(shí)驗(yàn)證明，詳細(xì)分析有：材料傳導(dǎo)的熱量與導(dǎo)熱系數(shù)、傳導(dǎo)面積、傳熱時間以及兩表面的溫度差成正比，而與材料的厚度成反比。保溫隔熱材料的導(dǎo)熱性能還與材料的材質(zhì)和密度有關(guān)系。不同的材質(zhì)的保溫隔熱材料有不同的導(dǎo)熱系數(shù)，以金屬的導(dǎo)熱系數(shù)值最大，非金屬次之，液體較小，氣體更小。同一種材料，內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同，其導(dǎo)熱系數(shù)值也大不相同，最大的是結(jié)晶結(jié)構(gòu)，微結(jié)晶結(jié)構(gòu)次之，玻璃體結(jié)構(gòu)最小。跟密度的關(guān)系：實(shí)驗(yàn)表明材料中固體物質(zhì)的導(dǎo)熱能力比空氣要大得多，故表觀密度小的材料，因其孔隙率大，導(dǎo)熱系數(shù)就小。直埋式保溫管的保溫隔熱材料的性能還跟濕度和溫度有關(guān)。材料受潮后，其導(dǎo)熱系數(shù)就會增加。隨著溫度的升高，其導(dǎo)熱系數(shù)也會增加。所以，一般直埋式保溫管的存放以及施工時一定要做好防潮防濕工作。
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