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浅谈无补偿直埋敷设供热管网冷安装的一些施工体会 【摘要】本文简要介绍了无补偿直埋供热管网冷安装在施工过程中应注意的关键环节，并通过对实际的施工与运行情况，表明一些设计应更贴近实际，从而能节约投资，利于新技术的推广。 【关键词】无补偿直埋冷安装应力集中 热胀冷缩 昔阳县城集中供热管网是县政府2009年为民办实事的重点工程之一，于2009年10月安装完毕，投入运行至今，管道、设备及整体系统运行正常、稳定、安全，正为县城老百姓的取暖发挥着无可替代的作用。管网设计采用无补偿冷安装方式，这是该地区首次实行该项施工技术，也是目前比较先进的一种供热管网施工技术，该项技术的运用，使得管线安装过程中采用的补偿器大大减少，不仅使得一次投资下降，而且节省了日常的维护管理费用。 通过本次施工，对于该项新技术的应用，我认为需要重视以下几方面： 1施工准备阶段: 无补偿系统对钢管本身材质的强度和塑性有较高要求，具体需要根据设计进行计算，确定采用何种材质，以满足抵抗热胀冷缩产生的应力。特别是无补偿系统的1角慢弯，对材质的弹性提出了要求，所以施工准备阶段必须严格控制好主要原材料的质量。、对管材的要求：材质必须符合设计要求，壁厚等指标满足现行的国家材料标准，进场时，业主、监理、施工方要共同检查，必须满足国家规范和标准要求。、对于聚氨酯保温的要求：从管网的受力角度考虑，钢管必须进行喷砂除锈，达到要求的Sa3级后，才能进行聚氨酯保温，以确保保温层和钢管粘结牢靠，为无补偿系统受力创造先决条件，结合不牢固，容易造成保温层和管道脱离，形成套管效应，影响抵消热应力的功能。认清原材料的控制是无补偿系统在施工准备阶段重要性，这是确保工程质量、运行安全的先决条件。 2施工阶段： 首先，无补偿系统设计及规范对管线安装角度有严格的要求。沟槽开挖前必须进行严格的放线，沟槽成型后，在下管前必须放出控制桩、控制线，确保管线安装符合设计要求的线路。施工难点是对管线有弧度要求的线路，设计通过采用1角慢弯对管线的调整，避免出现采用90弯必须增加补偿器消除应力的需要，这对施工提出了较高的要求，对于12米长的保温管来讲，每根钢管对口都需要修口来调整角度，保证每个折角不超设计要求和规范规定，实践表明在连续小角度过度段，若个别角度超出设计要求不大的话，如3以内，从实际施工、运行来看认为是可行的。从理论上讲，总角度应不变的情况下，总应力一定的话，平均分配的分角度越多，每个折角上分的应力将越小，就是实际施工中出现12米整管角度大的情况下，可以切成6米或更短，把总角度上的应力分散到每个过度的小角度，这样不宜出现应力集中到一点，出现管道损伤或造成事故的现象。但分的角度越多，实际操作困难就越大，所以设计和施工要合理分配，只要各个角度之间的相对偏差不大于设计要求认为还是可行的。另外，对向上的角度要控制好，因为角度过大，超出设计要求的话，埋地又没有足够的深度，容易出现竖向失稳，拱出地面。 其次，管道对口的焊接质量，就如前面所说的无补偿系统对管材要求高一样，焊接质量好坏，是整个管网系统运行安全的关键。焊接质量达不到要求的焊缝级别，就无法满足管线的强度要求，特别是应力集中的慢弯、90弯、三通、阀门等处就会出现强度失效，比如焊接出现未焊透、未熔合、较大的气孔、夹渣等，会造成局部管道的强度不足以抵抗集中应力的破坏，造成事故。所以要想控制好焊口的焊接质量，首先要从焊工的技术水平进行要求，必须是经国家技术监督部门考试认定合格的压力容器焊工专业施工人员，还必须进行现场考试，外观合格后，无损检测合格的专业人员方可上岗，并对每个焊口的焊接人员进行编号记录。其次是对焊接材料的严格控制，必须使用大厂生产的焊条，如大桥牌。必要时对焊接材料进行化学成分检验，符合设计等级要求，方可投入使用。最后，实践证明光靠外观检查是远远不够的，无补偿供热管网系统的设计一般要求焊口必须100%进行无损探伤，以确保焊接质量的合格，足以说明对焊口质量的重视程度，所以对关键部位慢弯、短接、弯头、三通等处的焊口必须进行无损探伤，最好达到级焊缝要求，这样才能保证焊口的强度高于管材本身的强度，在受到热应力时，确保应力集中部位管道的安全性。 第三，对回填的要求。无补偿供热直埋管道敷设就是指利用砂或土壤与供热管道外护管之间的摩擦力固定管道。当土壤与管道的摩擦阻力之和大于管道的热膨胀力时，管线不再伸长，即不需设置补偿器补偿热胀冷缩量，这时管道在热胀冷缩过长中所产生的位移势能，被储存在管道壁上。所以设计人员在设计过程中要综合考虑回填的材质，由于砂比土的摩擦性能和流动性好，一般都采用细砂覆盖管道的周围不少于300mm，其他可用土质等回填。若采用土回填管道周边，在管道位移过程中，容易把土质压实变光滑，而土质流动性差，会形成套筒或空壳效应，影响管道的摩擦阻力，容易造成阀门、补偿器、弯头等管件、设备的损伤，因此设计一般要求回填砂，不得用各种土质代替，砂有很好的流动性，在管道受热或冷运动过程中，因具有较好的流动性，始终能包裹到管道周围，是管道与砂始终产生一样大的摩擦阻力，抵消大部分热胀冷缩的应力，既保护了管道的应力集中也对设备等构件起到保护作用，从而确保系统运行安全。但实际施工过程中存在不确定因素较多，需要大量的砂，本地区集中采购较难，施工人员从感性上认为回填环节并不重要，只要填实即可，总是想尽办法的偷工减料，实际操作中回填的大多是天然砂砾，从实际运行中看，还是可行的，应为天然砂砾中基本不含棱角锋利的石块，不从在对管皮的损伤，流动性相对也好，只要大块的含量不多，天然砂砾还是比较经济优越的、可用的。但对关键部位还是要用细砂回填，如弯头、三通等。 第四，三通、弯头等处的软回填要重视。这些部位是应力集中的部位，采取软回填的目的就是为管道在该处的变形、位移留出一定的余量，避免应力相对集中，对局部造成破坏。对于软回填的材质选用是比较麻烦，施工中选用了岩棉、聚苯板等，我认为材料选用比较差，岩棉材质怕水，遇水后将降低它的作用；聚苯板不宜操作，固定的不牢回填时易脱离，牢固时，易碎。建议应选橡塑海绵板、管或聚苯套管，是今后设计需要考虑、解决的问题。 第五，补偿器安装，无补偿管网上采用直流无推力套筒补偿器，因为无补偿管网系统没有固定墩，所以补偿器类型也区别与有补偿系统的套筒补偿器，不能混为一体。施工过程中就出现厂家用常规套筒补偿器代替直流无推力套筒补偿器的问题，当时已对补偿器提出质疑，厂家也提供不出相应的合格证明，但在承诺没有问题的情况下，使用的几个补偿器，在试压过程中都出现了漏水现象，更换后仍然漏水，最后才又怀疑补偿器形式存在问题，最后厂家承认产品存在问题，经过几番周折，最终采用了柳园生产的补偿器，才把问题处理掉。 第六，管道安装完成后，进行强度和严密性试验应注意的问题。试压过程中，要制定试压方案，成立试压工作组，必须统指挥，事先对试压管线内的所有工作内容逐项进行检查，检查确认合格后，由试压组组长发出指令，各管段负责人及时汇报各自的情况，试压组对压力升降统一严格控制，使得管道有充分的时间对应力进行释放，以免造成管材金属受应力集中使内部结构受到大的损伤，影响使用寿命。强度试验必须按规范要求的时间，不宜过长。 3运行阶段： 管道安装经各方验收通过后，进入试运行、运行阶段，合理的运行、日常维护对管网系统的安全性也是非常重要的。管网运行和停运过程中，管网的温度、压力会根据外部因素经常进行工况调整，这就要求运行人员要控制好调节程序，压力、温度的升降都不得过快，必须符合设计要求，否则会对管材造成内在的破坏。任何金属都有疲劳性，合理的使用会延长管道的使用寿命，减小疲劳破坏的危险性。 结束语，无补偿直埋供热管道冷安装技术的应用，是供热工程施工的一次革新，在发达国家推广较早，