直埋鋼套鋼蒸汽管道的設(shè)計(jì)要點(diǎn)研究

許翔 周飛

摘要：據(jù)了解，在以往鋼套鋼直接埋入蒸汽管道的過程中會(huì)出現(xiàn)一系列的技術(shù)問題，經(jīng)過總結(jié)得出在進(jìn)行設(shè)計(jì)工作時(shí)要注意對(duì)防腐層、保溫層、以及防水層和承載應(yīng)力等多個(gè)方面進(jìn)行處理。本文是根據(jù)從業(yè)人員在直埋鋼套鋼蒸汽管道的實(shí)際生產(chǎn)過程中所得出的經(jīng)驗(yàn)所進(jìn)行的詳細(xì)研究，并提出自己的些許建議和意見，為進(jìn)一步優(yōu)化化工產(chǎn)業(yè)貢獻(xiàn)出綿薄之力。

關(guān)鍵詞：直埋鋼套鋼；蒸汽管道；設(shè)計(jì)要求

經(jīng)過長(zhǎng)期的實(shí)踐數(shù)據(jù)證實(shí)，在化工生產(chǎn)的具體工作中，各個(gè)結(jié)構(gòu)的直埋蒸汽管道都存在一定的結(jié)構(gòu)缺陷，其中鋼套鋼結(jié)構(gòu)能夠有效的增強(qiáng)蒸汽管道的長(zhǎng)期安全運(yùn)行性能，但是仍舊在已建成的套管中出現(xiàn)許多的問題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在國(guó)內(nèi)化工市場(chǎng)已經(jīng)建成的鋼套鋼直埋蒸汽管道的體系中，約有40%的工程是存在缺陷的，更甚至有15%占重比例的工程是有3～5年的報(bào)廢年數(shù)的?？偟膩碚f在整個(gè)工程總體內(nèi)部結(jié)構(gòu)上，符合行業(yè)技術(shù)規(guī)范的工程只有一半的比例。

1.直埋鋼套鋼蒸汽管道設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀分析

首先，將源頭追溯到管件生產(chǎn)車間，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)制造的廠在對(duì)于管件以及管材在實(shí)際生產(chǎn)過程中，缺乏對(duì)其質(zhì)量和設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)規(guī)范的嚴(yán)格把控，導(dǎo)致出現(xiàn)大數(shù)據(jù)的管材用于實(shí)際工程中。其次，在生產(chǎn)的前期，有專業(yè)設(shè)計(jì)院進(jìn)行管材的初步設(shè)計(jì)與定稿設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過程中由于缺乏對(duì)實(shí)際工程的詳細(xì)考察，導(dǎo)致在設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)上出現(xiàn)偏差，造成管材資源的浪費(fèi)。最后，在化工工程的施工過程中也存在一定的操作差錯(cuò)，施工人員未按照系統(tǒng)的施工圖進(jìn)行作業(yè)，導(dǎo)致施工質(zhì)量無法得到保障。要想進(jìn)一步優(yōu)化市場(chǎng)合格工程比例小的現(xiàn)狀，必須從設(shè)計(jì)、施工和維護(hù)上加強(qiáng)細(xì)節(jié)建設(shè)從而有效的推動(dòng)化工生產(chǎn)工藝產(chǎn)業(yè)邁向新的臺(tái)階。

2.針對(duì)直埋鋼套鋼蒸汽管道在施工圖設(shè)計(jì)階段的注意點(diǎn)

2.1對(duì)于外護(hù)管道防腐層的選擇

為提高鋼套鋼直埋蒸汽管道的工程質(zhì)量，促使達(dá)到理想狀態(tài)下設(shè)定的設(shè)計(jì)使用年限，應(yīng)當(dāng)在管道防腐方面加強(qiáng)建設(shè)。環(huán)氧煤瀝青、纖維增強(qiáng)環(huán)氧玻璃鋼、三層PE等防腐性材料，是目前國(guó)內(nèi)常用的直埋于鋼套鋼蒸汽管道外層的防腐層。在一定程度起到防御外界腐蝕，保護(hù)管材質(zhì)量，但是它們都存在各自的優(yōu)缺點(diǎn)。如表1所示：

2.2對(duì)于管道內(nèi)部保溫層的選擇

根據(jù)下面圖一和圖二可知，常見的保溫層結(jié)構(gòu)。兩種直埋鋼套鋼蒸汽管道保溫層結(jié)構(gòu)在國(guó)內(nèi)使用范圍較廣且數(shù)量較多。在保溫層結(jié)構(gòu)內(nèi)部進(jìn)行保溫材料的填充以作為支撐，從而不增加滑動(dòng)支架和導(dǎo)向支架熱橋。由于選取的保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)較小，所以在內(nèi)部的保溫性能和效果極優(yōu)。常見的保溫材料類型是聚氨酯泡沫塑料，將它與具有耐高溫特性的微孔硅酸鈣相互結(jié)合，并將設(shè)計(jì)溫度控制在一定數(shù)值范圍內(nèi)，保證無機(jī)保溫材料在運(yùn)行過程中不會(huì)由于溫度過高而造成外管的損害。

2.3施工圖設(shè)計(jì)階段對(duì)于外壁管材承載力的驗(yàn)算

在未曾施工的階段，應(yīng)當(dāng)先對(duì)外壁護(hù)管進(jìn)行無補(bǔ)償敷設(shè)理想狀態(tài)下的設(shè)計(jì)。在國(guó)內(nèi)對(duì)于外壁無補(bǔ)償直埋敷設(shè)蒸汽管道的應(yīng)力驗(yàn)算研究已經(jīng)有著近10年的歷史，可以說是在這方面的技術(shù)和理論都已經(jīng)趨于成熟化和完美化。但是，由于在研究過程中所選取的管道材質(zhì)不同，導(dǎo)致在直埋鋼套鋼蒸汽管道在外護(hù)管材溫度上出現(xiàn)兩個(gè)不同的溫度值。在研究初期，所有管材都處于新的狀態(tài)，所需要的運(yùn)行溫度是100℃，但后期由于時(shí)間的增加和外界不可抗力的作用，導(dǎo)致正常運(yùn)行溫度降低至50℃，在此基礎(chǔ)上應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)專題研究。

2.4對(duì)于疏水裝置和閥門的布置設(shè)計(jì)

在國(guó)內(nèi)不完善的鋼套鋼直埋蒸汽管道中，閥門檢查室出現(xiàn)冒汽的現(xiàn)象是常見的。疏水檢查室以及閥門檢查室組成了鋼套鋼直埋蒸汽管道的主要檢查室。在外界環(huán)境發(fā)生改變的時(shí)候，特別是下雨天氣或者位于高水位地區(qū)的工程極易出現(xiàn)冒汽現(xiàn)象，是由于外來氣體經(jīng)過高溫環(huán)境或疏水管道汽化而產(chǎn)生的。所以，要想從根源上解決各個(gè)檢查室出現(xiàn)冒汽的現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)從設(shè)計(jì)層面上科學(xué)的減少檢查室的數(shù)量以及密封問題。

結(jié)束語(yǔ)

在整個(gè)鋼套鋼直埋蒸汽管道體系中，要從多方面進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。綜上所述，第一，要解決檢查室內(nèi)極易冒汽的現(xiàn)象，從而解決熱能消耗和存在安全隱患的問題。第二，在管道設(shè)計(jì)初期做好防腐層、保溫層、管材外壁承載力以及疏水系統(tǒng)等多方面的設(shè)計(jì)工作，將每一步工序具體細(xì)化全面開展下去。不同于其他管道的設(shè)計(jì)，熱力管道設(shè)計(jì)看似簡(jiǎn)單卻在實(shí)際操作的過程中存在較多難題，希望通過上述簡(jiǎn)單的論述和分析，能夠給與鋼套鋼直埋蒸汽管道相關(guān)從業(yè)人員一定的啟發(fā)，在不斷探索和學(xué)習(xí)中，提高化工工藝管道的日常生產(chǎn)和運(yùn)用的質(zhì)量。

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（作者單位：江蘇中圣管道工程技術(shù)有限公司）