直埋无补偿冷安装技术在供热工程热力项目的应用

摘 要：我国供热保温管的直埋无补偿技术不断发展，成为供热工程热力项目的主要安装方式之一。其主要优点是工程量小、施工快、占地面积少、安全性能高等，能够在节省费用的同时，延长管道寿命长。本文主要阐述了直埋无补偿冷安装技术的内容，同时提出了直埋无补偿安装技术在供热工程热力项目中的具体应用，包括钢材方面、折角设计方面、阀门及焊接检测方面、管道沟槽方面等，通过探讨具体的应用技术，能够帮助相关人员加深理解。

关键词：直埋无补偿技术；供热工程；预应力技术

中图分类号：TU995 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）22-0049-02

1 直埋无补偿冷安装技术的内容

直埋无补偿冷安装技术是指供热工程中所应用的管体焊接和沟槽回填等，能在常温环境下使用的技术。现如今，我国使用的直埋无补偿技术是第三强度理论，通过管道的应力、稳定性分析，直接进行管道冷安装，十分方便、快捷。直埋无补偿冷安装技术具体指三个方面：（1）管道应力方面，管道应力是指管道在热胀冷缩时产生的最大荷载值。管道应力要通过分类法和具体分析法进行预算，在设计中要考虑不同的荷载条件，按照作用范围、性质、强度验算等条件进行分类。（2）管道的荷载能力，在确定管道的应力和荷载能力的范围后，安装人员就可以对热力工程的直管道进行无补偿架设安装。因为管道无需加热，所以焊接管道等技术都可以应用于冷态条件。这种设计可以在热力工程中发挥出最大的优势，能够充分发挥管道材料的荷载能力。（3）沟槽回填是指通过人工技术回填沟土，通过轻型设备夯实，管道下部要用砂，管道以上部用素土进行回填。在回填时，要对称方式在井室中心进行，杜绝漏夯，在夯实后要和井壁紧挨槽底以上50cm处，进行硬块、碎沙石等有机物的清扫，同时，也要注重回填土湿润程度，不宜超过±2%。

2 直埋无补偿冷安装技术在供热工程中的具体应用

2.1 直埋无补偿冷安装技术在管道保护层钢材方面的应用

供热工程中，管道保护层钢材要发挥出最大的作用，才能保证供热。管道保护层钢材要满足三个方面要求：（1）由于热胀冷缩会导致供热管道钢材发生破裂现象，所以要事先对保温层、外护钢管进行整体式的保温架设。在满足一定的强度下，保温管和外护层要有足够的抗压能力来应对土层的压力，尤其是在土层压力大的部分，例如钢材转弯处、伸缩变形处等。（2）管道外护层要有非常好的防水作用，保证内部封闭性。如果保温层进水，就会对钢管的整体结构产生腐蚀性和破坏性。（3）保温层要应具有非常好的绝热性能，在满足管道热损失的基本要求外，还要符合外护层温度的要求。

技术人员利用直埋无补偿技术时，可以对管道钢材及外护层进行电击处理，增加管道表面的摩擦性，然后将其放置在聚氨酯中进行发泡工艺处理，在很短的时间内，聚乙烯和钢材就能牢固的粘结一起，可以有效的使三者形成一个整体。当温度改变时，管道热胀冷缩，产生的热可以通过聚乙烯层导出，能够使管道外护层和周围的土壤发生滑动效果，而且，外护层也能够限制管道钢材因为热胀冷缩而产生的变形现象。

2.2 直埋无补偿技术在折角设计方面的应用

热力工程的管道会由于客观原因发生折角现象，会使管道折角处受到巨大的承载压力，可能减少管道的使用寿命。针对这种情况，技术人员应用直埋无补偿技术可以将管道的折角分解成多个小折角来架设。折角架设的要点有三个：（1）如果管道的两个折角非常接近，分解成小的折角会非常困难，可以采用大弯曲角度的钢材来进行替代，能够有效的避免因为折角过多导致的钢材应力破坏。（2）如果管道工程架设使用大弯曲角度的钢材，所有采用直埋无补偿技术的管道要小于2.5倍平均直径，且管道弯曲处的壁厚要比相同类别的管径厚2mm。（3）在工程设计中，不同的管道要应用不同的加固方式，大口径的管道要根据平均直径加固，小口径的管道要按照最大承受压力的标准来进行应力处理。

2.3 直埋无补偿技术在阀门及焊接方面的应用

热力管道在运行时，整体部件会受到非常大的负荷，这种负荷主要集中在管道弯曲处。同时，由于热力工程的管道是深埋在地下的，所以空间有限，管道阀门及零部件要满足特殊需求。直埋无补偿技术下的一次网阀门可以依据管道的埋藏深度到地面距离来进行微量调节，技术人员可将阀门直接埋进低下，减少了空间面积，大大的提升了使用空间，方便操作。由于热力工程的管道需要充分发挥承重负荷作用，因此，在技術人员进行管道焊接时，要保证质量。技术人员要选用高质量的焊条，然后将其进行烘干处理，不能在阴雨天或者特殊温度的时候进行安装。直埋无补偿技术下的管道焊接安装，钢管直径大于等于Dn700的部件要运用双面焊接方法，钢管直径小于Dn700要运用氩弧焊技术来进行焊接，在焊接完毕后要经过检验人员检测合格，才能正式使用。

2.4 直埋无补偿技术在管道沟槽方面的应用

在进行供热工程的管道安装时，要注重管道沟槽的挖掘，管道沟槽能够影响管道的整体平稳性，如果沟槽挖掘的不好，会导致基底不稳，管道承重不均，从而影响使用寿命。直埋无补偿技术的管道工程在挖掘沟槽时，主要作用体现在两方面：（1）事先对沟槽进行测量、放线，通过人工和机械合力，能够挖至管道底部的标准高度。（2）在沟土回填的时候，通过人工和机械配合，将管道底部的200mm、顶部的200mm泥土回填，然后进行夯实，在土壤的密实度达到标准后用其余的细碎土壤在回填处进行补缺回填。在管顶1000mm处后运用机械夯实，通过采用这种管道沟槽挖掘和回填的方式，能够对热力工程的管道起到保护作用。

2.5 直埋无补偿技术在预应力方面的应用

直埋无补偿技术应用在预应力上，主要体现在两方面：（1）敞开预热安装技术。在管道和环境温度达到一致的时候，管道就处于应力效果，从而产生预应力。当管道内的热量因为热胀冷缩，提前释放，管道会变形，按照标准管道中的压力和预应力都不能超过钢材的承受能力，敞开预热安装技术可以解决管道的承受能力。工作人员在进行管道覆土前，可以先运用敞开式预热，因为不存在着土壤的摩擦力，管道因为热胀产生的变形就能够释放出来。在使用这种技术时，要注意预热温度和管道应力为零时的温度相同，当管道达到预热温度后，覆土冷却，能够使管道处于平均应力上。在进行管道首次加热运行后，管道的管端要和冷安装的位置一致，能够最大程度的减少位移。（2）一次性补偿预热。这种方法是将一次性补偿器安装在直管道上，通过计算出两个补偿器的间距，在其的周围沟槽进行敞口，其余全部回填。工作人员在进行预热补偿之前，要将补偿量调整为预设值，当管道首次加热产生的压力，使补偿器达到伸长量后，能够焊接整体，从而提前释放管道的热胀变形。管道周围的土壤有摩擦力作用，在补偿器之间就会产生预应力，从而提高管道的预应力，同时，即使供热温度的不断变化，管道的预应力和一次性补偿器的预应力也会保持一致。

2.6 直埋无补偿技术在供热系统三通方面的运用

三通是指供热系统中，管道接触部分的转换轴工具，三通通过焊接，能够连接所有管道。技术人员运用三通焊制要事先做好强度验算，主要是根据主管轴和其他管道的预应力差来进行强度预算，要满足三通不同部分的应力变化范围要小于等于3σ，局部应力变化幅度要小于3σ的条件，如果三通不能满足以上要求，需要进行加固。三通加固具体有三种方法：（1）增加主管壁厚，来提高总体抗压强度。（2）在三通开孔的位置运用支管壁厚，可以有效减缓开孔区变形。（3）在三通开孔区域架设传递荷载部件，通过测试部件的强度验算，使供热管道三通的一次应力、二次应力全都满足供热系统的实际需求，从而能够保证直埋无补偿技术的合理应用。

3 结语

综上所述，技术人员使用直埋无补偿冷安装技术能够保证热力工程的施工质量。在此基础上，通过无补偿架设安装、将泡沫放置在聚氨酯中发泡，能够发挥管道材料的荷载能力、将热量通过聚乙烯层导出，同时，通过采用大弯曲角度的钢材、高质量的焊条，能够保证管道焊接的质量、减少因折角过多导致的钢材应力破坏。因此，技术人员在进行热力工程管道铺设时，要积极运用直埋无补偿技术。

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