某DN 1000熱(re)(re)(re)力管道，設(she)(she)(she)計溫度(du)120℃，設(she)(she)(she)計壓力1.6MPa，鋼(gang)管材質(zhi)為Q235B 碳素結(jie)構鋼(gang)，聚乙烯(xi)外(wai)保護殼保溫管，閥門采用金屬硬密封(feng)焊接蝶閥，閥體、閥桿材質(zhi)為碳鋼(gang)，密封(feng)材料為不(bu)銹鋼(gang)。采用直埋敷設(she)(she)(she)。管道是(shi)按(an)照直埋無(wu)(wu)補(bu)償敷設(she)(she)(she)設(she)(she)(she)計的，這種無(wu)(wu)補(bu)償設(she)(she)(she)計需要管道施工時采用預(yu)熱(re)(re)(re)，從而降低管道的應力幅(fu)度(du)，經濟、安全與可靠。管道常見(jian)的預(yu)熱(re)(re)(re)方式有三種，即熱(re)(re)(re)水(shui)預(yu)熱(re)(re)(re)、熱(re)(re)(re)風預(yu)熱(re)(re)(re)和電預(yu)熱(re)(re)(re)。下面結(jie)合(he)工程實際(ji)對直埋供熱(re)(re)(re)管道的電預(yu)熱(re)(re)(re)做簡單講(jiang)述。
電(dian)(dian)(dian)預(yu)熱(re)(re)(re)的(de)(de)目(mu)的(de)(de)是將(jiang)管(guan)道(dao)受熱(re)(re)(re)后(hou)產(chan)生的(de)(de)熱(re)(re)(re)應力提前釋(shi)放，見圖9.5.1設(she)備的(de)(de)輸(shu)(shu)入口(kou)(kou)處接(jie)低(di)電(dian)(dian)(dian)流(liu)，高電(dian)(dian)(dian)壓(ya)，在輸(shu)(shu)出口(kou)(kou)處接(jie)高電(dian)(dian)(dian)流(liu)、低(di)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)，一般輸(shu)(shu)出電(dian)(dian)(dian)壓(ya)不(bu)高于(yu)60V，輸(shu)(shu)出電(dian)(dian)(dian)流(liu)在3000～5000A。開機(ji)通電(dian)(dian)(dian)后(hou)，電(dian)(dian)(dian)流(liu)越(yue)大，時間越(yue)長(chang)，產(chan)生的(de)(de)熱(re)(re)(re)量就越(yue)多，使管(guan)道(dao)不(bu)斷(duan)伸(shen)長(chang)，當伸(shen)長(chang)量達到(dao)設(she)計(ji)預(yu)熱(re)(re)(re)伸(shen)長(chang)量時即可(ke)進(jin)行補(bu)償器焊接(jie)固定(ding)和管(guan)溝(gou)回填。如果管(guan)子較長(chang)可(ke)以分段預(yu)熱(re)(re)(re)，有的(de)(de)工程預(yu)熱(re)(re)(re)段在350～900m左右。施(shi)工之前將(jiang)預(yu)熱(re)(re)(re)管(guan)段兩端管(guan)道(dao)口(kou)(kou)用端帽(mao)密(mi)封，防止氣(qi)體流(liu)通。為了使回填過(guo)程中管(guan)道(dao)的(de)(de)伸(shen)長(chang)量不(bu)回縮，需(xu)繼續預(yu)熱(re)(re)(re)保持恒溫(wen)，直到(dao)焊接(jie)完成、回填結(jie)束(shu)后(hou)方可(ke)停止預(yu)熱(re)(re)(re)。
預(yu)熱(re)(re)安(an)裝的(de)(de)基本原理是在(zai)(zai)(zai)管道的(de)(de)最(zui)低(di)溫(wen)度(du)(du)和最(zui)高(gao)溫(wen)度(du)(du)之間選取(qu)一個(ge)溫(wen)度(du)(du)點(dian)tm，在(zai)(zai)(zai)該溫(wen)度(du)(du)下，使管道內應力為(wei)0．一般情況下，t值選取(qu)中(zhong)(zhong)間溫(wen)度(du)(du)，即最(zui)低(di)溫(wen)度(du)(du)和最(zui)高(gao)溫(wen)度(du)(du)的(de)(de)平均值。在(zai)(zai)(zai)實(shi)際預(yu)熱(re)(re)安(an)裝中(zhong)(zhong)，無論采用局(ju)部(bu)回填(tian)還是敞口預(yu)熱(re)(re)，管段(duan)(duan)因加(jia)熱(re)(re)發生伸(shen)長時，土(tu)壤與管道外壁的(de)(de)摩(mo)擦力是不可避免(mian)的(de)(de)，它將阻礙(ai)管道的(de)(de)自由伸(shen)長。因此實(shi)際預(yu)熱(re)(re)溫(wen)度(du)(du)比中(zhong)(zhong)間溫(wen)度(du)(du)t略高(gao)5℃．在(zai)(zai)(zai)該工程中(zhong)(zhong)預(yu)熱(re)(re)溫(wen)度(du)(du)設定為(wei)65℃，預(yu)處理管段(duan)(duan)的(de)(de)伸(shen)長量為(wei)：
按要(yao)求對管(guan)(guan)道(dao)進行回填(tian)，回填(tian)土為均勻的密石(shi)土，要(yao)求分層碾(nian)壓，一般要(yao)求回填(tian)至管(guan)(guan)道(dao)上端200～300mm。
在預熱管道(dao)管網兩端設置標(biao)尺(chi)，以便預熱伸長后計(ji)算管道(dao)伸長量。其設計(ji)計(ji)算伸長量應(ying)該等于管道(dao)兩端伸長量之(zhi)和(he)。
在指定(ding)的(de)(de)時間(jian)內對(dui)管(guan)(guan)(guan)溝(gou)進(jin)行(xing)回(hui)(hui)(hui)填。回(hui)(hui)(hui)填時要嚴格控制(zhi)管(guan)(guan)(guan)道(dao)的(de)(de)回(hui)(hui)(hui)縮量，對(dui)回(hui)(hui)(hui)填土(tu)每(mei)200～300mm就要分層夯(hang)實與碾(nian)壓一(yi)次，回(hui)(hui)(hui)填時要按照從(cong)預熱管(guan)(guan)(guan)道(dao)的(de)(de)兩端(duan)向(xiang)中(zhong)間(jian)的(de)(de)順(shun)序進(jin)行(xing)回(hui)(hui)(hui)填。目的(de)(de)是要在管(guan)(guan)(guan)網(wang)中(zhong)形(xing)成錨固段，產(chan)生預應(ying)力，從(cong)而使管(guan)(guan)(guan)路的(de)(de)軸向(xiang)應(ying)力降低到(dao)冷安裝時的(de)(de)一(yi)半(ban)。回(hui)(hui)(hui)填土(tu)回(hui)(hui)(hui)填質(zhi)量對(dui)后(hou)續(xu)施工質(zhi)量起到(dao)很大(da)制(zhi)約作用。
管(guan)(guan)道(dao)電預(yu)(yu)熱(re)無(wu)補償配(pei)管(guan)(guan)施(shi)工簡單方便，施(shi)工速(su)度快(kuai)，預(yu)(yu)熱(re)均(jun)勻，預(yu)(yu)熱(re)時(shi)間短，熱(re)消(xiao)耗量較小，有效提高(gao)管(guan)(guan)網的(de)(de)安全性(xing)和可靠性(xing)及使用(yong)壽命，電預(yu)(yu)熱(re)設備體(ti)積小、易操作(zuo)、無(wu)噪聲，自動監控。管(guan)(guan)道(dao)的(de)(de)軸(zhou)向(xiang)應力(li)可以降低(di)到冷安裝時(shi)的(de)(de)一(yi)半，取消(xiao)了一(yi)次性(xing)補償器安裝中(zhong)大量使用(yong)的(de)(de)一(yi)次性(xing)補償，施(shi)工費用(yong)相對較低(di)。
在石(shi)油化工裝置配管設(she)計過程中，筆者(zhe)也(ye)采用(yong)了類似的無補償配管設(she)計，具有較好的效果。
