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直埋蒸汽管道一種設計方式存在的問題

蒸汽直埋管道管系有時為減少固定支架的數量，往往布置成“駐點”形式：直埋管道兩個規格型號相同的相鄰補償器之間管線中點不設固定點，當管道受熱均勻膨脹時，在兩個補償器中間必然形成一個力的相對平衡點，即駐點。理論上以該點為界管道向左右兩個方向均勻膨脹，一般認為，力的平衡點可能會因管道受力不均勻而發生少許偏移，一般按20%余量進行考慮補償器設置。筆者認為，此種布置方式值得商榷。我公司建于1992年φ630蒸汽直埋管道及采用此種布置方式，固定支架之間距離80米，設兩只補償器規格型號*相同，均為120㎜，于2000年進行對此段管道更換，拆解后發現一只補償器已被壓扁，壓縮量200mm，另一只不僅未起到補償壓縮作用，反而被拉長50mm，一個補償器伸長對另一個補償器造成過度壓縮從而使兩個補償器均發生破壞失效。造成這種情況的原因較為復雜：一是補償器自身質量偏差較大，雖型號規格相同但剛度值差巨大無法自由壓縮；二是受管材加工制作質量與安裝質量影響，無法自由伸縮，“駐點”固定支架兩側管道受力不均，造成駐點偏移大，“駐點”不固定，使波紋補償器無法承受，zui終造成破壞。除非對補償器自身作較大改進，保證波紋間均布限位使波紋補償器剛度均衡趨于一致，否則采用普通補償器條件下，還應按照美國EJMA規定每兩個固定支架之間只設一個補償器的原則。

　　管道水擊對波紋補償器布置要求

　　水擊對波紋補償器影響極大。.蒸汽管道無論是地上架空還是地下地溝或直埋管道，都存在著水擊問題，水擊產生的能量釋放不出來，zui終作用在管道保溫結構、支架、補償器及閥門上。彎頭處或管道出地處，發生水擊情況較多，但因管道是剛性的，抗水擊能力強，波紋補償器波紋是柔性體，無法抵御水擊瞬間劇增壓力波沖擊振動，造成破壞。從破壞的部位來看，一是波紋，二是導流套，而薄弱的環節是波紋補償器的波紋，水擊的結果造成波紋變形甚至破裂，導流套倒個或撕裂，嚴重危害管網安全。防止水擊的措施：除合理根據熱負荷確定相應管徑，有針對性設置好疏水點，有效及時進行疏水外，在補償器的設計布置方式上，也應加以改進。建議將波紋補償器遠離彎頭及上翻處固定支架，改在靠近另一側固定支架，這樣即使管道中存在少量積水，但作用位置遠離補償器，可大大減少水擊的對波紋補償器造成的破壞。另外選用外壓補償器，改進導流套形式也能起到一定的防范水擊作用。

　直埋蒸汽管道一種設計方式存在的問題

　現場變更對波紋補償器的影響：

　　熱力管網有時雖然原始設計很好，但由于進行施工后經常遇到障礙，現場實際情況與設計往往出入很大，不得不做大量的實際設計變更，對自然補償管道只要處理適當不會產生很大影響，但對軸向補償器管路影響非常大，不少施工單位對此沒有充分認識，某些固定支架在管道改變走向后，原來不承受壓力推力改為承受壓力推力或者產生較大彎距，支架受力結構形式發生重大變化，處置不當很容易推壞固定支架，導致事故發生。由于施工單位專業化程度普遍較低，主要靠設計單位對施工的熱網布置整體性進行控制，在管線變更較大情況下，應特別注意管道的受力形式是否符合補償器布置基本原則，通過合理分段，保證管線呈直線，控制拐點產生，減少作用于固定支架與導向支架的彎矩及側向推力，進而保證管系安全合理。這對于設計人員較為重要，除了不斷積累經驗外，一定要形成明確設計思路，才能提高設計補償器管系的水平。

　　設計中考慮延緩補償器壽命、預防腐蝕：

　　影響波紋管補償器壽命的因素有很多，一是破壞失穩，二是腐蝕。在城市熱網中使用的補償器，理論計算壽命大約6000——10000次，其安全系數為15倍，實際許用壽命應大于400次，一個連續運行的熱網，如果每年起動約20次左右，其許用正常壽命應該在20年以上。實際應用中卻不是這樣，用不了三五年即被換掉，十幾年前安裝的補償器幾乎沒有，在設計中有一條名言“腐蝕始于圖紙”，要求我們在管路設計時，不僅固定支架的位置要合理，導向支架距離要適當，導向支架要有防止補償器失穩的措施，另外設計布置也應考慮預防腐蝕問題，這方面往往被忽略。通過實際檢查發現，布置在檢查井或者地溝內的補償器腐蝕較快，特別是熱水管網檢查井內供水管上的補償器較為嚴重，而回水管的基本無腐蝕，經分析主要原因是供回水補償器及管段形成原電池效應，發生電化學腐蝕。這類問題發生均可以通過設計優化的方法予以解決，在布置補償器時尤其注意較好不并列布置，有條件的應加大補償器間距，敷設時較好采用全埋方式不設檢查井，做好標記，如必須設在檢查井內，必須做好防水保溫，防止污水雨水進入