详情描述：
.开封北冰洋建设工程公司自91年致力于高温蒸汽管道直埋保温工程技术的研究探索和实践,93年、96年分别取得了“复合型隔热保温制品”实用新型和“蒸汽管道直埋隔热保温方法”发明的两项专利: 多年来我公司和科研、设计、教学单位精诚合作,对蒸汽管道直埋敷设保温有关技术进行了不断的研究开发和大量工程实践,在成绩与失败经验和教训中不断加深对这一领域特殊性的认识,不断完善自己的产品性能,研制出了耐煮沸硅酸镁制品及耐煮沸改性聚氨酯保温材料及高强度耐高温玻璃钢复合保温结构。 对蒸汽管道直埋工程难点——节点端面(如补偿器、固定支座、疏水管、弯头,保温层排潮管等)保温设计与保温施工的密封防水措施问题:对工作钢管在保温层内润滑减阻,现场补头密封技术等都做了研究改进已在许多工程上应用成功。在河南、江苏、浙江、湖北、河北等省市开辟了市场。从地下水位较低的中原华北地区到地下水丰富水位较高的江南城镇,承揽了40多公里高温蒸汽直埋供热管道。其蒸汽介质参数温度在150℃——320℃,压力在0.6 ——1.6MPa,管径在Φ108——Φ426之间。 2.目前公司蒸汽直埋预制管的工厂化制作已形成规模(厂区面积4万平方米,日产500m预制管生产能力)。材料、成品及工程现场质保体系已形成制度,公司研制的耐煮沸不吸水硅酸镁机制瓦块,耐煮沸不吸水改性聚氨酯泡沫塑料和高强度耐高温玻璃钢外护复合保温结构的预制保温管:使蒸汽管道直埋成功与否的关键问题:如何防水特别是如何防止保温材料在出现热水沸水事故状态下继续保持良好的保温性能与结构取得了重大突破,极大地提高了直埋蒸汽管网运行的有效性、安全性、可靠性。困为普通的地埋保温材料是不耐热水沸水的(如岩棉、硅酸铝纤维毡、憎水型珍珠岩或硅酸钙制品,是不耐热水煮沸的,聚氨酯泡沫塑料在55℃热水中即破孔软化失去保温能力了)。选用不当的保温材料这也是从前蒸汽地埋所以出现问题的重要原因。 从我们已知的工程事故技术分析证明:直埋蒸汽管道不管因何种工程原因造成事故都表现在其保温层进水后被加热到沸腾状态。如保温材料不耐水煮沸,那么沸水将顺管道迅速蔓延造成无机保温层材料的软化粉化,造成有机保温层聚氨酯的软化破孔。总之整个保温层充满了热水其导热系数急剧增大、热耗大增,终造成保温管线整体失效,甚至出现管线一路冒汽现象发生:而我公司保温材料由于耐煮沸性能高,结构上三层防水耐煮沸即使在进水事故情况下,可使事故范围不再扩大,不再蔓延,也易于局部修复,直埋供热管线运行的安全性,可靠性有了极大的提高,这使我公司产品性能提高到一个新档次。而我公司研制的这一系列耐水煮沸保温材料性能所达到的指标尚末见于国内各报道媒体中(北冰洋公司保温材料各性能指标均由国家保温与密封材料产品质量监督检测中心测试)。 一、保温结构设计 1.保温预制管的复合结构:无机保温材料——硅酸镁制品耐温高(一般600℃)抗压强度较大,用作内层隔热保温。有机保温材料—改性聚氨酯导热系数小,吸水率低、整体性能好,但其耐温低(不超过150℃),我们将二者优缺点互补,即在内层用耐温较大的无机保温材料,且将其表面温度限制在外层聚氨酯有机保温材料允许安全温度下,外层用耐腐蚀、耐压强度高玻璃钢作外护。 我们新研制的具有耐水煮沸的硅酸镁机制瓦块和耐水煮沸的改性聚氨酯泡沫塑料加上高强度耐腐蚀的玻璃钢的保温管,成功地实现了三层防热水煮沸的复合保温结构,实现了第二代产品的升级升档。 二、材料性能 表一、耐煮沸硅酸镁瓦块性能指标 项目单位性能指标 密度 Kp/m3 200~230 抗压强度 MPa 〉0.392 体积吸水率 % 5.2 线收缩率 % 0.3 导热方程 W/m.k λ=0.0203 0.00012 24?Tm 密度、抗压强度和导热系数符合GB/T10303—89标准300级合格品的技术要求。体积吸水率为水煮沸后放入试件,在煮沸一小时测定结果,线收缩率为350℃ 恒温,3小时后测定结果。 表二、耐煮沸聚氨酯泡沫塑料性能指标 项目单位性能指标 密度 Kg/m3 60~90 尺寸稳定性150℃ 48h % 〈5纵向〈5横向〈5厚度 体积吸水率 % 1.5为样品在100℃水中浸泡1小时后测试结果 导热系数 W/m.K 〈0.03 3.配套技术措施 为完善复合保温结构的效能我们还采取如下措拖 (1)通过多种材料试验,确定了一种无机润滑材料为主的润滑剂,对工作钢管在高温下对保温层减阻润滑运动。 (2)选用耐高温漆作工作钢管表面防腐处理。 3)为解决无机保温材料硅酸镁瓦块之间接缝问题,我们把瓦块做成两层,纵横缝错开,勾缝处理,并在瓦块外层做金属热反射层。这二项措施对接缝散热减少是有效的。 (4)复合保温结构中排潮设计尽管复合预制管在制作过程中有烘干工序,但保温材料及制作中仍有一定程度的水份,同时还有各种因素。加堆放运输等造成外部水份进入保温结构内部。在暖管供热期间需使多余水份从设置的通道排出,这是地埋供热管道可靠运行一个必要措施。 该排潮装置在工作钢管上做环状透气管,并焊接在无位移量的固定支座处,其上部是一直管,高度能防止地表水倒灌进来,端部下弯以防雨水,直管在无机隔热层内也应均布透气孔。直管段上部应有阀门以控制排潮,沿排潮管应环以相应厚度的无机保温材料(在有机保温层内作隔热层)。其外再做同厚度有机保温层,直接和直管段上的密封散热钢板发泡在一起,再做外护层和主管外护层胶合成一体。 三、节点端面的保温防水设计 1.预制保温管端头密封处理与现场补头 为消除预制保温管在制作储存运输期间,从其端部进水,在预制保温管制作后期,应将其端部用聚氨酯把钢管表面与保温层复盖性密封。在施工现场两根钢管对焊,探伤合格后做中间头时再锯开密封部分,将中间裸露部分按原工序原材质原结构要求与接口两边各层胶合成一个封闭的整体。 2.固定支墩的隔热防水处理 在钢筋砼支墩上的预埋钢板上做一工作钢管等径的钢管支座与工作钢管焊牢,其内部发一定厚度的导热系数低,防水性能好的聚氨酯,上层填满无机保温材料,防止工作钢管热量大量导出,钢管支座外再做工作钢管同样的保温结构,其隔热层保温层外护层与工作钢管各层严密成一体。再做一密封环措施,这样一来防水保温效果很好。 3.补偿器、三通、弯头、疏水器、穿井壁及节点都有配套的防水保温密封措施,以达到全线保温防水密封的目的。 四、钢套管与玻璃钢外护技术经济比较 蒸汽管道直埋保温外护主要有三种形式 1.高密度聚乙烯管。这首先从热水直埋管运用而来,但出现工程事故不少。分析起来,主要是其耐温度低,其强度随温度变化大,有资料讲当其80℃时强度仅为常温25℃时的15%,线膨胀系数大,因温度变化造成它自身开裂,密封防水失效。因此和热水管不同,温度高的蒸汽管直埋用它做外护风险较大。 2.钢套管外护与玻璃钢缠绕外护的预制保温管主要区别之一是:前者,保温层与工作钢管一起对外护钢管作同步位移,后者,保温层与玻璃钢成为一体不随工作钢管伸缩。 首先,钢套管的防腐至关重要,一般防腐用环氧煤沥清刷涂,由于与土壤反复摩擦,不久就失去防腐能力,造成外护钢管腐蚀破洞,问题就大了。 再者,弯头、三通、补偿器、固定支座及管件全部都装在钢套内,并和工作钢管焊在一起,再加上外套钢管大量焊接,焊接焊口数量极大,且不能X探伤检查质量。单凭焊工的责任心是难以保证不出问题的,若有管件及某一处焊缝出问题或某焊口经过一段时间腐蚀出问题,不是内部介质就是外部地下水就会乘虚而入内外钢管之间,造成整体管道保温失效。 钢外套外护型结构散热也大。其保温层2——3米就要做夹环支撑,此处保温材料导热系数将明显大于不做夹环处,沿管道形成数量很大的热桥泄温点,对外钢管传导大量的热量:而钢外套温度越高,腐蚀越快。国化工热工设计技术中心站年会论文集139 图2是一家公司的保温结构型式,保温材料性能如下: 1.机制微孔硅酸钙瓦块:密度ρ≤200Kg/m3,抗压强度P≥0.5Mpa,280℃时λ=0.082W/m℃,线收缩率0.75,无憎水率无沸腾吸水率数据。 2.泡沫石棉:μ=0.2 3.聚氨酯泡沫;吸水率<3%,λ=0.03W/m℃,耐150℃,无沸腾吸水率数据。 4.预制玻璃钢管:厚度≥5mm,耐温70℃ 其它性能见到有书面的材料. 图3是另一家公司的保温结构型式保温材料性能如下: 1.机制微孔硅酸钙瓦块: λ=0.0311 0.0000639W/mK,从公式中看,显然有误。 2.岩棉管:λ=0.031 0.000013W/mK 3.现场缠绕玻璃钢:厚度≈5mm 其它性能参数未见,只是口头上讲的,没有书面材料。 2.5保温材料的生产 济源供热工程(即图1)所用成品材料均由一家公司生产或配制,不外包,这样该公司能保证施工进度和质量,达到设计要求。 ??供热工程(即图2、图3中)所用材料分别由两家公司提出,由各自公司自行采购或配置或外包,因此各种材料性能未能提全,图3的公司甚至有误。无论从有关规定或从大连市建委地方规程或失败的实例看,直埋敷设的蒸汽管道都不允许采用吸水的材料作为保温材料。施工前该两家公司都声称产品由自己生产,不会外包,都用憎水性保温材料,实际上外购外包都存在,且都不憎水,因此施工进度和质量难以保证,更为不妥的是未经设计人员同意,更改了设计要求。 2.6各节点的处理 济源供热工程,排潮管的设置、固定支架、热桥、补偿器保温、接头的补口及密封,均按设计要求或采用该公司成熟的经验和方法,在征得设计同意后进行施工,做法简易可行,花钱不多,效果不错。 ??供热工程处理上述问题时,图3的公司基本上参照图2公司的,看的出实践经验少些,都比较费时、费料,也未达到预期效果。固定支架处几乎都冒气,补口反复修复后有的还冒汽。
| 联系人 | 闫建珲 |
|---|
