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摘要:现阶段,直埋供热管道无补偿敷设技术因其具有占地面积小、施工效率高、使用寿命长等优势,在国内外施工中已经得到了广泛的运用。本文对直埋供热管道无补偿敷设技术进行研究分析,希望能够为相关领域施工提供帮助。
关键词:无补偿;直埋;供热管道
1 设计方式
1.1 在对直埋无补偿冷安装敷设进行设计时,需要对管道的应力进行验算,通常会使用应力分类法。通过使用应力分类法,将在不同特性的荷载情况下造成的应力、对管道的破坏影响以及管道在不同性态情况下其应力,进行分类,并设置限定值。通常情况下,会将计算盈利划分为:一次应力、二次应力、峰值应力,通过使用弹性分析理论、疲劳分析理论、安定性分析理论等非分别进行研究分析,进而其计算十分繁杂[1]。
1.2 在对直埋有补偿管道进行敷设设计的时候,需要提前对管道的应力进行验算,一般情况下会使用弹性分析理论,不会分类应力,而是让各种应力进行叠加,只对综合应力对管道的影响进行计算,进而其计算较为简单。但这样的验算方式没有将管道本身具有的承载能力有效的发挥出来,造成了一定程度的浪费。
2 直埋供热管道无补偿敷设的优势
从直埋供热管道敷设技术在我国城镇中开始运用,就表现出了极强的生命力以及未来前景,主要是因为其具有以下两点优势:
一是经济效益:首先直埋敷设供热管道的工程造价相对较低,通过对相关工程数据进行分析可知,与传统的地沟敷设施工技术相比,使用直埋敷设技术的经济效益最高能够达到35%[2]。其次,使用直埋敷设技术,具有较长的使用寿命,同时兼具较强的防腐蚀性以及绝缘性,进而能够有效的降低工程整体的成本。主要是因为在使用直埋敷设的时候,保温管聚氨醋硬质泡沫塑料能够有效的抵挡空气、水对管道的侵蚀,进而让供热管道的吸水率降低。另一方面,因为外层玻璃钢、聚乙烯对管道具有保护效果,当使用此类敷设技术的时候,在管道内水质合格的情况下,能够有效的增加供热管道的使用年限。一般情况下,直埋敷设管道使用年限恩能够达到30年,是传统地沟敷设管道的3.5部,进而能够大幅度提升经济效益[3]。
二是社会效益,通过使用直埋敷设供热管道,极大的减少了供热时的热损伤,进而有效的节约能源。在进行直埋敷设的时候,通常会将聚氨醋硬脂泡沫塑料作为主要的保温材料,其导热效果要比其他材料更低,保温效果要更强,同时聚氨醋硬脂泡沫塑料的吸水效果通常为10%之下。因为具有较低的导热率以及吸水率,再加上外部使用的聚乙烯、玻璃钢具有较强的防水效果,能够很好的弥补传统地沟敷设造成的热能损失的问题,进而避免资源浪费。另一方面,因为直埋敷设供热管道所需要的占地面积教学,施工周期较短,能够保护环境以及为周围居民减少噪音污染,尤其是在主要街道中,快速完成施工能够减少阻碍交通的时间。
3 管道主要的破坏方式
通常情况下,供热管道的预期设计压力为0.6~2.5MPa,:通过分析供热管道的应力可发现,管道中实际应力要小于管道材料的屈服应力。当供热管道升温的时候,会产生轴向力以及压应力,因而在设计过程中应当格外注意这一点。通常情况下,供热管道会有以下破坏方式:
一是循环塑性变形,主要原因是温度发生变化,当温度变化较大时,热胀变形无法充分的释放,进而导致在加热的时候,管壁会因为轴向压应力造成轴向压缩变形;当开始冷却的时候,管壁则会由于轴向的拉应力,进而发生轴向拉伸变形;当温度变化超出额定的范围之后,则会导致管道出现破裂的情况。
二是低循环疲劳破坏,主要是因为应力集中在管道中的弯头、大小头、折角等位置。当温度发生变化时,应力集中分布在管道中结构相对不连续的位置造成的峰值应力,进而导致管道发生疲劳破坏[4]。
三是高循环疲劳破坏,主要是因为车辆的重量直作用在了道路下的管道之中,逐渐让管道的部分截面发生变形,让应力集中导致破坏。
四是管道整体失稳,主要是因为在运行过程中,轴向的压力最大,因为受到了压杆效应,进而可能会造成管道整体失稳。尤其是对于一些温度上升较大的无补偿冷安装,温度上升造成轴向的压力,进而导致管道整体失稳。
五是局部失稳,造成这种情况主要有两个原因,首先是因为管道的轴线应变,也就是在运行过程中,膨胀变形的大小以及释放的程度;其次是对管道的局部进行分析,管壁较薄,在受到轴向压力的时候,会导致管壁出现局部失稳的情况。通过相关调查计算研究表明。当管壁增厚时,发生局部失稳的可能性会随之减小,但如果钢管的平均半径增加,发生局部失稳的几率会随之增加。基于此情况,需要根据覆土的深度来合理的选择钢管壁厚。
通过对上述五种破坏方式进行分析能够得知,轴向应力对供热管道的安全正常运行有着直接的联系,同时温度应力决定着轴向应力。假如管道的直径超过DN500的时候,发生局部屈服的几率会增加,为了避免发生局部屈服,就需要合理的控制温度应力,按照实际控制的方式来判断直埋敷设的方式[5]。
4 直埋敷设存在的问题
首先是直埋供热管道在受力设计方面存在一定的局限性,失效方式的计算也不够完善;其次,部分管道工程在使用直埋敷设时,安装的方式也较为混乱,没有按照合理的受力来设计实际安装施工。
针对上述问题,通过对相关文献研究调查报告进行分析,对受力设计等计算方式进行完善,充分利用现代化信息技术设备,开发新型计算软件,进而优化受力设计,提高实际应用价值。
5 结语
综上所述,直埋供热管道无补偿敷设技术在我国供热管道施工中应用十分广泛,因其具有占地面积小、施工周期短、使用寿命长等优点,进而具有极高的经济效益以及社会效益,能够让供热管道更好的为人民服务。
参考文献:
[1]谢兴华,周井山,尹延禄, 等.高寒地区供热管道无补偿直埋敷设技术的推广与应用[J].中国房地产业,2019,(14):22-23.
[2]杨远.直埋供热管道无补偿敷设技术[J].中国科技信息,2019,(24):51-52.
[3]葉婷婷,杨柳.浅谈供热管道直埋无补偿冷安装[J].中国科技投资,2017,(31):39.
[4]陈立新.简述供热管道无补偿直埋电预热施工技术[J].山西建筑,2017,43(27):106-107.
[5]陈晓旺.热水供热管道直埋无补偿冷安装技术探讨[J].建筑工程技术与设计,2017,(15):328-328.
关键词:无补偿;直埋;供热管道
1 设计方式
1.1 在对直埋无补偿冷安装敷设进行设计时,需要对管道的应力进行验算,通常会使用应力分类法。通过使用应力分类法,将在不同特性的荷载情况下造成的应力、对管道的破坏影响以及管道在不同性态情况下其应力,进行分类,并设置限定值。通常情况下,会将计算盈利划分为:一次应力、二次应力、峰值应力,通过使用弹性分析理论、疲劳分析理论、安定性分析理论等非分别进行研究分析,进而其计算十分繁杂[1]。
1.2 在对直埋有补偿管道进行敷设设计的时候,需要提前对管道的应力进行验算,一般情况下会使用弹性分析理论,不会分类应力,而是让各种应力进行叠加,只对综合应力对管道的影响进行计算,进而其计算较为简单。但这样的验算方式没有将管道本身具有的承载能力有效的发挥出来,造成了一定程度的浪费。
2 直埋供热管道无补偿敷设的优势
从直埋供热管道敷设技术在我国城镇中开始运用,就表现出了极强的生命力以及未来前景,主要是因为其具有以下两点优势:
一是经济效益:首先直埋敷设供热管道的工程造价相对较低,通过对相关工程数据进行分析可知,与传统的地沟敷设施工技术相比,使用直埋敷设技术的经济效益最高能够达到35%[2]。其次,使用直埋敷设技术,具有较长的使用寿命,同时兼具较强的防腐蚀性以及绝缘性,进而能够有效的降低工程整体的成本。主要是因为在使用直埋敷设的时候,保温管聚氨醋硬质泡沫塑料能够有效的抵挡空气、水对管道的侵蚀,进而让供热管道的吸水率降低。另一方面,因为外层玻璃钢、聚乙烯对管道具有保护效果,当使用此类敷设技术的时候,在管道内水质合格的情况下,能够有效的增加供热管道的使用年限。一般情况下,直埋敷设管道使用年限恩能够达到30年,是传统地沟敷设管道的3.5部,进而能够大幅度提升经济效益[3]。
二是社会效益,通过使用直埋敷设供热管道,极大的减少了供热时的热损伤,进而有效的节约能源。在进行直埋敷设的时候,通常会将聚氨醋硬脂泡沫塑料作为主要的保温材料,其导热效果要比其他材料更低,保温效果要更强,同时聚氨醋硬脂泡沫塑料的吸水效果通常为10%之下。因为具有较低的导热率以及吸水率,再加上外部使用的聚乙烯、玻璃钢具有较强的防水效果,能够很好的弥补传统地沟敷设造成的热能损失的问题,进而避免资源浪费。另一方面,因为直埋敷设供热管道所需要的占地面积教学,施工周期较短,能够保护环境以及为周围居民减少噪音污染,尤其是在主要街道中,快速完成施工能够减少阻碍交通的时间。
3 管道主要的破坏方式
通常情况下,供热管道的预期设计压力为0.6~2.5MPa,:通过分析供热管道的应力可发现,管道中实际应力要小于管道材料的屈服应力。当供热管道升温的时候,会产生轴向力以及压应力,因而在设计过程中应当格外注意这一点。通常情况下,供热管道会有以下破坏方式:
一是循环塑性变形,主要原因是温度发生变化,当温度变化较大时,热胀变形无法充分的释放,进而导致在加热的时候,管壁会因为轴向压应力造成轴向压缩变形;当开始冷却的时候,管壁则会由于轴向的拉应力,进而发生轴向拉伸变形;当温度变化超出额定的范围之后,则会导致管道出现破裂的情况。
二是低循环疲劳破坏,主要是因为应力集中在管道中的弯头、大小头、折角等位置。当温度发生变化时,应力集中分布在管道中结构相对不连续的位置造成的峰值应力,进而导致管道发生疲劳破坏[4]。
三是高循环疲劳破坏,主要是因为车辆的重量直作用在了道路下的管道之中,逐渐让管道的部分截面发生变形,让应力集中导致破坏。
四是管道整体失稳,主要是因为在运行过程中,轴向的压力最大,因为受到了压杆效应,进而可能会造成管道整体失稳。尤其是对于一些温度上升较大的无补偿冷安装,温度上升造成轴向的压力,进而导致管道整体失稳。
五是局部失稳,造成这种情况主要有两个原因,首先是因为管道的轴线应变,也就是在运行过程中,膨胀变形的大小以及释放的程度;其次是对管道的局部进行分析,管壁较薄,在受到轴向压力的时候,会导致管壁出现局部失稳的情况。通过相关调查计算研究表明。当管壁增厚时,发生局部失稳的可能性会随之减小,但如果钢管的平均半径增加,发生局部失稳的几率会随之增加。基于此情况,需要根据覆土的深度来合理的选择钢管壁厚。
通过对上述五种破坏方式进行分析能够得知,轴向应力对供热管道的安全正常运行有着直接的联系,同时温度应力决定着轴向应力。假如管道的直径超过DN500的时候,发生局部屈服的几率会增加,为了避免发生局部屈服,就需要合理的控制温度应力,按照实际控制的方式来判断直埋敷设的方式[5]。
4 直埋敷设存在的问题
首先是直埋供热管道在受力设计方面存在一定的局限性,失效方式的计算也不够完善;其次,部分管道工程在使用直埋敷设时,安装的方式也较为混乱,没有按照合理的受力来设计实际安装施工。
针对上述问题,通过对相关文献研究调查报告进行分析,对受力设计等计算方式进行完善,充分利用现代化信息技术设备,开发新型计算软件,进而优化受力设计,提高实际应用价值。
5 结语
综上所述,直埋供热管道无补偿敷设技术在我国供热管道施工中应用十分广泛,因其具有占地面积小、施工周期短、使用寿命长等优点,进而具有极高的经济效益以及社会效益,能够让供热管道更好的为人民服务。
参考文献:
[1]谢兴华,周井山,尹延禄, 等.高寒地区供热管道无补偿直埋敷设技术的推广与应用[J].中国房地产业,2019,(14):22-23.
[2]杨远.直埋供热管道无补偿敷设技术[J].中国科技信息,2019,(24):51-52.
[3]葉婷婷,杨柳.浅谈供热管道直埋无补偿冷安装[J].中国科技投资,2017,(31):39.
[4]陈立新.简述供热管道无补偿直埋电预热施工技术[J].山西建筑,2017,43(27):106-107.
[5]陈晓旺.热水供热管道直埋无补偿冷安装技术探讨[J].建筑工程技术与设计,2017,(15):328-328.