直埋式保温管的保温隔热材料的性能特点和设计方法

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直埋式保温管的保温隔热材料的性能特点和设计方法
　　 是由输送介质的内钢管，外套管和在内钢管和外套管之间填充的憎水不燃型聚氨酯保温层紧密结合而制成的整体预制管材，保温层采用发泡工艺使其和外套管紧密在一起。因为管道直埋，保温管道直接承受土壤及地面活荷载，同时又受到地下潮气及地下水侵蚀，因此，保温直埋管在防水、防腐及机械强度等方面性能都要求较高，因此，仅管道一项直埋管工程造价较高。但因其工程综合造价较低，施工简便，和地沟敷设相比，节约土石方工程量、砖砌混凝土工程量，施工工期缩短一半以上。而且实际直埋式保温管不仅保温效果好，综合造价低，而且在严格按要求施工的情况下，保温管经六年实物解剖分析和人工老化试验证实使用寿命在15年以上，而地沟敷设保温管保温材料为岩棉或离心棉一般3-5年需更换一次。综上所述，直埋保温管道在保温性能，初投资，施工条件，维护工作量及日常运行费上均有较大优势。
　　直埋式保温管的设计：
　　因本工程空调用热水的最高温度为60℃，最低温度为7℃，因此直埋管道承受的应力不会太大。一般直埋管道材料为20号无缝钢管或Q235管材，在15℃以上的温度下安装时，直埋敷设供热管道（<100℃）不用采取任何措施，按无补偿安装形式将管道直接埋设地下，管道就可达到安全运行。因此对于区域供冷供热（<100℃的水系统）使用无补偿安装形式将是便捷、安全和经济的。无补偿直埋敷设是利用土壤与外套管之间的摩擦力固定管道。管道敷设完覆土前应预热管道，管线上无需设补偿器，通常也无需设固定支架。为减小工程费用，可在预热的同时进行水压试验。区域供冷供热的管线特点是管内介质温度不高（<100℃），工作压力<1.0MPa，但管线较长，直管段经常长达几百米。土壤摩擦力远大于温度应力，在直管段中间出现“锚固段”，锚固端为危险断面，要应力验算使之满足钢材许用应力。使用无补偿安装形式的直埋敷设供热管道的水平弯头、三通处应力集中。，设计时，应通过应力计算，选择合适压力等级的弯头及三通。一般来说，对空调供回水管道，为保险起见，在选用弯头和三通时可以考虑采用比管道高一个压力等级。
　　 安装完成后．需要对其进行压力试验．保证3PE防腐管道安装的质量。
　　直埋式保温管性能优势：
　　1、直埋保温管的基质为聚氨酯，故不吸水。内部的气泡也是封闭的，所以不存在毛细现象，也不会渗透。由于这两点在使泡沫玻璃在大多数物理、化学性能上优于其他任何无机、有机的绝缘材料，因此直埋保温管是目前最理想的保冷绝热保温管。
　　2、直埋保温管特点2机械强度较高，强度变化与表观密度成正比。具有优良的抗压性能，较其他材料更能经受住外部环境的侵蚀和负荷。优良的抗压性能与阻湿性能相结合，使聚氨酯成为地下管道和槽罐地基最理想的绝热材料，成为了十二五期间最达标的直埋保温管。
　　3、直埋保温管具有很好的绝热透湿性，因此热导率长期稳定，不因环境影响发生变化，绝热性能良好。这些优点导致保温管能够长期稳定的使用。
　　直埋式保温管从其产生的根源和机理无外乎是从直埋热水管道和管沟发展衍生而来的两种形式，大致可分为内滑动型和外滑动型。根据固定形式的不同，又可分为：
　　1、内滑动外固定。就是工作钢管受热膨胀时，钢管运动，发生位移，而保温结构层与外套管成一整体结构，不产生运动。外固定即工作钢管和外保护管同时固定，在每一段管道和补偿器的两端，都要设两个很大的钢筋混凝土支墩，才能保证管道的固定。不设导向支架。外固定因为必须设钢筋混凝土支墩，所以施工占地大、投资多、工期长，而且支墩又是直埋保温管道的薄弱部位，该部位易产生"热桥"，也易出现渗水现象，管道运行不正常时，该部位也易出现事故。特别是对"钢套钢"保温结构，由于温升引起的外钢管热应力特别大，钢筋混凝土支墩的尺寸也特别大，该部位也更易出现事故。根据外护管的不同，又可分为塑套钢结构、玻璃钢套钢结构和钢套钢结构。经过实践证明，塑套钢结构已经不适应直埋蒸汽管道的特点，基本上被淘汰。“玻璃钢套钢”保温结构必须采取这种固定形式。
　　2、外滑动内固定。就是直埋保温管道保温材料和工作钢管精密结合，捆绑成一个整体，保温结构和工作钢管在管道热膨胀时同时运动。外套管与保温结构层之间有10——20mm的间隙，既起到进一步保温作用，又是排潮的良好通道。工作钢管与外套管之间每隔一段距离采用一组隔热导向支架，以减少管道位移时的摩擦力。
　　 一种是由输送介质的钢管、防腐外套钢管以及钢管与外套钢管之间填充的超细玻璃棉组合而成，也可采用石墨、硅钙瓦管壳及填充聚氨酯泡沫复合而成。
　　直埋式保温管的保温隔热材料的性能特点：
　　保温隔热材料的导热性，当材料的两表面出现温度差时，热量自动从高温的一面向低温的一面传导，材料的这种传递热量的性质，叫做导热性。导热性一般是用导热系数来表示。通常说导热系数越小，保温隔热性能越好，具体实验证明，详细分析有：材料传导的热量与导热系数、传导面积、传热时间以及两表面的温度差成正比，而与材料的厚度成反比。保温隔热材料的导热性能还与材料的材质和密度有关系。不同的材质的保温隔热材料有不同的导热系数，以金属的导热系数值最大，非金属次之，液体较小，气体更小。同一种材料，内部结构不同，其导热系数值也大不相同，最大的是结晶结构，微结晶结构次之，玻璃体结构最小。跟密度的关系：实验表明材料中固体物质的导热能力比空气要大得多，故表观密度小的材料，因其孔隙率大，导热系数就小。直埋式保温管的保温隔热材料的性能还跟湿度和温度有关。材料受潮后，其导热系数就会增加。随着温度的升高，其导热系数也会增加。所以，一般直埋式保温管的存放以及施工时一定要做好防潮防湿工作。
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