供热管道无补偿直埋敷设方式的探讨

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1、区域供热2012.2期供热管道无补偿直埋敷设方式的探讨黑龙江豪特热力设计有限公司梁秀哲隋赫【摘要】本文对供热管道无补偿直埋的设计理论、安装方式结合华电能源股份有限公司佳木斯热电厂佳南热网工程的工程实例作了分析和展望。【关键词】无补偿直埋冷安装1概述Q235。我们首先就要了解低碳钢Q235的材无补偿直埋技术于20世纪80年代传入料特性。伸长率δ＜5%的材料为脆性材料，伸我国，目前供热管道直埋无补偿设计方法有长率δ＞5%的材料为塑性材料。Q235塑性伸两种：长率可达20%～30%（一般取26%），断面收缩一种是北欧的计

2、算方法：应用第四强度率Ψ≈60%。由此可见Q235钢是一种塑性较理论，形状改变比能是引起材料屈服破坏的好的一种材料，从Q235钢拉应力性能曲线上主要因素，无论什么应力状态，只要构件内一来分析它在不同应力阶段的变化情况。点处的形状改变比能达到单向应力状态下的极限值，材料就要发生屈服破坏，也就是极限分析法，采用此方法时管道安装需要预热安装；一种是北京煤气热力工程设计院的计算方法：应用第三强度理论，即采用应力分类：①一次应力，工作压力在管道中产生的内压低碳钢拉伸拉应力应变性能曲线（δ－ε曲线）环向应力、轴向应力等；②二次

3、应力指热胀冷缩受到外力约束时，在直管中产生的应力，如2.1弹性阶段升温产生的轴向压应力、降温产生的轴向拉OA为弹性变形阶段，σp为比例极限，拉应力；③三次应力指承受一次应力和二次应应力与变形保持正比例关系，Q235钢的比例力的直管道向结构不连续的管件如三通、变极限σp=200MPa，σe为弹性极限（AB段）δ与径管、弯管等处释放的变形，在该管件的开口ε间的关系不再成正比，但变形仍是弹性的。周围产生的应力。以上按应力分类的方法也A与B非常接近，在工程不对弹性极限和比叫安定性分析，采用此方法时管道冷安装即例极限并不严格

4、区分。可。2.2屈服阶段2直埋供热管道管材分析屈服：当应力超过B点到达C点后，应力应用在供热管道上的管材多为低碳钢σ呈现幅度不大的波动而变形却急剧地增-88-区域供热2012.2期长，这种现象称为屈服。C点为屈服高限，D1部破坏。直埋供热管道的弯头、折角、变径及为屈服低限，通常将屈服低限称为屈服极限，三通等管件处会产生应力集中。在温度和压Q235钢的屈服极限σs=235MPa。力变化过程中，应力集中引起的峰值应力，将2.3强化阶段在很小的局部范围内产生循环塑性变形。疲强化：经屈服后，材料又增强了抵抗变形劳破坏也与应

5、力变化有关，峰值应力变化范的能力，这时要使材料继续变形，就需要增大围越大，疲劳破坏经历的时间就越短，表现为拉力，这种现象称为强化。D1D段为强化阶局部开裂、漏水。段。Q235钢的强化极限σb=375MPa。3.2丧失稳定是指无补偿直埋管段在受2.4局部变形阶段压状态下发生挠曲而拱出地面。管道失稳有从D开始，杆件某一局部横截面急剧收两种方式，整体失稳和局部失稳。缩，出现颈缩现象，到E点时被拉断。3.2.1从整个管线看，管道属于杠杆。在轴向压力作用下，由于压杆效应，可能会引起下面列举几种常见钢材的基本许用应力（MPa）

6、管道的整体失稳。钢号1020，20gQ2353.2.2从管道局部来看，管道属于薄壁σb333.5402.2375贝壳。在轴向压力作用下，管壁可能出现局部σs206.0215.8235皱结，引起局部失稳。计算温度20-200℃111.1134.11254供热管道无补偿直埋的应用与推广注：此表摘自《城市直埋供热管道工程技术规范》（CJJ/热水管道直埋无补偿敷设技术，经过十T81-98）多年的应用、发展，在欧洲相应的标准已日趋3直埋供热管道的失效完善。虽然全面体现直埋无补偿新技术的欧直埋供热管道可能出现的破坏方式包括洲标

7、准保温管EN253、保温管件EN448、保温强度破坏和丧失稳定破坏两个方面。阀门EN488等早已颁布，但在我国管径大于3.1强度破坏是指无补偿段因管道中各500以上应用无补偿敷设的技术比例还是相类应力的综合水平超出其允许的当量应力水对较少。且我国从设计、制造、安装、验收尚无平而产生的断裂或爆裂破坏。引起强度破坏的国家标准。仅有的保温管制造工程设计的行原因有塑性流动、循环塑性变形、疲劳破坏等。业规程，差距较大，又很不完善，有许多需要3.1.1塑性流动是指管段包括弯管在内增加、修改的内容。这些严重影响热水管道直应力当一

8、次达到屈服极限σs时，管壁会产生埋无补偿敷设技术的应用和推广。尽快系统塑性应变，并随着一次应力的持续作用而增制定设计、制造、安装、验收标准的工作迫在大直到管道断裂。眉睫.。3.1.2循环塑性变形是指钢材交替的华电能源股份有限公司佳木斯热电厂佳发生拉伸和压缩的塑性变形，无补偿管段在南热网工程，热源为华电能源股份有限公司升温的过程中出现压缩变形，在降温的过称佳木