如何选择钢套钢保温管?


如何选择钢套钢保温管?


1、钢套钢保温管简介
 
 
       国内外保温管道的发展已经有60多年的历史,随着高分子有机材料的发展,20世纪50年代初,国外开始研制预制保温管,采用硬质聚氨酯泡沫作为保温材料,以高密度聚乙烯管材作为保温外保护层。由于这种保温管具有较好的防水性,因而可用于地下水位高、土壤潮湿的地区。国内在20世纪50年代曾采用浇灌泡沫混凝土的管道直埋敷设方式,20世纪70年代采用沥青珍珠岩保温的供热管道直埋敷设技术。1977年对用沥青珍珠岩保温的直埋供热管道进行了无补偿直埋敷设实验。20世纪80年代出现了两种新型的预制保温管:一种是保温结构为氰聚塑形式的预制保温管,一种是管中管形式的预制保温管。目前这两种形式的预制保温管已大量生产,并广泛应用于城市供热管网及工矿企业。近年来采用钢套钢复合保温结构也得到越来越广泛的应用。保温管是防腐保温绝热管道的简称,保温管主要用于-50℃—+600℃范围内的液体、气体或其它介质的输送,广泛应用于电力、石油、煤矿、化工、医药、航天、核电、军事、市政、集中供热/供冷、中央空调等管道的绝热保温保冷工程。

钢套钢保温管    钢套钢保温管

2、保温管的敷设方式:
 
 
保温管的敷设方式主要分为地下敷设和地上敷设两种,地下敷设又分为地沟敷设和直埋敷设两种,地沟敷设是指将保温管敷设在地下管沟内;直埋敷设是将保温管直接埋进土壤中(直埋敷设方式又分为有补偿直埋敷设方式和无补偿直埋敷设方式);地上敷设是将保温管敷设在地面上独立的或桁架式的支架上,又称架空敷设。

3、保温管的种类:
 
 
1、直埋蒸汽钢套钢保温管 2、新型纳米复合钢套钢保温管
直埋蒸汽钢套钢保温管
 
纳米复合钢套钢保温管
 
直埋蒸汽钢套钢保温管实物图 新型纳米复合钢套钢保温管实物图
直埋蒸汽钢套钢保温管 纳米复合钢套钢保温管
性能特点
(1) 防水防潮;
(2) 耐高温高压,适用于介质温度350℃,压力2.5MPa;
(3) 热损耗低,保温效果优于任何一种传统保温方式;
(4) 防腐能力强,防腐层强度高,不易被破坏;
使用寿命长,可达30—50年寿命。
除具备常规材料所有特点外还具备以下优势特点:
(1) 热能损失平均降低≥20%;
(2) 工程综合造价平均降低≥5%;
(3) 地下空间占据量平均减少≥30%;
(4) 可设置防水防潮自动检漏报警系统,确定泄露点的实际查找范围≤20米(可根据施工要求调整)
 


河北保利热力管道工程有限公司


(一)直埋蒸汽钢套钢保温管需要注意的要点:


1、直埋蒸汽钢套钢保温管介绍及施工要点:
 
 
钢套钢蒸汽保温管有多种结构形式,但是究其产生的根源和机理主要分为内滑动型式和外滑动型式两种:
内滑动型 外滑动型



保温结构由工作钢管、工作管防腐层、硅酸铝减阻层、微孔硅酸钙无机保温隔热层、不锈钢紧固钢带、耐高温阻燃铝箔反射层、硬质聚氨酯有机保温层、外套钢管、外防管腐层组成。
内滑动型钢套钢保温管



保温结构由工作钢管、工作管防腐层、玻璃棉保温隔热层、耐高温铝箔反射层、不锈钢紧固钢带、滑动导向支架、空气保温层、外套钢管、外防腐层组成。
外滑动型钢套钢保温管



1>工作钢管:保证输送介质正常流动。

2>工作管防腐层:避免工作钢管被腐蚀物腐蚀,延长工作钢管使用寿命。

3>减阻层: 保证工作钢管热胀冷缩自由运动。

4>无机硬质保温层:耐高温,保证与有机保温层之间的界面温度,保证聚氨酯泡沫不被炭化。

5>反射层: 保证有机泡沫材料不会进入无机硬质耐高温保温层;反射耐高温保温层部分热量。 

6>聚氨酯泡沫层: 保障介质温度,保障外套钢管表面保持常温。

7>外套钢管: 保护保温层免受地下水侵蚀,支撑工作管并能承受一定的外部荷载,保证工作管正常工作。 

8>外套钢管防腐层:保护外套钢管避免被腐蚀物腐蚀,延长钢管使用寿命。



1>工作管的保温层与外套钢管之间留有20—25mm左右的空气层,既可起到一定的保温作用,又可为钢套钢直埋蒸汽保温管道提供极为通畅的排潮通道,使排潮管真正起到及时排潮的作用,同时具有信号管的作用;若将其抽成低真空,可更有效地保温并降低外套钢管内壁腐蚀。

2>工作钢管滚轴支座采用特种低热导材料制成,与钢材的摩擦系数为0.1左右,蒸汽管道工作时摩擦阻力较小。

3>工作钢管的固定支架、滚轴支座与工作钢管的连接采用特别设计,有效地防止内外钢管热桥的产生。

4>工作钢管的弯头、三通、变径、波纹管补偿器、阀门等均布置在钢套管内,整个工作管线处于全密封的环境下运行,安全可靠。

5>直埋管道的疏水采用全密封式结构,疏水管接于工作钢管的低位点或设计要求的位置,无需另设检查井。

6>采用内固定形式,可完全取消外固定混凝土支墩,节省费用,缩短工期。

7>可采用抽真空技术,基本杜绝外套钢管内壁由水汽引起的电化学腐蚀,同时进一步提高管道的保温性能。

8>外套钢管的外壁采用优良的防腐工艺,杜绝被带有腐蚀性液体、气体或固体的腐蚀物腐蚀,运行寿命可长达50年。



内滑动式钢套钢蒸汽保温管道最初来自热水预制保温管,为提高保温管道的耐温性,一般在工作钢管外首先包裹一层耐高温的无机保温材料,将无机保温层外壁温度控制在聚氨酯适用温度范围内,在其外部做聚氨酯发泡,并包裹外套管密封防水。这种结构形式主要是工作钢管与内层硬质的保温材料之间产生滑动,使得保温层与工作钢管一起对外护钢管做同步位移,管件热位移难以补偿大口径蒸汽管道内的工作钢管自重较大,易造成保温材料的偏心或压碎,内摩擦增大。由于运行时,芯管温度近似为蒸汽的温度,外护钢管的温度在50℃左右,两者较大的温差导致两者的伸缩量有较大差异,该结构内外钢管为一体,容易产生很大的内应力,对管网破坏性较大,适用于地质条件好或地下水位较低的地区。
 



采用外滑动比内滑动形式在设计理论上更可靠,受力分析简单 ,内部空气层设置简易,排潮性能更好。外滑动形式的钢套钢保温管道保温结构设计思路来自于热力管沟,将管沟由常用的砖砌或混凝土结构改为钢套管,在外套钢管内设置可滑动导向支架,使工作钢管及相应的保温材料与外部的钢外套管产生滑动,即工作钢管与保温材料之间紧密接触,工作钢管通过支架支撑在外套钢管内,使导向支架在外套钢管内部滚动,形成了“钢管沟”的构造。该结构形式主要采用于软质的保温材料作为保温绝热层,有效解决了由于径向膨胀而造成摩擦力增大的问题,由于内部有支撑环,不会造成保温材料偏心和压碎现象。外滑动式保温结构是目前使用较多的结构形式,由于每根管道内均设置了2—3组滑动导向支架作为支撑,使保温层与外套钢管之间形成一层保温效果佳好的空气层,可以使得工作管在外套钢管内自由滑动,基本消除了内应力,适用于地质条件差或地下水位较高的地区。
 

2、导向滑动支架设置间距
 
 
工作钢管公称直径(单位mm) 设置的间距/距离(单位m)
<125 3.0—4.0
≥125 4.0—6.0
备注:导向滑动支架的间距应按照钢管的强度和刚度计算确定,也可按照上述表内来执行,导向滑动支架应采取绝热措施,避免热桥效应和部分热量损失。
直埋蒸汽钢套钢保温管
我公司生产的钢套钢保温管道,严格执行建设部CJ/T200—2004和CJJ104-2005标准,并且在结构上借鉴了国外同类产品设计方案,采用独特的管道支座与钢套管内壁之间作为滑动界面的结构形式,利用钢外套管机械强度高强、密封性能好的特点成功解决了防水抗漏的难点。
直埋蒸汽钢套钢保温管   直埋蒸汽钢套钢保温管
 
3、直埋蒸汽钢套钢保温管道保温结构主要参数:
 
 
1、工作钢管
管道种类:输送流体用无缝钢管或双面埋弧焊缝螺旋钢管
管道材质:20钢、Q235-B或不锈钢等
执行标准:GB/T8163、GB/T3087或GB/T9711国家现行标准规范。
2、保温层
保温材料种类:  耐高温超细玻璃棉 岩棉 无石棉微孔硅酸钙 憎水型硅酸铝
常温导热系数: ≤0.032W/m·k ≤0.036W/m·k ≤0.058W/m·k ≤0.09W/m·k
容重(干): 50±2%kg/m3 150±15%kg/m3 240kg/m3 128kg/m3
使用温度: -80℃—+450℃ -80℃—+650℃ -80℃—+1050℃ -80℃—+1050℃
3、外套钢管
管道种类:双面埋弧焊缝螺旋钢管
管道材质:Q235-B
执行标准:SY/T5037 、GB/T9711国家现行标准规范。
4、防腐层
材料  耐高温树脂 聚脲 3PE
击穿电压 ≥5000V ≥15000V ≥25000V
长期使用温度 ≤100℃ ≤130℃ ≤80℃
直埋蒸汽钢套钢保温管   直埋蒸汽钢套钢保温管


 

(二)钢套钢纳米复合预制保温管


 
1、钢套钢纳米复合预制保温管结构图:
 
 
钢套钢纳米复合预制保温管
2、钢套钢纳米复合预制保温管道主要参数及性能要点:
 
 
1、工作钢管
管道种类:输送流体用无缝钢管或双面埋弧焊缝螺旋钢管等。
管道材质:20钢、Q235-B或不锈钢等
执行标准:GB/T8163、GB/T3087或GB/T9711国家现行标准规范。
2、保温层
保温材料种类:  纳米高性能复合绝热保温毡 耐高温超细玻璃棉卷毡
常温导热系数: ≤0.018W/m·k ≤0.032W/m·k
容重(干): 180kg/m3 50±2%kg/m3
使用温度: -80℃—+650℃ -80℃—+450℃
3、外套钢管
管道种类:双面埋弧焊缝螺旋钢管
管道材质:Q235-B执行标准:SY/T5037 、GB/T9711国家现行标准规范。
 
4、防腐层
材料  耐高温树脂 聚脲 3PE
击穿电压 ≥5000V ≥15000V ≥25000V
长期使用温度 ≤100℃ ≤130℃ ≤80℃
3、钢套钢纳米复合预制保温管道技术优势及性能特点:
 
 
利用纳米高性能复合绝热保温毡优异的耐高温和保温性能,用较小的纳米绝热材料厚度使蒸汽工作管道外表面温度降至一定范围以下,然后使用另外一种较低温度状态下保温性能良好的保温材料使保温管外表面温度降低至某一范围,不仅能更好的减少管道散热,还能降低外套钢管规格并降低因此而带来的一些列的工程造价(如沟槽开挖、安装、运输费用等),同时减少地下占用空间,提高地下空间使用率及管道的通过性。
 
4、该技术与目前传统蒸汽直埋保温管道相比,主要性能特点:
 
 
(1)管道采用外滑动式,其保温结构由工作钢管、耐高温纳米棉保温隔热层、耐高温铝箔反射层、不锈钢紧固带、滑动导向支架、空气保护层、外护钢管、外防腐层组成,外滑动结构是基于“钢地沟”的思想设计而成,可充分利用弯头进行自然补偿,可降低成本,减小固定墩的推力;
(2)外套钢管强度高、密封性能好,可有效地放水、抗渗;
(3)外套钢管的外壁采用优质防腐处理,使外套钢管的防腐层寿命在30年以上;
(4)整个保温结构层均为密封防水结果,能避免施工、运输过程中的进水情况,大大降低施工、运输、储存的防水保护难度,同时减少热能损失;
(5)杜绝滑动支架的热桥作用的发生;
(6)直埋管道的疏水采用全密封式结构,疏水管接于工作钢管的低位点或设计要求的位置,无需另设检查井;
(7)工作钢管的弯头、三通、波纹管补偿器、阀门等均布置在钢套钢管内,整个工作管道处于全密封的环境下运行,安全可靠;
(8)采用高效隔热式内固定支架技术,最大限度地降低内固定支架处的热桥效应。
 
钢套钢纳米复合预制保温管
 
5、钢套钢保温管系列产品规格型号参考表(以设计参数350℃、1.6MPa为例):
 
 
公称直径
单位:DN
工作钢管(mm) 外套钢管(mm) 保温厚度
(mm)
疏水 参考重量
外径 壁厚 外径 壁厚 规格 (Kg/m)
DN50 57 3.5 219 6 60 32×3 37.48
DN65 76 4 219 6 60 32×3 40.14
DN80 89 4 273 6 70 32×3 49.90
DN100 108 4 273 6 70 32×3 51.97
DN125 133 5 325 6 80 32×3 65.93
DN150 159 5 377 6 90 32×3 77.64
DN200 219 6 478 6 110 57×4 107.20
DN250 273 7 529 7 110 57×4 143.06
DN300 325 7(8) 630 7 130 57×4 179.69
DN350 377 7(9) 720 8 150 57×4 234.91
DN400 426 7(10) 820 10 170 57×4 278.87
DN450 480 8(10) 820 10 150 57×4 291.50
DN500 530 8(10) 920 10 170 57×4 372.11
DN600 630 10(12) 1220 14 220 57×4 570.77
DN700 720 10(12) 1220 14 220 57×4 600.23
DN800 820 10(12) 1320 14 220 57×4 727.57
DN900 920 12 1420 14 220 57×4 795.27
DN1000 1020 12 1520 16 220 57×4 937.40
注:规格可根据施工设计参数及使用条件进行调整,最终以客户确认的设计要求为准。
河北保利热力管道工程有限公司
河北保利热力管道工程有限公司