钢塑复合外防腐防水层多屏式三层保温结构在蒸汽直埋

1、钢塑复合外防腐防水层多屏式三层保温结构在蒸汽直埋工程中的应用开封三环防腐保温工程有限公司 李朝襄 崔振忠前 言 抓住关健，不断从实践教训中总结经验。用新工艺把防腐保温工作推向一个新高度，使蒸汽直埋技术规范化，安全，可靠。由于我国蒸汽直埋技术规范、标准还没颁布，大家所持的观点及技术不统一，都在摸索中，大家所施工的工程中都相继出现了不同程度的问题。到底采用什么样的工艺及结构。技术规范、标准的尽快出台，直埋技术的完善是当今急聚研究的头等大事。关健词 钢一塑复合防腐防水层，多屏式三层保温结构一由于高温蒸汽直埋管道内的介质温度很高（300）。目前尚没有任何一种保温材料能在如此高的温度下，像聚氨酯发泡一样

2、，在钢管外面形成三位一体与钢管紧密粘结没有缝隙的保温材料。因此，从保温材料与保温结构考虑，高温蒸汽直埋管道只能是脱开式、内滑动的结构形式。保温结构才能形成固定的通行地沟，工作钢管受热膨胀时可在其中自由伸缩。所以：高温蒸汽直埋敷设对保温材料、保温结构提出了严格的要求；1、必须具备足够的机械强度，可靠的防水防腐能力。2、要充分考虑管道的热位移，并在保温结构中保证热位移的实现。3、保证保温结构内部和周围土壤温度场的控制。这是高温蒸汽管道直埋敷设的关健，保温材料的优劣，保温结构的合理与否、各节点、端面的处理是否正确严密，施工质量的好坏都将影响温度场的控制。稍有疏忽即可酿成严重后果。4、要重视管网的排潮

3、功能，留足排潮通道，将潮气排出管外；是保证保温效果，不造成爆管，使管道正常运行。高温蒸汽直埋敷设技术中的强度验算，管网布置，补偿量的计算，保温层层间的热力计算，保温材料的优劣，保温结构合理与否，预制保温管的质量，现场补口的质量、工艺，各节点、端面的处理技术，采取什么结构的防水防腐层，确保不让渗漏进水，又是关健的关健。总之：高温蒸汽直埋敷设，只要把好防水、防腐、排潮、疏水关，一定会长期安全运行，取得圆满成功。 二保温结构与保温材料： （一）钢一塑复合三层保温结构示意图： 根据多年的经验教训及实践，我公司集“钢套钢”结构强度高不易进水的优点，又集玻璃钢防水，防腐性能好、整体性好的优点。开发了一个较

4、完整的保温结构。“钢一塑复合外防水防腐层，多屏式三层保温结构”工艺。其结构特点：一、密封防水性好，二、利于排潮，三、柔性材料在管道热位移时不至于损坏保温层。二、保温结构：1、工作钢管经试压合格后进行除锈。（一般不用试压）2、采用有机硅耐高温防腐材料作防腐处理。3、滑动层采用无机材料，并留足空气层，确保工作管的轴向位移。4、选用保温效果好，尤为吸水烘干后各种技术指标不变的微孔硅酸钙瓦块做隔热保温层。瓦块要错缝捆扎，瓦块间再用耐高温粘胶剂及本体浆料粘接；用泡沫石棉作密封弹性体，而后用本体材料的浆料泥严。5、为防止热量从瓦块间隙中溢出，不使聚氨酯发泡料从瓦块间隙中挤进，造成热气外泄破坏保温层和防水防

5、腐层，选用保温效果好的柔性材料“离心玻璃棉瓦块”制作一层密封隔热保温层。这种独特的结构：一、可加强隔热效果，防止热汽外溢，二、可发挥柔性材料的弹性作用，保证径向位移时不拉坏保温层。三、可作为纵向的排潮通道，保证顺畅排潮，使管网能长期安全运行。6、离心玻璃棉外，加复钎维铝箔作反射层，用聚氨酯泡沫做保温层。聚氨酯泡沫导热系数低，保温效果好，发泡时两边形成的硬甲也是一道防水屏障。7、硬质聚氨酯泡沫保温层外的防腐防水层，是根据保温外经的大小用35mm的钢卷管作钢外套，以抵御高强拉伸外防水防腐层不受破坏。与钢套钢工艺相同。8、钢管金属物的最大弱点是不耐腐蚀，所以在钢卷管外用机械螺旋缠绕纤维增强塑料（玻璃

6、钢）作外防水防腐层。玻璃钢整体性好强度高，防腐、防水性好，使用寿命长，造价低，可缩变性大，是直埋管道最佳外护材料。综上所述，此保温结构设有多道防水屏障，一是聚氨酯泡沫形成的硬壳，二是钢卷外护管，三是纤维增强塑料（玻璃钢）。层层防水！即使由于某种原因造成地下水渗漏，也无法进入保温层，万 一有水进入保温层，经蒸汽烘烤即能迅速将潮汽排出。保温材料仍能保持原来形状及性能指针。管网仍能正常安全运行。9、保温材料的性能指针：(指针参考有关资料，略）1、无石棉微孔硅酸钙瓦块：其最突出的特点在于：它不含任何有机粘结剂，全靠自身的化学反映变化粘合成型，吸水烘干后各种性能指针不变。2、离心玻璃棉瓦块：其最大优点是

7、：导热系数低，吸水快，排水也快，可作顺畅的排潮通道。烘干后各种性能指针不变，造价低、保温效果好不板结，是理想的保温材料。3、聚氨酯泡沫保温层：其材料是当今最好的保温材料，容重轻，导热系数低，闭孔率高，施工方便。4、纤维增强塑料（玻璃钢）防水防腐层：选用中碱或无碱玻璃纤维丝，间笨型不饱和缠绕树脂作原材料，采用机械螺旋缠绕工艺。三高温蒸汽管道直埋敷设技术成败的关键在于防水防腐与保温。因此，除了选择优良的保温材料和合理的保温结构外，还有许多节点、端面处理的施工技术问题。这些节点都有各自的重点与难点，如果处理不当，会招致较大范围甚至整个系统的破坏。（一）补口：一个工程由许多根预制保温管、三通、补偿器、

8、固定支架等管件焊接在一起而形成许多焊口，需要现场补做保温结构“补口”。补口的结构与直管相同，采用与工作管同材质、等厚度的保温材料将焊口补平，然后进行保温防水防腐处理。（二）补偿器：直埋式补偿器，可与保温管一起埋入地下，为保险起见，维修更换方便，经几年的实践考证，补偿器究竟能使用多少年？从理论上推算可知大概。能否保证25年以上不更换，在实际运行中能否达到要求，还是个末知数，没有一个工程实例能证明其真正的使用寿命，所以补偿器在没成熟的实践经验情况下，设在井内是较保险的。一、可以观察检测运行状况，二、便于维修更换。我公司最新研制推岀的“钢塑复合式整体井室”（伐门井、补偿器井、疏水井、检查井），就是取

9、代混凝土井的井室，它具有占地小、无渗漏、不进水、便于检查更换，造价适中，在城市狭窄街道铺设时又便于施工，保温可采用整体可拆卸式的活动保温套，另外在其井内还可安装运行中热损及各接口温度的检测装置， 排潮装置。（三）固定支墩：此工艺的固定支墩是采用：内固定加外固定扶助的办法，即安全又保险，又可防冷桥，降低热损，施工中减少很多的土方和混凝土量（70%），也可缩短施工期。保温防冷桥处理：由于现在国内尚无强度高，耐高温，导热系数低的隔热材料，采用隔热垫防冷桥工艺不可取，只有用保温套方法，然后用外固定辅助工艺，来解决冷桥问题。（四）疏水装置：疏水装置，在直埋敷设工程中的作用很重要，启动运行时如何把凝结水排

10、岀管外，只有靠此装置，如果疏水装置不通，严重时造成水冲击（水捶）可把焊缝震开，破坏整个工程。所以此装置要安装在位移量极小的部位，最好在固定墩两端。制作时与固定墩同体并装入整体井室中，疏水井要阀、水、分隔密封，避免蒸汽进入伐井中影响维修操作、又可防止水蒸汽对伐门管件的腐蚀，疏水伐一定要设二次伐，以便运行中，不停输维修。（五）排潮装置：保温材料在制作和安装过程中都会有相对的湿度，运输安装中雨淋或管沟中有水，运行时在蒸汽的烘烤下，将变成水蒸汽，这些气体必须排出保温层，如不排出将形成一种压力，结果会爆管，使保温层、防水层被破坏。安装排潮装置是必要的，利用排潮管把蒸汽排出去，为了不让管道位移时把其装置拉

11、坏，破坏保温层、防水层。一般安装在固定墩环形推力板两边150mm处，其部位用软质保温材料，排潮管它又是运行中的隐患，外引时钢管要加强防腐并作好保温措施。引出地面时，要高于本地区水平面300mm以上隐蔽处，出口要180向下。但设在补偿器井内为最好，此位置是固定点，便于观察又不会被腐蚀坏。（六）弯头，三通：高温蒸汽直埋管道与热水管道的摩擦力：环向应力的差异很大，要保证管道中每个截面都能顺利实现位移，弯头、三通处更须慎重。因此，弯头工厂预制时要做好特殊处理，保温层要形成一个软质空间，以便在大推力位移时不破坏保温层，防水层要精确计算好推力，标设准确的固定点位置。（七）保温管穿井壁密封防水处理：此项工艺

12、在砼结构的井室上是非常棘手的，过去的同类工程中70%以上的井室都存在密封不严，渗水现象。给运行管理上造成很多麻烦，一直是很头疼的事，室内根本无法立足。我公司最新研制推出的整体式“钢塑复合井室”。就解决了这些问题，造价仅高出砼井室的15%左右。四高温蒸汽管道地下直埋敷设能否成功，除以上的种种因素之外还与甲方、监理、保温、安装、土建等方面的密切配合是分不开的。（一）土建：1、直埋的埋深只考虑，由于地面荷载的作用不会破坏管道即可。2、从经济性和施工方便考虑，尽量浅埋，能走快车道的不走慢车道，不要走人行道，最好走慢车道。3、按荷载计算，当管道复土600mm，通过15吨载重汽车时，受压强度为0.81Kg

13、/cm2，当道路施工时，12吨压路机将250mm复上压实到150mm时，其受压强度也为1.0Kg/cm2。4、直埋管沟的开挖：（1）管沟开挖后，应按要求对中轴线，沟断面，高度进行校核。同时，应对沟底进行验槽，发现土质不匀，有铁渣，尖锐利器等杂物要进行清理。（2）在高水位地区，应采取排水措施。在沟底的一边要开挖排水沟。（3）对泥泞。湿陷性沟底必须作垫层处理。（4）回填时要严格三级夯实，一级夯实度为95%。管中以下，二级夯实度为75%，管中至管顶150mm以下，三级夯实度65%，二级以上400mm，其畲为自然夯实。（二）安装施工：1、预制管下沟时应轻吊轻放，以免损伤保温结构。破坏防腐,防水层,造成

14、严重后果。2、焊接要采用氩电联焊，100%探伤，确保管道焊缝无泄漏。3、管道，管件的焊接要控制好中心线和标高。 总之，安装、土建施工应与保温施工密切配合，切不可各自为政，经验证明：凡是协调好，配合好的工程，施工进度快、质量好、就会一次试压成功，不留任何后遗症。五预制保温管技术参数的确定，三层保温结构，不受外护钢管公称规格的约束，能按最佳保温效果，最经济保温厚度的任意保温直径作施工制作，为此，可以大大减少投资， 不造成因为用公称管径就大不就小的浪费现象。例：325“钢套钢”工艺其保温外径为了满足其保温要求，使用两层硬质保温材料作隔热层，其保温外径应该是660mm，但必须用720×8的钢

15、管作防护层，使用“钢塑”复合防水防腐层，三层保温结构工艺只需630×3钢卷管，外缠4mm厚的玻璃钢作防腐防水层，这样每公里可节约35万元左右。一般200以上的钢管，使用双面埋弧焊螺旋管即可，可节约投资20%，此工艺还具有防腐防水效果好，保温性能极佳的特点，一般接口温度不超过50，正常在35左右，热损千米温降在10以下，一般实测在5左右。三种温度下的保温厚度及接口温度如下：保温厚度计算表（300 250 200）参数选定：介质温度=200 250 300 土壤温度 =15 土壤导热系数 =1.5W/m.k 埋深 =1.5m 接口温度=50 千米温降=10 以下六(一)有一个好的保温结构

16、，更应有一个好的完善的制作工艺和监制手段,防腐保温的关键是：“抓两头代中间”。两头：即“内”金属面的除锈防腐，“外”外防水防腐层的密闭及整体性。所以抓好金属物的除锈防腐是消除内患的关键。外防水防腐层的密闭性，整体性是消除外患的关健。因为水是保温的天敌，要加设多道防线，在防水层上要下大功夫，千万不要在防水防腐层上计较造价，以防水防腐好为佳。因为直埋管的成败也就在于防水防腐：所谓“代中间”就是保温层要选择保温效果好的保温材料。不能因为吸水性能好，而忽略选用好的保温材料。（二）现场管理，合理的施工方案，先进的生产设备，精湛的工装、机具、夹具模具也是很关键的。有了以上的种种因素，最主要的是施工队伍的整

17、体素质“人的因素第一”，首先人人必须懂工艺、懂技术，更要有一丝不苟责任心，让每个人都明白在施工过程中我就是业主，工程质量就是企业的生命线，作好自监、自检，严把工艺、质量关，尤为补口，每一道工序都要严格检查，决不能有一个漏点。 管径DN硅钙瓦厚度mm离心棉厚度mm聚氨脂厚度mm保温外径mm离心棉外表温度聚氨酯外表温度300250200300250200300250200300250200300250200300250200DN80404040303030319299113.71103.4637.4434.21DN100404040303030338318117.93107.1939.1835.9

18、0DN125504040303030383325114.83111.1540.2837.83DN150504040404030303030409389369118.67105.6191.9642.1638.1133.96DN200504040504030303030489449429117.27111.4096.7144.4141.4636.95DN250604040504030303030563503483115.71115.4399.8545.9444.2539.2DN300604040504030303030615607535119.27118.53102.2448.2646.6141.

19、07DN350605040604030303030687617587115.32114.42104.2448.3447.1042.79DN400705040604030303030750679639112.88116.35106.0749.0048.5844.63DN450705040605030303030808740688115.00111.48107.5550.4848.4546.05DN500705040705030303030879799739111.25112.84108.7650.1649.4347.23DN6008060408050303030301020920840105.2

20、9110.46110.9549.5250.4749.59DN70080604080604040403011301039959119.0112068105.6549.0247.3648.99（三）具体施工中：1、首先建设方（业主）领导班子要果断及敬业精神，从思想上把此项工程视为全厂的生命线，积极配合协调，以大局为重，一切问题在现场都要及时解决。2、施工队伍和工艺的选择安排，是完成总体工程的保障，让具有实际经验的施工队伍的工艺与具有实际丰富设计经验的设计单位结合，实践与理论相结合，共同拿出保险、合理的施工设计方案，整个工程在施工过程中，就能得心应手，确保工程的整体质量和工期。3、注意施工工序的排列

21、顺序、确保工期、质量的要求，如需要外固定的要从全线固定支墩的开挖、预制开始，加强养护期。安装时好分段连接，先易后难，不至于因为某一点一段有阻碍影响全段工程，再者也可多段同时进行安装，提高工效，保温管必须先预制，使防水防腐层的固化期增强，保证安装时的强度，保证整体质量。4、土建要认识到，他们的粗活不粗，按尺寸挖工作坑、固定墩的预制养护，回填土的三级夯实，都是整个工程在运行中成败的最重要、最关键因素。5、安装单位要消除：“只要焊缝不漏气，其它已无关紧要”的无所谓的思想，加强对保温管在运输、吊装、安装下沟时的安全保护意识。（四）工程实例：近二年“钢塑复合防腐防水层，多屏式三层保温结构”运用到高热阻土壤和高水位地区都取得了满意的效果。如：1、开封开发区热力公司热网工程：供热参数：200 1.0mpa DN150mm无缝管保温厚度：1=5mm润滑层 2=60mm硅钙瓦隔热层 3=30mm聚氨脂保温层 4=3mm直缝卷管外护层 5=3mm玻璃钢防腐防水层 保温外径：Dw=359mm接口温度：无机有机界面：115 有机钢套界面：45温度场温度：30以下竣工后，经暖管试压试运行，管网保温效果好，千米温降温5，外表面温度小于15，大雪覆盖管外不融化。管