直埋蒸汽管道系統中外護管的製作方法

2023-04-24 15:17:56 2

專利名稱：直埋蒸汽管道系統中外護管的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及到直埋保溫蒸汽管道用的外護管。
背景技術：
隨著國家能源政策的調整及城市建設對環境保護要求的提高，直埋保溫蒸汽管道的需求日益增加。直埋保溫蒸汽管道的外護管是直埋保溫蒸汽管道長期可靠運行的關鍵。所謂外護管就好似傳統地下管道的地溝，只不過這種「地溝(外護管)」的幾何尺寸緊湊的只能容下經保溫的蒸汽管。早期的直埋保溫蒸汽管道的外護管，延用了直埋熱水管道的高密度聚乙烯外殼，由於高密度聚乙烯外護管的耐溫性能較低，經實踐證明使用效果較差。人們在吸收國外一些經驗的基礎上，後將外護管改為外表施以防腐層(多為可環氧煤瀝青為防腐材料，以抵禦土壤的腐蝕)的鋼管，使這項技術的應用得以繼續。常見的鋼外護管直埋保溫蒸汽管道也叫「鋼套管」直埋管。隨著使用時間的推移，人們發現「鋼套管」直埋管也存在一些不足，其中鋼外殼管表面溫度(事故狀態下的表面溫度高達100C)產生的溫差應力，使鋼外殼被破壞。為了消除應力，通常採用增加金屬波紋管膨脹節的方法，但這種方法會使管道的成本增加、保溫結構複雜，而且因受波紋管疲勞壽命的限制，使管道系統的壽命無法滿足預期的要求。正因為如此，人們一直在努力試圖找到一種即適合國情，又能自身吸收溫差應力的外護管。

發明內容
本實用新型的目的是提供一種自身能吸收溫差應力的直埋蒸汽管道系統中外護管本實用新型的目的是這樣實現的一種直埋蒸汽管道系統中外護管，其特徵在於直埋蒸汽管道系統中外護管是由纖維纏繞增強熱固性樹脂夾砂玻璃鋼外殼層、中間噴塗硬質聚氨酯泡沫塑料層和內層鋼導管複合而構成的，所說的系統中複合外護管中的內層鋼導管是不連續的，其間斷寬度W應不小於Δ1，即W≥Δ1其中Δ1＝(〔δ〕t/Et)×L式中〔δ〕t——溫度t時鋼的許用應力，單位MPa，Et——溫度t時鋼的彈性模量，單位MPa，L——相鄰間斷處之間鋼導管的長度，單位m。
這裡需要強調複合外護管中的內層鋼導管、噴塗的硬質聚氨酯泡沫塑料中間層和纖維纏繞增強熱固性樹脂夾砂玻璃鋼外殼層整體一致的性能對於直埋保溫蒸汽管道系統的可靠性是十分重要的。由於玻璃鋼的線膨脹係數α2是鋼導管線膨脹係數α1的2～3倍，即α2＝(2～3)α1(1)當確定了鋼導管的溫度t1≤140℃後，通過調整噴塗或者灌注或者澆注硬質聚氨酯泡沫塑料的厚度來改變纖維纏繞增強熱固樹脂夾砂玻璃鋼外殼的表面溫度t2，使纖維纏繞增強熱固性樹脂夾砂玻璃鋼外殼在t2時的應變ε2＝α2×t2與鋼導管在t1時的應變ε1＝α1×t1相適應，即ε2≈ε1(2)根據(2)式可以得到鋼導管的溫度t1與纖維纏繞增強熱固樹脂夾砂玻璃鋼外殼的表面溫度t2之間的關係式(3)t2≈(α1/α2)×t1(3)滿足(3)式複合外護管將在運行過程中始終保持「三位一體」性能。
本實用新型的積極效果1、由於本實用新型所實現的直埋蒸汽管道系統中的複合式外護管是不連續的，其間斷足以釋放鋼導管溫差應力，這使得採用複合外護管式的直埋保溫蒸汽管道系統更加適合複雜的城市地下直埋，使直埋保溫蒸汽管道的施工方便；2、由於本實用新型中所實現的直埋保溫蒸汽管道的外護管是由纖維纏繞增強熱固性樹脂夾砂玻璃鋼外殼層、中間採用硬質聚氨酯泡沫塑料層和內層鋼導管複合而構成的，具有「三位一體」性，從而可保證直埋蒸汽管道的預期壽命10～20年，在任何土壤環境下都具有可靠防水、防腐和抗土壤載荷的性能。
3、本實用新型的方法簡單易行，不僅降低管道網總投資，而且提高了直埋管道系統的可靠性。


圖1是本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型做進一步詳細說明本實用新型所說的直埋保溫蒸汽管道用的複合外護管是由圖1中所示的內層鋼導管1、中間硬質聚氨酯泡沫塑料層2和纖維纏繞增強熱固性樹脂夾砂玻璃鋼外殼層3所組成，所說的中間硬質聚氨酯泡沫塑料層是採用噴塗的方式實現的。纖維纏繞增強熱固樹脂夾砂玻璃鋼外殼和噴塗硬質聚氨酯泡沫塑料組成的防護層，使鋼導管的外表面與土壤徹底隔絕，防止了各種類型土壤對鋼導管外表面的腐蝕。剛導管1是不連續的且間斷的寬度為≥Δl，為保證剛導管在間斷處的同心度，增加起導向作用的內套袖4，焊口5將內套袖4的一端與間斷處的一端鋼導管固接，內套袖4的另一端與間斷處的另一端留有縫隙6。為便於對本實用新型中公式的理解，給出一組數據加以說明當L＝12m時，鋼導管的設計溫度為110℃，〔δ〕t為111MPa，Et為191×103MPa，將上述數據帶入式Δ1＝(〔δ〕t/Et)×L中，則有Δ1＝(111/191×103)×12×103＝6.97mm本實施例W為300mm，故滿足W≥Δ1。
權利要求1.一種直埋蒸汽管道系統中外護管，其特徵在於系統中外護管是由纖維纏繞增強熱固性樹脂夾砂玻璃鋼外殼層、中間噴塗的硬質聚氨酯泡沫塑料層和內層鋼導管複合而構成的，所說的系統中複合外護管中的內層鋼導管是不連續的，其間斷寬度W應不小於Δ1，即W≥Δ1其中Δ1＝(〔δ〕t/Et)×L式中〔δ〕t——溫度t時鋼的許用應力，單位Mpa，Et溫度t時鋼的彈性模量，單位MPa，L相鄰間斷處之間鋼導管的長度，單位m。
2.按照權利要求1所述的直埋蒸汽管道系統中外護管，其特徵在於在所說的鋼導管的間斷處設有起導向作用的內套袖。
專利摘要一種直埋蒸汽管道系統中外護管，其特徵在於直埋蒸汽管道系統中外護管是由纖維纏繞增強熱固性樹脂夾砂玻璃鋼外殼層、中間噴塗的硬質聚氨酯泡沫塑料層和內層鋼導管複合而構成的，所說的系統中複合外護管中的內層鋼導管是不連續的。其優點是由於直埋蒸汽管道系統中的複合式外護管是不連續的，其間斷足以釋放鋼導管溫差應力，這使得採用複合外護管式的直埋保溫蒸汽管道系統更加適合複雜的城市地下直埋，施工也方便。
文檔編號F16L59/00GK2549305SQ02211848
公開日2003年5月7日 申請日期2002年5月14日 優先權日2002年5月14日
發明者於寧, 任景鑫 申請人:於寧