钢管
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1概述 预制直埋蒸汽管道是 目前 国内广泛采用 的蒸汽保温管道 ，主要 分为“外 滑动 ”和“内滑动”两种 结构 。 “外 滑动”结构是指 将保温材料包 敷在 工作钢管 上，工作钢 管与 钢质支架一起在外套钢管内壁上滑动的一种 保温结构。在保温材 料 与外套钢管之 间留有空气夹层(一般 不大于 15mm)，空气层 即可用 于排潮 ，也起到一定的保温作 用，保温材料一般采用憎水性无机材 料 ，在保 温层 少量进水 时可 以利用空气层和排潮管将水 汽排 出。此种 结构因为存在空气层 ，所以可以充分利用弯头 进行 自然补偿 ，减 少补 偿器 的使用。 “内滑动”结构是指将 保温材料包 敷在 工作钢管上 ，保温材 料与 外套管形成整体 。在 管道运行 时，工作钢管在保温层 内伸缩、滑动的 结构。此结构内保温层采 用无机材料 ，外保温层采 用有机材料 ，外保 温层 与外套管之间没 有空气层。 保温计 算是直埋蒸汽 管道 设计 的第一步 ，直接关系到设计 方案 的选择 ，并且其直接指导管道的生产 ，对 以后管线是否可以经济运行 也有决定性的影响。所 以笔者在此谈一些 自己在 这方面 的看法 ，按照 两种不同导热系数的材料 分层包裹 的方式进行计算考虑 ，以供 大家 探讨。 钢 套钢 直埋 蒸汽 管道 外表面温度是在进行管道保温计 算时按照 标准要求须硬性控制的数字，外表面温度过高会直接影响外套钢管 外防腐 的使用寿命 ，甚至在短时间内使外防腐 失去作用 ；另外也会增 大外套钢管本身的热应力 ，直接影响管道本身的全运行。不仅如 此， 表 面温度过高还 会对周围实施造成破坏 ，工程中多有发生 因埋地 管 表面温度过高而影响附近 电缆 、燃气、植被、绿化的事件发生。所以在 国家标准中规定 直埋蒸汽 管道 的外表面温度须控制在 50℃以下。
钢套钢直埋管道保温结构如 图 1，传热过程 主要 有以下几个过 程 组 成 ：
①蒸汽与工作管内壁之间的对流换热；
②工作管外壁与内保温层之间的一维导热 (因沿轴向的温降相 对于径向的温降很小，故作一维传热考虑 )；
③内保温层与外保温层之间的一维导热；(同理 )
④外保温层外表面与工作钢管内壁之间的辐射、对流，导热相结 合的综合传热 ；
⑤外套管外表面与土壤之间的二维传热； 散热热阻 由内管管 壁热阻、内保温层热 阻、外保 温层热阻、空气 层热阻 ，外套 管管壁热阻及土壤热阻五部分组成 ，内管管壁热阻和外 套管管壁热阻很小，可忽 略不计 ，
管道系统经过前期的试运 行之后 ，管系进入一个相对稳定 的运行 阶段 ，此时蒸 汽管的传热 为二维稳态传 热过程。
以上计 算都是针 对钢 套钢外滑动 的结 构 ，其 中公式(1)一(5)亦 可用于 内滑动结构的计算。计算中只要将空气层的综合导热 系数换 成有机材料 的导热系数即可。现阶段国内生产 的内滑动结构 主要有 “钢套钢”和 “塑套钢 ”两种形式。“钢套钢”结构是指工作 管和外套管 都是采用钢质管道 ，“塑套钢 ”结构是指工作 钢管采用钢制管道 ，外套 管采用聚 乙烯管道。有机材料一般 采用聚氨醋 ，目前国内聚氨酯材料 长期耐温的极 限为 120℃，所 以在计算式应将 有机层 与无机层 的界 面温度控制在 12O℃以下，以保证管道 系统的长期稳定运行。
