專利名稱：一種直埋敷設(shè)過渡管段的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于直埋敷設(shè)供熱管道技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種溫度等于或超過120℃的高溫蒸汽、高溫?zé)崴艿乐甭穹笤O(shè)過渡管段。
目前，國內(nèi)外直埋技術(shù)的發(fā)展已有60多年的歷史。三十年代前蘇聯(lián)最初采用泥煤保溫材料，40年代又改用澆灌泡沫混凝土作為直埋管道保溫材料。實踐證明這些保溫材料吸水率大，直埋管道腐蝕嚴(yán)重，因此直埋管道技術(shù)局限性很大，僅僅適用于地下水位低、土質(zhì)干燥且無腐蝕的地區(qū)。隨著高分子有機合成材料的發(fā)展，50年代初美國、丹麥和加拿大等國的各大公司著手研制保溫管即“管中管”技術(shù)，此種預(yù)制保溫管系采用聚氨脂泡沫塑料作保溫材料，以高密度聚乙烯作保溫管外殼。此種保溫管可用于地下水位高、土壤潮濕地區(qū)，從而使管道直埋技術(shù)發(fā)展到一個新水平。國內(nèi)在50年代管徑采用過澆灌泡沫混凝土的管道直埋敷設(shè)方式，在70年代初期北京市熱力公司開始研究采用瀝青珍珠巖保溫的熱力管道直埋技術(shù)，1977年北京市煤氣熱力設(shè)計院等單位對用瀝青珍珠巖保溫材料的直埋熱力管道進(jìn)行了無補償直埋敷設(shè)試驗，取得很大成績。80年代我國出現(xiàn)兩種新型保溫結(jié)構(gòu)預(yù)制保溫管一類是天津大學(xué)根據(jù)國外經(jīng)驗研制的保溫結(jié)構(gòu)為“氰聚塑”型式預(yù)制保溫管；一類是引進(jìn)國外生產(chǎn)線生產(chǎn)的“管中管”型式預(yù)制保溫管。前者由鋼管、防腐層、保溫層、保護(hù)層四部分組成，其中鋼管采用無縫或螺旋焊接管，防腐層是在鋼管外表面涂一層氰凝，保溫層采用硬質(zhì)聚氨脂泡沫塑料，保護(hù)層采用玻璃鋼或高密度聚乙烯管。另外，還有采用“管中管”預(yù)制保溫管，其由鋼管、導(dǎo)線、保溫層和保護(hù)層等四部分組成，上述技術(shù)均為成熟的技術(shù)，適應(yīng)120℃以下的熱水管道直埋敷設(shè)，但對超過120℃以上時，由于有機防水保溫材料聚氨脂耐溫受到限制，因此不適合120℃以上高溫敷設(shè)，否則易發(fā)生變形破壞，吸收外表水份，水膨脹后使全線破裂管網(wǎng)發(fā)生事故。近期人們又研制了“塑套鋼”高溫直埋管，該技術(shù)的保溫管結(jié)構(gòu)由內(nèi)鋼管、內(nèi)層無機復(fù)合保溫材料、外層聚氨脂泡沫塑料、高密度聚乙烯塑料組成，其中(1)內(nèi)鋼管常用為無縫鋼管、螺旋焊縫管，尺寸為50～700；(2)內(nèi)層為無機復(fù)合保溫材料，耐溫600℃以下，即硅酸鹽類復(fù)合保溫，但與內(nèi)鋼管相連時應(yīng)加一層耐高溫襯里以保證保溫材料與內(nèi)鋼管脫開，減小摩擦力；(3)外層有機保溫材料即聚氨脂硬泡沫塑料耐溫120℃以下；(4)外保護(hù)層高密度聚乙烯塑料。
“塑套鋼”方案節(jié)點密封技術(shù)比較復(fù)雜，現(xiàn)場處理較難，如補口處、補償器處、疏水處、固定支架、彎頭等處均需特殊處理，方可保證整個管道的正常運行。此方案不只是造價高、塑料焊接工藝不完善、質(zhì)保體系、檢測手段均需進(jìn)一步完善、另外大口徑塑料管生產(chǎn)廠家生產(chǎn)有困難。最后介紹一種是“鋼套鋼”直埋方案，它的組成是內(nèi)鋼管、硬、軟質(zhì)保溫材料、支撐環(huán)、外鋼管、防腐層等。其中(1)內(nèi)鋼管，采用無縫鋼管或螺旋縫鋼管，尺寸為50～800；(2)保溫材料，內(nèi)層為軟質(zhì)保溫材料如泡棉、巖棉、礦棉等，外層為珍珠巖瓦塊等硬質(zhì)保溫材料；(3)支撐環(huán)，主要在內(nèi)外管間起“力橋”及“隔熱橋”作用，主要作用是保護(hù)管間保溫層，減小摩擦阻力；(4)外鋼管，一般采用螺旋縫卷制鋼管，DN200～DN1200；(5)外防腐采用HD環(huán)氧煤瀝青加強防腐，特殊地段采用陰極保護(hù)。
“鋼套鋼”方案節(jié)點密封相對“塑套鋼”而言較易處理。施工工藝、施工方法為常規(guī)方法，技術(shù)成熟，但造價也較高。壽命比“塑套鋼”長，如腐蝕按每年0.1mm，一般中口徑供熱管壁厚在6mm以上，考慮其它因素綜合影響，壽命可達(dá)50年以上。
總之，現(xiàn)有技術(shù)中對高溫蒸汽管道直埋技術(shù)，特別是大口徑、長距離蒸汽管道的直埋技術(shù)都存在各種各樣的困難，尚不成熟，為此成為目前迫切需要解決的問題。
本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，設(shè)計提供一種結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，可實現(xiàn)高溫管道低溫敷設(shè)，完全取消內(nèi)鋼管充滿高溫介質(zhì)的管道補償器，減少固定支架數(shù)量，降低工程造價，縮短施工周期，適合高溫蒸汽、高溫?zé)崴颁撎卒摗薄ⅰ八芴卒摗?，直埋敷設(shè)的各地區(qū)、各單位的各種工況、各種管徑的直埋敷設(shè)過渡管段。
本實用新型是通過下列方式予以實現(xiàn)的一種直埋敷設(shè)過渡管段，其特征在于是由工質(zhì)進(jìn)口側(cè)密封過渡套、漸擴套、補償器、漸縮套、工質(zhì)出口側(cè)密封過渡套及保溫防護(hù)部分組成，這里保溫防護(hù)部分主要起保溫、防腐及保證內(nèi)部管件正常工作的作用。
所說的工質(zhì)進(jìn)口側(cè)密封過渡套由按工質(zhì)進(jìn)口側(cè)前進(jìn)方向的過渡內(nèi)、外套管19和15管間依次設(shè)置的導(dǎo)向支架17、硬質(zhì)防水保溫環(huán)18、防水活動型耐高溫密封環(huán)13、以及防水彈性保溫材料層16組成，其中，過渡內(nèi)套管19通過動配合插入漸擴套14內(nèi)徑一定長度，過渡外套管15右端與漸擴套14外徑左端配合并通過焊接方式密封連接。
所說的漸擴套14是直徑逐漸增大的喇叭形，漸擴套14內(nèi)、外徑的兩端均留有一定長度的直管段，其中漸擴套14外徑右端通過焊接方式與補償器的左端密封連接。
所說的補償器可以是全埋式波紋管補償器或其它特制填注式套筒補償器，該補償器的右端與漸縮套20外徑左端通過焊接方式密封連接。其中，補償器除可選用上述兩種型式外，還可以選用其它類型的補償器。
所說的漸縮套20是直徑逐漸縮小的并與漸擴套14方向相反的喇叭形，漸縮套20內(nèi)、外徑的兩端均留有一定長度的直管段，其中，漸縮套20內(nèi)徑右端通過動配合插入工質(zhì)出口側(cè)的過渡內(nèi)套管19內(nèi)徑一定長度，漸縮套20外徑右端與工質(zhì)出口側(cè)的過渡外套管15左端配合并通過焊接方式密封連接。
所說的工質(zhì)出口側(cè)密封過渡套由按工質(zhì)前進(jìn)方向的過渡內(nèi)、外套管19和15管間依次設(shè)置的防水活動型耐高溫密封環(huán)13、硬質(zhì)防水保溫環(huán)18、導(dǎo)向支架17、以及防水彈性保溫材料層16組成。
所說的保溫防護(hù)部分由設(shè)置在兩端的硬質(zhì)防水保溫環(huán)18之外對應(yīng)的過渡外套管15外周的保溫罩12及其內(nèi)填充的耐高溫防水彈性保溫材料層16、以及保溫罩12及其兩側(cè)的過渡外套管15接頭處所做的HD環(huán)氧煤瀝青漆防水防腐層33組成。
所說的導(dǎo)向支架內(nèi)鋼管27、硬質(zhì)復(fù)合保溫環(huán)28、管夾29、支撐板30、聚四氟乙烯板31、防水彈性保溫材料層16、外鋼管32、HD環(huán)氧煤瀝青漆防水防腐層33組成。
上述各部分中，如硬質(zhì)防水保溫環(huán)18及硬質(zhì)復(fù)合保溫環(huán)28可采用反射增強復(fù)合硅酸鹽保溫環(huán)，當(dāng)然也可采用其它材料等；又如防水活動型耐高溫密封環(huán)13可采用鋼質(zhì)、銅質(zhì)密封環(huán)；耐高溫防水彈性保溫材料層16可采用如防水石棉、防水泡棉、防水玻璃棉等材料。
本實用新型的工作過程及原理是高溫直埋管道通過工質(zhì)進(jìn)、出口側(cè)密封過渡套與漸擴套或漸縮套的動配合連接，實現(xiàn)了高溫內(nèi)管道即過渡內(nèi)套管19的無補償敷設(shè)，通過對敷設(shè)管段補償量的控制，保證高溫介質(zhì)的熱位移可在漸擴套內(nèi)或漸縮套外的自由膨脹，從而達(dá)到消除高溫內(nèi)管道(即過渡內(nèi)套管19)應(yīng)力的作用。同時將高溫工質(zhì)引入過渡管段的過渡外套管19與補償器焊接，可保證過渡管段中高溫過渡外套管15的安全運行，消除管段溫度應(yīng)力。由于過渡管段的距離短，可以選擇小補償量的補償器，節(jié)省工程造價。另外由于采用漸擴或漸縮套分別連接方式，在工質(zhì)流動工況下，可在漸擴或漸縮套外形成負(fù)壓區(qū)，避免流動的工質(zhì)進(jìn)入工質(zhì)進(jìn)出口側(cè)的密封過渡套的保溫層間。在工質(zhì)不流動時，可通過防水活動型耐高溫密封環(huán)13及硬質(zhì)防水保溫環(huán)18做到雙重防水保護(hù)。為保證整個“過渡管段”實現(xiàn)高溫敷設(shè)向低溫敷設(shè)的轉(zhuǎn)化，保溫層厚度的選取要控制在其外壁溫不大于80℃。為保證過渡管段的安全運行裝設(shè)特制保溫罩12并在其表面做HD環(huán)氧煤瀝青漆防水防腐層，可以使過渡管段中的波紋管或套筒補償器免受土壤外力作用及腐蝕。本技術(shù)的使用范圍適合國內(nèi)、外城鎮(zhèn)集中供熱工程、大中小電站、化工、冶金、石油等各廠礦企事業(yè)單位的等于或超過120℃以上的高溫蒸汽、高溫?zé)崴艿乐甭穹笤O(shè)的“鋼套鋼”及“塑套鋼”的各種管徑的應(yīng)用與制做、施工等。
本實用新型和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，可實現(xiàn)高溫管道低溫敷設(shè)，完全取消內(nèi)鋼管(即過渡內(nèi)套管19)充滿高溫介質(zhì)的管道補償器，減少固定支架的數(shù)量，降低工程造價，縮短施工周期等特點，同時具有適合高溫蒸汽、高溫?zé)崴颁撎卒摗薄ⅰ八芴卒摗敝甭穹笤O(shè)的各地區(qū)、各單位的各種工況，以及各種管徑的直埋敷設(shè)過渡管段等特點。


圖1是本實用新型采用全埋式波紋管補償器時的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型采用特制填注式套筒補償器時的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型的導(dǎo)向支架17的結(jié)構(gòu)圖。
圖中1短接管、2主定向法蘭、3定向保護(hù)套、4工作波紋管、5導(dǎo)流套、6次定向法蘭、7密封接管、8密封波紋管、9限位圈、10端法蘭、11長接管、12保溫罩、13防水活動型耐高溫密封環(huán)、14漸擴套、15過渡外套管、16防水彈性保溫材料層、17導(dǎo)向支架、18硬質(zhì)防水保溫環(huán)、19過渡內(nèi)套管、20漸縮套、21內(nèi)套、22外套、23密封環(huán)、24注料口、25密封劑、26尾管、27內(nèi)鋼管、28硬質(zhì)復(fù)合保溫環(huán)、29管夾、30支撐板、31聚四氟乙烯板、32外鋼管、33HD環(huán)氧煤瀝青漆防水防腐層。
本實用新型的最佳實施例，如
圖1-3所示。一種直埋敷設(shè)過渡管段，其特征在于是由工質(zhì)進(jìn)口側(cè)密封過渡套、漸擴套、補償器、漸縮套、工質(zhì)出口側(cè)密封過渡套及保溫防護(hù)部分組成，這里保溫防護(hù)部分主要起保溫、防腐及保證內(nèi)部管件正常工作的作用。
所說的工質(zhì)進(jìn)口側(cè)密封過渡套由按工質(zhì)進(jìn)口側(cè)前進(jìn)方向的過渡內(nèi)、外套管19和15管間依次設(shè)置的導(dǎo)向支架17、硬質(zhì)防水保溫環(huán)18、防水活動型耐高溫密封環(huán)13、以及防水彈性保溫材料層16組成，其中，過渡內(nèi)套管19通過動配合插入漸擴套14內(nèi)徑一定長度，過渡外套管15右端與漸擴套14外徑左端配合并通過焊接方式密封連接。
所說的漸擴套14是直徑逐漸增大的喇叭形，漸擴套14內(nèi)、外徑的兩端均留有一定長度的直管段，漸擴套14內(nèi)徑的直管段用于滿足高溫內(nèi)鋼管膨脹的需要，而漸擴套14外徑用于滿足焊接的需要。其中漸擴套14外徑右端通過焊接方式與補償器的左端密封連接。
所說的補償器可以是全埋式波紋管補償器或其它特制填注式套筒補償器，該補償器的右端與漸縮套20外徑左端通過焊接方式密封連接。其中，補償器除可選用上述兩種型式外，還可以選用其它類型的補償器。
所說的漸縮套20是直徑逐漸縮小的并與漸擴套14方向相反的喇叭形，漸縮套20內(nèi)、外徑的兩端均留有一定長度的直管段，漸縮套20內(nèi)徑的直管段用于滿足高溫內(nèi)鋼管膨脹的需要，而漸縮套20外徑用于滿足焊接的需要。其中，漸縮套20內(nèi)徑右端通過動配合插入工質(zhì)出口側(cè)的過渡內(nèi)套管19內(nèi)徑一定長度，漸縮套20外徑右端與工質(zhì)出口側(cè)的過渡外套管15左端配合并通過焊接方式密封連接。
所說的工質(zhì)出口側(cè)密封過渡套由按工質(zhì)前進(jìn)方向的過渡內(nèi)、外套管19和15管間依次設(shè)置的防水活動型耐高溫密封環(huán)13、硬質(zhì)防水保溫環(huán)18、導(dǎo)向支架17、以及防水彈性保溫材料層16組成。
所說的保溫防護(hù)部分由設(shè)置在兩端的硬質(zhì)防水保溫環(huán)18之外對應(yīng)的過渡外套管15外周的保溫罩12及其內(nèi)填充的耐高溫防水彈性保溫材料層16、以及保溫罩12及其兩側(cè)的過渡外套管15接頭處所做的HD環(huán)氧煤瀝青漆防水防腐層33組成。
所說的導(dǎo)向支架內(nèi)鋼管27、硬質(zhì)復(fù)合保溫環(huán)28、管夾29、支撐板30、聚四氟乙烯板31、防水彈性保溫材料層16、外鋼管32、HD環(huán)氧煤瀝青漆防水防腐層33組成。
上述各部分中，如硬質(zhì)防水保溫環(huán)18及硬質(zhì)復(fù)合保溫環(huán)28可采用反射增強復(fù)合硅酸鹽保溫環(huán)，當(dāng)然也可采用其它材料等；又如防水活動型耐高溫密封環(huán)13可采用鋼質(zhì)、銅質(zhì)密封環(huán)；耐高溫防水彈性保溫材料層16可采用如防水石棉、防水泡棉、防水玻璃棉等材料。本技術(shù)適合國內(nèi)外城鎮(zhèn)集中供熱工程、大中小電站、化工、冶金、石油等各廠礦企單位的等于或超過120℃以上的高溫蒸汽、高溫?zé)崴艿乐甭穹笤O(shè)的“鋼套鋼”、“塑套鋼”的各種管徑的應(yīng)用與制做、施工等。
權(quán)利要求1.一種直埋敷設(shè)過渡管段，其特征在于是由工質(zhì)進(jìn)口側(cè)密封過渡套、漸擴套、補償器、漸縮套、工質(zhì)出口側(cè)密封過渡套及保溫防護(hù)部分組成。
2.如權(quán)利要求1所述的一種直埋敷設(shè)過渡管段，其特征在于所說的工質(zhì)進(jìn)口側(cè)密封過渡套由按工質(zhì)進(jìn)口側(cè)前進(jìn)方向的過渡內(nèi)、外套管(19)和(15)管間依次設(shè)置的導(dǎo)向支架(17)、硬質(zhì)防水保溫環(huán)(18)、防水活動型耐高溫密封環(huán)(13)、以及防水彈性保溫材料層(16)組成，其中，過渡內(nèi)套管(19)通過動配合插入漸擴套(14)內(nèi)徑一定長度，過渡外套管(15)右端與漸擴套(14)外徑左端配合并通過焊接方式密封連接。
3.如權(quán)利要求1所述的一種直埋敷設(shè)過渡管段，其特征在于所說的漸擴套(14)是直徑逐漸增大的喇叭形，漸擴套(14)內(nèi)、外徑的兩端均留有一定長度的直管段，其中漸擴套(14)外徑右端通過焊接方式與補償器的左端密封連接。
4.如權(quán)利要求1所述的一種直埋敷設(shè)過渡管段，其特征在于所說的補償器可以是全埋式波紋管補償器或其它特制填注式套筒補償器，補償器的右端與漸縮套(20)外徑左端通過焊接方式密封連接。
5.如權(quán)利要求1所述的一種直埋敷設(shè)過渡管段，其特征在于所說的漸縮套(20)是直徑逐漸縮小的并與漸擴套(14)方向相反的喇叭形，漸縮套(20)內(nèi)、外徑的兩端均留有一定長度的直管段，其中，漸縮套(20)內(nèi)徑右端通過動配合插入工質(zhì)出口側(cè)的過渡內(nèi)套管(19)內(nèi)徑一定長度，漸縮套(20)外徑右端與工質(zhì)出口側(cè)的過渡外套管(15)左端配合并通過焊接方式密封連接。
6.如權(quán)利要求1所述的一種直埋敷設(shè)過渡管段，其特征在于所說的工質(zhì)出口側(cè)密封過渡套由按工質(zhì)前進(jìn)方向的過渡內(nèi)、外套管(19)和(15)管間依次設(shè)置的防水活動型耐高溫密封環(huán)(13)、硬質(zhì)防水保溫環(huán)(18)、導(dǎo)向支架(17)、以及防水彈性保溫材料層(16)組成。
7.如權(quán)利要求1所述的一種直埋敷設(shè)過渡管段，其特征在于所說的保溫防護(hù)部分由設(shè)置在兩端的硬質(zhì)防水保溫環(huán)之外對應(yīng)的過渡外套管(19)外周的保溫罩(12)及其內(nèi)填充的耐高溫防水彈性保溫材料層(16)以及保溫罩(12)及其兩側(cè)的過渡外套管(15)接頭處所做HD環(huán)氧煤瀝青漆防水防腐層組成。
8.如權(quán)利要求1-7所述的一種直埋敷設(shè)過渡管段，其特征在于所說的導(dǎo)向支架由內(nèi)鋼管(27)、硬質(zhì)復(fù)合保溫環(huán)(28)、管夾(29)、支撐板(30)、聚四氟乙烯板(31)、防水彈性保溫材料層(16)、外鋼管(32)、HD環(huán)氧煤瀝青漆防水防腐層(33)組成。
專利摘要本實用新型涉及一種直埋敷設(shè)過渡管段，其特征是由工質(zhì)進(jìn)、出口側(cè)密封過渡套、漸擴套、補償器、漸縮套及保溫防護(hù)部分組成，該技術(shù)可實現(xiàn)高溫管道低溫敷設(shè)，完全取消過渡內(nèi)套管充滿高溫介質(zhì)的管道補償器，具有結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，降低工程造價，縮短施工周期等特點。適合等于或超過120℃以上的高溫蒸汽、高溫?zé)崴艿乐甭穹笤O(shè)的“鋼套鋼”、“塑套鋼”的各種管徑的應(yīng)用及施工。
文檔編號F16L1/00GK2242384SQ9522470
公開日1996年12月11日 申請日期1995年10月6日 優(yōu)先權(quán)日1995年10月6日
發(fā)明者陳放, 崔躍建, 榮長海, 王秋義 申請人:崔躍建, 陳放, 榮長海