钢套管椭圆化变形带来的麻烦和解决方法,根据材料力学理论,常规壁厚的钢管当直径超700mm,会因椭圆效应产生椭圆变形,使得力学计算复杂化。当介质温度超过300℃,一般DN>400mm的工作管,钢套管直径就有可能超过700mm,钢套管椭圆变形就会产生。埋地钢套管椭圆化变形主要与两个因素有关:
A、钢套管上面作用的垂直荷载,包括随埋深增加而加大的土壤荷载和随埋深增大而减小的车辆等活荷载;
B、钢管的截面参数,在相同的垂直荷载作用下,钢管半径越大,椭圆化变形越大,管壁越厚,椭圆化变形越小。
钢套管椭圆化变形,如超过一定限值,会造成局部失稳破坏,即使没有达到失稳破坏程度,如果预留缝隙与计算变形不符,滑动支架变形、卡腿、断腿必定会发生,造成管道系统破坏。
为了控制因椭圆化变形造成管道破坏,在进行外滑动钢套结构型式设计、生产时,应按有关规范,认真计算,将椭圆化变形率控制在3%以内,同时,滑动支架与钢管内壁间隙应与之适应。关于计算方法及公式,将另文介绍。
2.3.3、国外对保温材料如何长期包缚在工作钢管上,是有着严格技术措施的,他们采用特殊的防腐蚀钢材带包缚保温材料,间距也有具体要求。如果简单地用细铅丝或塑料带包缚保温材料。在高湿热条件下,经过一段时间铅丝锈断,塑料带老化,造成保温材料脱落,保温结构破坏。
2.3.4、内工作钢管保温层外表面与钢套管内壁的间距尺寸并不随意,而是将这个空间作为辐射传热的保温层,空间不能产生流动气流。国外是抽真空达到防止产生气流,国内由于条件所限,采用抽真空措施,暂时还难以实现。但预留的空气层厚度不能随意,一般不大于20mm,以防止空气对流产生,提高隔热效果。
2.3.5、某些节点处理也存在不安全性和检修难。如将波纹补偿器安装在外钢套管内,一旦破坏,如何确定位置、如何检修均尚没有明确、成熟的方法,其它像国内固定支架、疏水装置等同样存在上述问题。
还有其它诸多因素不一一列举。通过以上几点只是想说明在引进国外技术时,应该真正“吃透”后,再“为我所用”。同时,目前对“钢套钢”结构型式,尚不应简单肯定,需进一步深入研究、实验,拿出经济、技术符合我国国情,又不会造成遗患于后的钢套钢结构型式方案。
2.4、关于内固定支架
由于蒸汽管道热伸长量大,为了保证管道有效地实现热胀冷缩,需要设置固定支架。如果还是按外固定设置方法,由于蒸汽管道温度高,补偿段短,固定墩设置多,尺寸大,这样一是增大工程量,二是造成施工难度。为解决这项技术难点,通过对国内外充分调研、交流,我校于1995年立题研究,题目是:《蒸汽管道内固定支架试验方法研究》,并上了一名研究生专题研究了三年。在研究过程中曾得到蔡启林教授、姚约翰总工、杨明学研究员等专家热诚指导,课题完成了,但为什么至今没有向社会发表,原因是有些问题尚需要深入探讨,鉴于目前已有单位使用,为了安全,现将两个主要技术问题予以简要说明,供参考。地埋式钢套钢蒸汽保温管道厂家