某DN 1000熱(re)(re)力(li)(li)管(guan)(guan)道(dao)(dao)，設(she)(she)計(ji)溫度(du)120℃，設(she)(she)計(ji)壓力(li)(li)1.6MPa，鋼管(guan)(guan)材質為(wei)(wei)Q235B 碳素結構鋼，聚乙(yi)烯外保護殼保溫管(guan)(guan)，閥(fa)(fa)門采(cai)用(yong)金屬硬密封(feng)焊接蝶閥(fa)(fa)，閥(fa)(fa)體、閥(fa)(fa)桿材質為(wei)(wei)碳鋼，密封(feng)材料為(wei)(wei)不(bu)銹鋼。采(cai)用(yong)直(zhi)埋(mai)敷(fu)設(she)(she)。管(guan)(guan)道(dao)(dao)是按照直(zhi)埋(mai)無(wu)補償敷(fu)設(she)(she)設(she)(she)計(ji)的(de)，這種無(wu)補償設(she)(she)計(ji)需要管(guan)(guan)道(dao)(dao)施工時采(cai)用(yong)預(yu)(yu)熱(re)(re)，從(cong)而降低(di)管(guan)(guan)道(dao)(dao)的(de)應力(li)(li)幅(fu)度(du)，經濟、安全與可靠。管(guan)(guan)道(dao)(dao)常見的(de)預(yu)(yu)熱(re)(re)方式有三種，即(ji)熱(re)(re)水預(yu)(yu)熱(re)(re)、熱(re)(re)風預(yu)(yu)熱(re)(re)和電預(yu)(yu)熱(re)(re)。下面結合工程(cheng)實際對直(zhi)埋(mai)供(gong)熱(re)(re)管(guan)(guan)道(dao)(dao)的(de)電預(yu)(yu)熱(re)(re)做(zuo)簡單(dan)講述(shu)。
電(dian)(dian)預(yu)熱(re)(re)的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)是將管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)道受熱(re)(re)后(hou)產生的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)應(ying)力提前釋放，見圖(tu)9.5.1設備的(de)(de)(de)(de)輸入口處接低電(dian)(dian)流，高電(dian)(dian)壓，在輸出口處接高電(dian)(dian)流、低電(dian)(dian)壓，一般輸出電(dian)(dian)壓不高于60V，輸出電(dian)(dian)流在3000～5000A。開(kai)機通(tong)電(dian)(dian)后(hou)，電(dian)(dian)流越大，時(shi)間越長(chang)，產生的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)量就(jiu)越多，使管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)道不斷伸(shen)長(chang)，當伸(shen)長(chang)量達(da)到(dao)設計預(yu)熱(re)(re)伸(shen)長(chang)量時(shi)即可(ke)進行補償器焊接固定和(he)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)溝回(hui)填(tian)。如果管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)子較長(chang)可(ke)以(yi)分段預(yu)熱(re)(re)，有的(de)(de)(de)(de)工(gong)程(cheng)預(yu)熱(re)(re)段在350～900m左右。施工(gong)之前將預(yu)熱(re)(re)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)段兩端管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)道口用端帽密封，防(fang)止(zhi)氣體(ti)流通(tong)。為(wei)了使回(hui)填(tian)過程(cheng)中管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)道的(de)(de)(de)(de)伸(shen)長(chang)量不回(hui)縮，需(xu)繼續預(yu)熱(re)(re)保(bao)持恒溫(wen)，直到(dao)焊接完成、回(hui)填(tian)結束后(hou)方可(ke)停止(zhi)預(yu)熱(re)(re)。
預熱(re)安(an)裝的(de)基本原理(li)是(shi)在(zai)管(guan)(guan)道(dao)(dao)的(de)最(zui)(zui)(zui)低溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)和最(zui)(zui)(zui)高溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)之間選取一個溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)點(dian)tm，在(zai)該溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)下，使管(guan)(guan)道(dao)(dao)內應(ying)力(li)為0．一般情況下，t值選取中間溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)，即最(zui)(zui)(zui)低溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)和最(zui)(zui)(zui)高溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)的(de)平均值。在(zai)實(shi)際預熱(re)安(an)裝中，無(wu)論采(cai)用局部回填還(huan)是(shi)敞口預熱(re)，管(guan)(guan)段因(yin)加熱(re)發生伸長(chang)時，土壤與管(guan)(guan)道(dao)(dao)外壁的(de)摩(mo)擦力(li)是(shi)不(bu)可避免的(de)，它將阻礙管(guan)(guan)道(dao)(dao)的(de)自由伸長(chang)。因(yin)此實(shi)際預熱(re)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)比(bi)中間溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)t略高5℃．在(zai)該工(gong)程中預熱(re)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)設定為65℃，預處(chu)理(li)管(guan)(guan)段的(de)伸長(chang)量為：
按(an)要(yao)(yao)求對(dui)管(guan)道進(jin)行回(hui)(hui)填，回(hui)(hui)填土為均(jun)勻的密石土，要(yao)(yao)求分層碾壓，一(yi)般要(yao)(yao)求回(hui)(hui)填至(zhi)管(guan)道上端200～300mm。
在預熱管道(dao)管網兩端(duan)設置標(biao)尺，以便預熱伸長(chang)后計(ji)(ji)算(suan)(suan)管道(dao)伸長(chang)量。其(qi)設計(ji)(ji)計(ji)(ji)算(suan)(suan)伸長(chang)量應(ying)該等于管道(dao)兩端(duan)伸長(chang)量之(zhi)和(he)。
在指(zhi)定的(de)(de)(de)時間(jian)內對(dui)管溝(gou)進(jin)行回(hui)填(tian)(tian)。回(hui)填(tian)(tian)時要(yao)嚴格控制(zhi)管道(dao)的(de)(de)(de)回(hui)縮量，對(dui)回(hui)填(tian)(tian)土(tu)每200～300mm就要(yao)分層夯實與碾壓一次，回(hui)填(tian)(tian)時要(yao)按照從(cong)預(yu)熱管道(dao)的(de)(de)(de)兩端向中(zhong)(zhong)間(jian)的(de)(de)(de)順(shun)序進(jin)行回(hui)填(tian)(tian)。目的(de)(de)(de)是要(yao)在管網中(zhong)(zhong)形成錨(mao)固段，產生(sheng)預(yu)應力，從(cong)而使管路(lu)的(de)(de)(de)軸向應力降低到冷安(an)裝時的(de)(de)(de)一半。回(hui)填(tian)(tian)土(tu)回(hui)填(tian)(tian)質量對(dui)后續施工質量起到很大制(zhi)約作(zuo)用(yong)。
管道電預熱(re)(re)無補(bu)償(chang)(chang)配管施工(gong)簡單方(fang)便，施工(gong)速度快(kuai)，預熱(re)(re)均(jun)勻，預熱(re)(re)時間短，熱(re)(re)消耗量(liang)較(jiao)小(xiao)，有效提高管網的安(an)全性(xing)(xing)和可靠(kao)性(xing)(xing)及(ji)使用壽命，電預熱(re)(re)設備體積小(xiao)、易操(cao)作、無噪聲，自動監控。管道的軸向應力(li)可以降低(di)到冷安(an)裝時的一(yi)半，取(qu)消了一(yi)次性(xing)(xing)補(bu)償(chang)(chang)器安(an)裝中(zhong)大(da)量(liang)使用的一(yi)次性(xing)(xing)補(bu)償(chang)(chang)，施工(gong)費(fei)用相對較(jiao)低(di)。
在(zai)石油(you)化工裝置配管設計(ji)過程中(zhong)，筆者也采(cai)用了(le)類似(si)的(de)無(wu)補償配管設計(ji)，具有較好的(de)效果(guo)。
