基于直埋供热管道无补偿敷设技术问题研究

李佳

摘要：现阶段，直埋供热管道无补偿敷设技术因其具有占地面积小、施工效率高、使用寿命长等优势，在国内外施工中已经得到了广泛的运用。本文对直埋供热管道无补偿敷设技术进行研究分析，希望能够为相关领域施工提供帮助。

关键词：无补偿;直埋;供热管道

1 设计方式

1.1 在对直埋无补偿冷安装敷设进行设计时，需要对管道的应力进行验算，通常会使用应力分类法。通过使用应力分类法，将在不同特性的荷载情况下造成的应力、对管道的破坏影响以及管道在不同性态情况下其应力，进行分类，并设置限定值。通常情况下，会将计算盈利划分为：一次应力、二次应力、峰值应力，通过使用弹性分析理论、疲劳分析理论、安定性分析理论等非分别进行研究分析，进而其计算十分繁杂^[1]。

1.2 在对直埋有补偿管道进行敷设设计的时候，需要提前对管道的应力进行验算，一般情况下会使用弹性分析理论，不会分类应力，而是让各种应力进行叠加，只对综合应力对管道的影响进行计算，进而其计算较为简单。但这样的验算方式没有将管道本身具有的承载能力有效的发挥出来，造成了一定程度的浪费。

2 直埋供热管道无补偿敷设的优势

从直埋供热管道敷设技术在我国城镇中开始运用，就表现出了极强的生命力以及未来前景，主要是因为其具有以下两点优势：

一是经济效益：首先直埋敷设供热管道的工程造价相对较低，通过对相关工程数据进行分析可知，与传统的地沟敷设施工技术相比，使用直埋敷设技术的经济效益最高能够达到35%^[2]。其次，使用直埋敷设技术，具有较长的使用寿命，同时兼具较强的防腐蚀性以及绝缘性，进而能够有效的降低工程整体的成本。主要是因为在使用直埋敷设的时候，保温管聚氨醋硬质泡沫塑料能够有效的抵挡空气、水对管道的侵蚀，进而让供热管道的吸水率降低。另一方面，因为外层玻璃钢、聚乙烯对管道具有保护效果，当使用此类敷设技术的时候，在管道内水质合格的情况下，能够有效的增加供热管道的使用年限。一般情况下，直埋敷设管道使用年限恩能够达到30年，是传统地沟敷设管道的3.5部，进而能够大幅度提升经济效益^[3]。

二是社会效益，通过使用直埋敷设供热管道，极大的减少了供热时的热损伤，进而有效的节约能源。在进行直埋敷设的时候，通常会将聚氨醋硬脂泡沫塑料作为主要的保温材料，其导热效果要比其他材料更低，保温效果要更强，同时聚氨醋硬脂泡沫塑料的吸水效果通常为10%之下。因为具有较低的导热率以及吸水率，再加上外部使用的聚乙烯、玻璃钢具有较强的防水效果，能够很好的弥补传统地沟敷设造成的热能损失的问题，进而避免资源浪费。另一方面，因为直埋敷设供热管道所需要的占地面积教学，施工周期较短，能够保护环境以及为周围居民减少噪音污染，尤其是在主要街道中，快速完成施工能够减少阻碍交通的时间。

3 管道主要的破坏方式

通常情况下，供热管道的预期设计压力为0.6～2.5MPa，：通过分析供热管道的应力可发现，管道中实际应力要小于管道材料的屈服应力。当供热管道升温的时候，会产生轴向力以及压应力，因而在设计过程中应当格外注意这一点。通常情况下，供热管道会有以下破坏方式：

一是循环塑性变形，主要原因是温度发生变化，当温度变化较大时，热胀变形无法充分的释放，进而导致在加热的时候，管壁会因为轴向压应力造成轴向压缩变形;当开始冷却的时候，管壁则会由于轴向的拉应力，进而发生轴向拉伸变形;当温度变化超出额定的范围之后，则会导致管道出现破裂的情况。

二是低循环疲劳破坏，主要是因为应力集中在管道中的弯头、大小头、折角等位置。当温度发生变化时，应力集中分布在管道中结构相对不连续的位置造成的峰值应力，进而导致管道发生疲劳破坏^[4]。

三是高循环疲劳破坏，主要是因为车辆的重量直作用在了道路下的管道之中，逐渐让管道的部分截面发生变形，让应力集中导致破坏。

四是管道整体失稳，主要是因为在运行过程中，轴向的压力最大，因为受到了压杆效应，进而可能会造成管道整体失稳。尤其是对于一些温度上升较大的无补偿冷安装，温度上升造成轴向的压力，进而导致管道整体失稳。

五是局部失稳，造成这种情况主要有两个原因，首先是因为管道的轴线应变，也就是在运行过程中，膨胀变形的大小以及释放的程度;其次是对管道的局部进行分析，管壁较薄，在受到轴向压力的时候，会导致管壁出现局部失稳的情况。通过相关调查计算研究表明。当管壁增厚时，发生局部失稳的可能性会随之减小，但如果钢管的平均半径增加，发生局部失稳的几率会随之增加。基于此情况，需要根据覆土的深度来合理的选择钢管壁厚。

通过对上述五种破坏方式进行分析能够得知，轴向应力对供热管道的安全正常运行有着直接的联系，同时温度应力决定着轴向应力。假如管道的直径超过DN500的时候，发生局部屈服的几率会增加，为了避免发生局部屈服，就需要合理的控制温度应力，按照实际控制的方式来判断直埋敷设的方式^[5]。

4 直埋敷设存在的问题

首先是直埋供热管道在受力设计方面存在一定的局限性，失效方式的计算也不够完善;其次，部分管道工程在使用直埋敷设时，安装的方式也较为混乱，没有按照合理的受力来设计实际安装施工。

针对上述问题，通过对相关文献研究调查报告进行分析，对受力设计等计算方式进行完善，充分利用现代化信息技术设备，开发新型计算软件，进而优化受力设计，提高实际应用价值。

5 结语

综上所述，直埋供热管道无补偿敷设技术在我国供热管道施工中应用十分广泛，因其具有占地面积小、施工周期短、使用寿命长等优点，进而具有极高的经济效益以及社会效益，能够让供热管道更好的为人民服务。

参考文献：

[1]谢兴华，周井山，尹延禄， 等.高寒地区供热管道无补偿直埋敷设技术的推广与应用[J].中国房地产业，2019，（14）：22-23.

[2]杨远.直埋供热管道无补偿敷设技术[J].中国科技信息，2019，（24）：51-52.

[3]葉婷婷，杨柳.浅谈供热管道直埋无补偿冷安装[J].中国科技投资，2017，（31）：39.

[4]陈立新.简述供热管道无补偿直埋电预热施工技术[J].山西建筑，2017，43（27）：106-107.

[5]陈晓旺.热水供热管道直埋无补偿冷安装技术探讨[J].建筑工程技术与设计，2017，（15）：328-328.