超长大直径供热管道保温补口技术研究

摘""要：城镇供热管网作为清洁热源供应的主动脉，发挥着极其重要的作用。依托某供热管网工程，针对长输供热管网铺设时经过地下水高低不同的情况，研发了适应不同地下河的保温补口体系，通过改变热收缩带不同的黏合方式，实现供热达到标准的保温效果，且提高了供热管道的耐腐蚀能力；针对管道会受到其内部液体的温度变化及外界环境的温度变化而形成管道温度应力，研发了一种保温效果好、延展性和恢复性能强的直埋供热管道保温结构。

关键词：供热管道"保温"补口"直埋

Research"on"Joint"Insulation"Technology"of"Super"Long"and"Large"Diameter"Heat"Supply"Pipeline

ZHANG"Jianlin1，2

1.Construction"and"Installation"Engineering"Co.，"Ltd.，"China"Railway"NO.3"Enginering"Group"Co.，"Ltd.，Taiyuan，"Shanxi"Province，"030001"China;"2.China"Railway"NO.3"Engineering"Group"Co.，"Ltd.，"Taiyuan，"Shanxi"Province，"030001"China

Abstract：nbsp;As"the"aorta"of"clean"heat"source"supply，"urban"heating"network"plays"an"extremely"important"role."Relying"on"a"heating"pipeline"network"project，"a"thermal"insulation"joint"system"adapted"to"different"underground"rivers"was"developed"to"address"the"varying"levels"of"groundwater"encountered"during"the"installation"of"long-distance"heating"pipelines."By"changing"the"different"bonding"methods"of"the"heat"shrinkable"belt，"the"heat"preservation"effect"reaches"the"standard"and"the"corrosion"resistance"of"the"heating"pipe"is"improved."Aiming"at"the"pipeline"temperature"stress"caused"by"the"temperature"change"of"its"internal"liquid"and"the"temperature"change"of"the"external"environment，"a"direct"buried"heating"pipeline"insulation"structure"with"good"insulation"effect，"strong"ductility"and"recovery"performance"was"developed.

Key"Words："Heating"pipeline;"Thermal"insulation;"Joint;"Direct"burial

目前，我国大多数的城镇热网采取预制直埋保温管直埋敷设，预制直埋保温管由PE外护管、聚氨酯保温层、工作钢管组成，具有环保、强度高、质量小的优点[1-3]。但是，在实际工程中，由于直埋热水保温管道接头补口出现破裂，因此，地下水渗入保温层导致聚氨酯受热后碳化失效的情况时有发生[1]。补口是保证管道涂层连续、完整性的唯一手段，但补口段涂层也是管道整体涂层的最弱环节，其施工质量往往引起整个管道的运行隐患[4-6]。

本文依托托克托电厂至呼和浩特市长输供热管网工程，针对超长大直径供热管道工程中保温补口的技术特点，开展系统研究，预期为同类工程提供经验借鉴。

1"工程概况

托克托电厂至呼和浩特市长输供热管网工程作为内蒙古自治区、呼和浩特市两级重点民生工程，是目前全球投资规模最大、供热管径最大、敷设干线最长的长输供热管网工程。该工程全线敷设供热管网104.9"km，设计供热能力为9"100万m²。本工程供热管网主干线敷设两供两回4×DN1600预制直埋保温管，管道材质为Q355B螺旋焊管。长输管网压力管道属于GB2类，设计压力为2.5"MPa，设计流量为3"9542"t/h，一级网管道设计温度为130"℃/35"℃，供水采用灌注式发泡的预制直埋保温管，回水采用缠绕式预制直埋保温管。

2"关键技术

2.1"供热管道保温补口技术

长输供热管网的路线长、区域跨度大，在铺设过程中遇到的地下水文情况也会随之复杂多变。通过考虑不同地下水深度的影响，提出了两种管道保温补口技术。（1）“电热熔套＋热收缩带”复合式管道保温补口技术。该技术适用于无水或地下水低的地区，需完成电热熔套焊接、保温材料发泡补口、在电热熔套纵向焊缝处粘贴热收缩带、在电热熔套两端的横向焊缝处粘贴热收缩带等步骤。其中，电热熔套电热熔丝的宽度≥100"mm。（2）对于地下水位高的地区，采用“电热熔套＋热收缩带＋热收缩带”复合式管道保温补口技术。需完成电热熔套焊接、保温材料发泡补口、在电热熔套纵向焊缝处粘贴热收缩带与粘贴热收缩套、在电热熔套、热收缩套两端的横向缝处粘贴热收缩带等步骤。

针对现行保温补口存在密封性差、保温性不良的问题，考虑供热管道在运行过程中内部输送的为高温液体，本文提出了一种考虑高温变形影响的供热管道保温补口技术。技术基于如图1所示的保温补口结构，主要包括热缩层、第一管套、第二管套、内外安装槽、导杆、导板及弹簧。热缩层套设在管道对接头的外部，热缩层的外表面与管道的外表面位于同一圆周面上。热缩层利用其自身的延展性，能够适应于管道对接头部位的变形，同时保障良好的密封性能，防止管道热量在管道对接头处散失。通过设置热缩层，将管道对接头进行包裹，利用热缩层的延展性能，能够实现对管道对接头部位有效保温的同时，在管道对接头受到应力形变时，可以始终有效寺贴合管道对接头，以保障良好的保温性能。同时，通过设置弹簧及导板，在热缩层形变之后，在管道应力消失后，弹簧及导板更加有利于热缩层的恢复，进而保障热缩层可长期、有效地密封管道对接头，保障其长期有效地对管道对接头进行保温。

2.2"保温补口质量实时动态检测技术

如图2所示，该技术通过采用实时数据检测装置，实现了温度、压力、输出电流及输出电压等数据的实时监测，并且具备远程数据传输功能。该装置可同时输出两路进行熔接，且两路输出既可以独立以不同熔接参数输出，也可以同时同步完成熔接作业，故现场熔接时可供、回水同时操作，工作效率大幅提升。通过该技术，现象作业人员可以根据补口规格笔长度选择适合的熔接通道，在熔接过程中，实时查看熔接电压、温度、压力值的变化，实现精准熔接，避免过烧、翘边等现象，为保温补口的施工质量提供了保障。

3"施工操作要点

3.1"施工准备

施工准备主要包括场地清理、测量放样、机械设备和材料进场、接头表面清理等工作。清理时，用机械工具或手工去除钢管表面锈质，将管道接头两侧保温层端面的聚氨酯氧化表皮清理干净，去除光滑面，不得有泡沫残渣；同时，清除保温管外护层搭接部分污垢，将搭接部分表层打磨粗糙，去除表面氧化层，并用酒精将打磨处擦拭、清理干净[7]。

3.2"电热熔套安装

在工作管的侧上方固定支撑架，电热熔套的搭接纵缝置于支撑架上方，确保热熔焊接时搭接缝无塌陷。根据补口尺寸，选择尺寸匹配的电热熔套。电热熔套固定时，在搭接纵缝处安装压板，用收紧带将电热熔套两端捆扎牢固，热熔套熔接时，须进行二次紧固。

3.3"PE焊条施工

先用砂纸或电动钢丝刷打磨环缝和纵缝表面，去除油污、泥土等。焊接时，将挤出焊机预热到一定的温度，将适当直径的PE焊条热熔于环缝、纵缝处，焊料要覆盖整个焊缝，形成表面光滑的焊道。

3.4"热缩带安装

首先，热缩带（套）与外护套、外护管接触部分用电动钢丝刷或砂纸打磨，去除表面的油污、泥土、氧化层等，使其露出材料本色。其次，将外护带（套）和保温管表面用温火加热至60"℃以上，用火焰烤热热收缩带内搭接端的胶层，然后将内搭接端粘贴在管口处，热收缩带的中点应与焊缝对齐。再次，将外搭接端的胶层烤化并搭接在内搭接端之上，用辊轮滚压热收缩带赶出气泡。最后，将固定片胶面烤软，迅速将固定片的一端粘贴在热收缩带搭接处，热收缩带固定后，对热收缩带加热收缩。

3.5"气密性试验

应在外护套安装完成且电热熔套冷却至40"℃以下后，进行气密性试验。特别注意以下3个部位：电热熔套接电端与电热熔套及主管体的搭接处、捆扎带接头与电热熔套接触部位的两侧、电热熔套轴向压板两侧与主管体的搭接部位[8]。

3.6"注料发泡

注料前，应先检查发泡机工作是否正常，再将注料枪插入注料孔，开启注料机，往外护套内注料。聚氨酯发泡料的注入量应经计算确认。同时，在注料过程中，要注意观察，排净空气后，堵住排气孔，防止发泡料溢出。

3.7"开孔封堵

待发泡料固化后，方可进行开孔封堵。封堵前，应将注料孔和排气孔周围及内表面的泡沫清理干净。堵帽采用电热熔式封堵，用电热熔装置同时对封堵和注料孔进行加热，至熔融状态，将封堵塞入注料孔中，使之黏结成一体，并用热缩带封盖。

3.8"质量检测

采用实时数据检测装置采集温度、压力、输出电流、输出电压等数据，对保温补口质量进行检测。

4"结语

（1）针对超长距离供热管道因铺设区域跨度大、水文条件复杂等带来的管道接口保温难题，本文研发了考虑地下水影响的供热管道保温补口技术，提出了地下水低影响区“电热熔套＋热收缩带”复合式管道保温补口技术和地下水高影响区“电热熔套＋热收缩带＋热收缩带”复合式管道保温补口技术，分别适用于无水或地下水低、地下水位高的地区。

（2）针对因高温变形导致管道接口保温性能降低的问题，本文研发了考虑高温变形影响的供热管道保温补口技术，通过在套管中设置弹簧和插槽、在插槽中放置导板，配合导板表面的通孔和气道，用于抵消供热过程中的管道应力，提高电热熔套与管道对接处表面的贴合效果，增强其保温性能，具有保温效果好、延展性和恢复性能强等特点。

（3）利用保温补口质量实时动态检测技术，提高了超长大直径供热管道保温补口的施工质量。

参考文献

• 邱航，魏继春，许征，等.直埋塑套钢供热管道接口保温防腐防渗一体化技术[C]//中国市政工程华北设计研究总院有限公司，《煤气与热力》杂志社有限公司，中国建设科技集团股份有限公司.2022供热工程建设与高效运行研讨会论文集.青岛能源科技有限公司，青岛理工大学，2022：6.
• 王长坤，孙艳香.直埋保温管道设计年限与使用年限的差距分析[J].区域供热，2022（4）：86-89.
• 闫璐.承插式连接球墨铸铁热力管道保温结构优化研究[D].秦皇岛：燕山大学，2022.
• 张力，何乃贤，杨静雯，等.保温管道补口技术研究与探讨[J].全面腐蚀控制，2021，35（11）：56-61.
• 蒋雪婷.集中供热工程预制直埋保温管接头保温施工工艺研究[J].新疆有色金属，2024，47（3）：99-100.
• 张海宁.直埋供热管道保温接头制作方式的分析与比较[J].工程质量，2012，30（3）：70-76.
• 蔡春雷，梁京涛，訾大鹏，等.直埋热水管道接头工艺及保温施工标准化规定[J].煤气与热力，2023，43（1）：1-4.
• 蒋林林，韩文礼，张红磊，等.电热熔套补口焊接参数及施工工艺[J].油气储运，2015，34（4）：426-429.