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钢套钢保温管是地下直埋中的一种管道，采用没有混凝土结构的情况下也可以进行地下直埋的方式，即工作钢管的热膨胀在外管内进行，从而降低了材料成本，缩短了施工日期，并保障了供热管道的安全性，可以在不同温度环境下更安全的广泛应用，尤其适用于高温蒸汽管道项目。使用温度可达150℃-450℃。

内钢管选用二度无机富锌底漆（耐温≥400℃）防腐涂层，管道端口选用聚乙烯薄膜或三层PE冷缠带密封，防止安装前进入潮气或施工中进入水。

保温材料多层错缝包扎，有效减少了热损失，同时控制外套表面措施，防止了冷桥的产生，从而使外套防腐层的温度控制得到了保证。用保温材料包扎多层铝箔反射层，有效减少了热损失，使蒸汽管道更加经济合理。

外套钢管防腐采用防腐涂层与阴极保护联合防护，使防腐寿命可大大增加。疏水系统采用全封闭的形式，布置灵活，结构合理，安全可靠。钢套管上的排潮管既能及时排出潮湿气体，又可作为日常运行的报警信号管。管道的热补偿采用优质波纹管补偿器，并将其装设在套管内，做成直埋形式，无须设置观察井，施工操作方便.工期短。

用管道支座保持内外钢管之间的同心度，用耐高温纤维毡减阻层形成钢管与硅酸钙保温材料之间的滑动界面，利用钢套管强度高.密封性能好的特点，成功的解决了防水抗漏的难点。

保温材料内层采用微孔硅酸钙错缝包扎在内钢管上，并在缝隙填充耐高温高弹保温材料，有效减少了热损失。外层保温选用聚氨酯保温材料，利用聚氨酯优良的保温性能，控制外套表面温度低于50℃，保护防腐层，增加管道的整体寿命。

在供热工程的规划与施工中，常常遇到直埋热水管道固定节绝热问题。一般选用非绝热固定节，具体做法是，固定节与直埋热水管道焊接在一起，然后浇筑于钢筋混凝土里而一起组成固定墩。往往固定节不采取绝热办法而构成热桥，那么，直埋热水管道内高温水（温度≤130 ℃）的热量直接传至固定墩，构成固定墩的混凝土变酥、干裂。在地下水位较高、腐蚀性较强的地区，地下水很容易通过裂缝渗透进固定墩，从而腐蚀固定节处管道的焊缝，构成管道走漏，影响固定墩及直埋热水管道的使用寿命，且保护难度较大。

为了保证固定墩安全、安稳、长时间运转，避免发生热桥，近年来，人们以直埋热水管道的固定墩为研讨目标，不断寻求更加合理的规划、施工计划，以削减直埋热水管道固定墩的散热丢失［1-3］。本文对直埋热水管道固定节绝热问题进行探讨，给出一种可以阻断热桥的规划计划。

2   固定节处热桥发生的原因

2.1  热桥

热桥是指修建外围护结构中资料组成或形状与正常部位比较有所不同的部位，例如嵌入墙体的混凝土、柱、墙体和屋面板内的混凝土肋，装配式修建中板材接缝以及窗口、墙角、房顶檐口、墙体勒脚等［4］。这些部位由于传热系数比周围的资料传热系数大，在室内外温差的效果下，构成较大热流密度的区域，成为传热较多的桥梁，故称为热桥。由于热桥存在而发生的各种冷热不均匀现象，称为热桥效应。

.2  非绝热固定节结构

直埋热水管道结构主要由钢管、保温层（聚氨酯）、外护管（高密度聚乙烯）组成。非绝热固定节结构。

非绝热固定节结构

固定节在生产厂家预制而成，长度为2~3 m，主要由保温管、固定钢板、加强肋板组成。管道两头预留一段不做保温层，通过焊接与直埋热水管道衔接在一起。

2.3  非绝热固定节热桥发生的原因

固定钢板直接焊接到直埋热水管道的钢管上，钢管内是温度≤130 ℃的热水，热水与钢管、固定钢板触摸传热，其传热系数比周围保温层（聚氨酯）的传热系数大，在直埋热水管道内热水与管道外环境（一般按10 ℃考虑）的温差（约120 ℃）效果下，构成固定钢板处较大的热流密度，固定钢板成为热桥。由此而构成直埋热水管道热量丢失较大的关键部位，发生固定节热桥效应，影响固定墩以及直埋热水管道的长时间安稳运转。需求指出的是，加强肋板不是热桥，由于肋板是埋在保温层（聚氨酯）内，保温层阻断了热量的传递，可以保证加强肋板不构成热桥。

固定墩由钢筋混凝土浇筑而成，钢筋混凝土的热导率一般为1.28 W/（m·K）；直埋热水管道所用的保温层（聚氨酯）的热导率在0.018~0.024 W/（m·K）规模；不同钢材的热导率在13.7~43.6 W/（m·K）规模。可见，钢筋混凝土的热导率与聚氨酯的热导率相差两个数量级，较多的热量从固定节的固定钢板处传至固定墩，增加了直埋热水管道的散热丢失。

3   阻断固定节热桥的根本要求

依据文献中的混凝土热导率计算公式［5-6］，选用CFD软件进行建模并数值求解，得到固定墩及其周围土壤的温度场散布状况。结果是：固定墩处的散热量较大，热桥效应比较显着。一个固定墩的散热量约为13.5 m直埋热水管道的散热量［7］。因而，需求进一步研讨阻断热桥的办法。

为了阻断热桥，需求对固定节采取绝热办法，需求考虑如下问题：

①所选用的办法有必要具有杰出的绝热性能，有效地阻断热桥。

②固定节全体结构规划应契合直埋热水管道轴向推力要求，即所选用的绝热资料的抗压强度有必要满意固定墩安稳运转的抗压强度要求。

4   绝热固定节

4.1  绝热固定节做法

固定节绝热的根本办法便是在固定钢板外加绝热资料，以阻断固定钢板成为热桥。现在所用的固定节绝热做法主要由两部分组成。一部分：在固定钢板外加一层10 mm厚的石棉绝热板，石棉绝热板要做成和固定钢板相同的形状（方形或许圆形），套在固定钢板上。第二部分：在石棉绝热板外加紧固层，本文选用钢制紧固层，钢制紧固层要严密排列在石棉绝热板的四周，依据固定钢板和石棉绝热板（方形或许圆形，厚度为30~60 mm）的巨细规划钢制紧固层的巨细，使其包围石棉绝热板，接缝选用焊接。终将绝热固定节浇筑到钢筋混凝土里，使其成为一个全体（即固定墩）。绝热固定节结构见图2。

4.2   绝热固定节特性剖析

固定节全体结构规划应契合直埋热水管道轴向推力的要求。固定墩抗压强度规划要满意管道的大轴向推力的要求。因而，固定节绝热结构全体的抗压强度也要满意固定墩安稳运转抗压强度的要求。

4.2.1 石棉绝热板特性

石棉绝热板是以石棉为主要资料，掺入一定的粘结填充资料而制成的板状资料，其密度为80~140 kg/m3。

石棉绝热板具有如下特性：

①低热导率。使用温度≤1 000 ℃时，热导率仅为0.13~0.15 W/（m·K）。

②石棉绝热板抗压强度高，并具有杰出的耐性。

③优良的抗震性及热安稳性。

④具有杰出的防腐蚀性，且价格低廉。

石棉绝热板的热导率低，有效地阻断了热桥，能更好地发挥绝热效果。直埋热水管道穿越固定节处，固定钢板对固定墩发生局部压应力［9］，与固定钢板严密触摸的石棉绝热板及紧固层钢板也遭到局部压应力。固定墩的抗压强度规划值由GB 50010—2010《混凝土结构规划规范》规定为14.3 MPa。工程实践中，预制绝热固定节满意该抗压强度要求，即能满意固定墩的抗压要求。

4.2.2 紧固层资料

固定节绝热结构的紧固层的效果便是将石棉绝热板紧紧地固定在固定钢板上。现在探讨的可以作为紧固层的资料有3种。第1种是聚乙烯，将聚乙烯制形成一个同固定钢板形状相同的圆形或许方形的紧固套，将其紧紧地套在石棉绝热板外，然后浇筑到钢筋混凝土里，使其成为一个全体。可是，聚乙烯的抗压强度只要4 MPa，将其埋在固定墩里，或许会被压坏。第2种是聚四氟乙烯，做法同聚乙烯相似。尽管聚四氟乙烯具有杰出的抗压强度（约25 MPa），可是，其价格昂贵。另外，聚四氟乙烯本身便是绝热资料，假如使用聚四氟乙烯作为绝热资料，就可以省去石棉绝热板。第3种便是本文所用的钢制紧固层，其抗压强度大，制造简单，价格也较为合理，已逐步应用于供热工程实践。

4.3  绝热固定节的运转效果

由于水位较高，氯离子含量高，地下水腐蚀性强，以前固定墩损坏严峻，构成直埋热水管道走漏。剖析其原由于，直埋热水管网选用非绝热固定节，发生了热桥效应，使固定墩开裂、变酥，地下水腐蚀钢筋混凝土而构成固定墩失去安稳性，从而发生管道走漏。规划人员改用绝热固定节后，依据管网近5年运转状况，没有再呈现固定墩变酥、干裂致使管道走漏的现象。从管网实践运转的效果看，绝热固定节可以提高管网的安全安稳性。

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