由于蒸汽溫度較高,運(yùn)行溫差已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了鋼管的屈服溫差,如果按無補(bǔ)償設(shè)計(jì),蒸汽管道會發(fā)生塑性變形,因疲勞損失而遭到破壞。這樣,蒸汽直埋管道就不能按無補(bǔ)嘗設(shè)計(jì),而應(yīng)按有補(bǔ)償直埋來設(shè)計(jì),計(jì)算補(bǔ)償器的最大允許間距,即2倍最大安裝長度。計(jì)算最大安裝長度首先應(yīng)計(jì)算管道每米摩擦力。跟熱水直埋聚氨酯保溫管道不同,蒸汽直埋供熱管道在結(jié)構(gòu)上有5mm厚的空氣層,空氣層添加有耐高溫支墊,支墊與鋼管之間涂有無機(jī)潤滑劑,這樣,運(yùn)行過程中.鋼管就可以在空氣層內(nèi)伸縮,但伸縮時(shí),需克服鋼管與耐高溫支墊間的摩擦力。正是這個摩擦阻力決定著最大安裝長度。所以,計(jì)算這個摩擦阻力應(yīng)計(jì)算光管與耐高溫支墊間的摩擦力,而不是像熱水直埋管道那樣計(jì)算保溫外殼與沙子間的摩擦力。但對于這個摩擦力的計(jì)算,玻璃鋼套鋼直埋管道與鋼套鋼直埋管道的計(jì)算方法又有區(qū)別,應(yīng)引起注意。在鋼套鋼直埋供熱管道中,由于保溫管的外殼為鋼管,是剛性的,足以支撐周圍土壤對管道的壓力,保溫層不會受到周圍土壤的壓力,所以計(jì)算最大安裝長度時(shí)只計(jì)算由于保溫層及工作鋼管自重產(chǎn)生的摩擦力,而不是考慮土壤的壓力,既不考慮埋深、而玻璃鋼套鋼蒸汽直埋供熱管道,由于外護(hù)管玻璃鋼不是剛性的,尤其在管道受熱后,玻璃鋼的剛性更會大幅下降,所以周圍土壤的壓力會作用到保溫層上,從而增加管道的摩擦力。所以在玻璃鋼套鋼蒸汽直埋供熱管道實(shí)際計(jì)算中,應(yīng)考慮周圍土壤的壓力,即考慮管道的埋深。根據(jù)《城鎮(zhèn)直埋供熱管道技術(shù)規(guī)程》,
管道摩擦力計(jì)算公式:
F=πρgμ(H+DC/2)
F——軸線方向每米管道摩擦力(N/m);
H——管頂覆土深度(m),當(dāng)H>1.5時(shí),取1.5m;
ρ——土壤密度(kg/m³);
μ——摩擦系數(shù);
g——重力加速度,m/s2
DC——鋼管外徑(m)
管道最大安裝長度:
LMAX=([σ]·A)/F·102
[σ]——鋼材200℃時(shí)的基本許用力(MPa)
A——鋼管管壁斷面積(㎡)