350℃高温钢套钢长输蒸汽管道补偿装置埋地敷设技术研究与应用.pdf

2023年8 月350高温钢套钢长输蒸汽管道补偿装置埋地敷设技术研究与应用李晓利王维国高志奇丁梦琳韩涌（山西四建集团有限公司，山西太原0 3 0 0 1 2）摘要：本文依托宁陵县长距离蒸汽管网供热工程（二次）三标段项目，从长距离传输3 50 蒸汽的预制（52 9*1 0/1 0 2 0*1 0)钢套钢保温管道补偿器埋地安装敷设施工，从保障该设备的补偿器功能和运行安全，以及可维护的施工工艺等方面进行施工技术研究。关键词：高温蒸汽；钢套钢管；保温管道；补偿器；埋地安装0引言河南省宁陵县长距离蒸汽管网供热工程（二次)三标段项目，施工内容为3 50 的蒸汽长输钢套钢管道由国电民权电厂东门出厂后，沿着电厂东门南侧地埋敷设，埋深约1.0 m左右。1面临的施工难题该长输管道局部通过障碍物或者经过通行道路时，局部采用高架空方式敷设，继续往东穿越G220国道向东南方向敷设。钢套钢管道途中需采用放坡直埋的方式跨越郑徐高铁；蒸汽管道继续向南敷设，途中需采用盖板涵的方式跨越陇海铁路，蒸汽管道继续向东南敷设，顶管穿越G310国道；局部通过通行道路时采用上翻高架方式通过；在黑坟村西南侧采用盖板涵方式穿越连霍高速，终端进人县城规划工业园内。本次工程长输钢套钢管道的保温管道补偿器采用直埋地方式安装。直埋式套筒补偿器俗称直埋套筒伸缩节，是热流体管道的补偿装置，主要用于直线管道的敷设。在热水、蒸气以及油脂类等温度明显高于常温流体时，借助滑动套筒装置对外套筒进行滑移运动，直至满足热膨胀补偿标准为止。其中，直埋式套筒补偿器装置具有非常突出的应用效果，可以称之为高（保）温管道热补偿领域内的重大技术突破，该技术采用自压式动密封工作原理，不仅能够保证套筒补偿器装置的轻巧、安全优点，同时还可以进一步克服普通套筒密封元件需要进行定期维护的缺陷，所以，将其与此前比较常见的其他供热管网补偿器进行对比，具有非常显著的应用优势 2 。2角解决难题的方案研究2.1高（保）温管道补偿器的正确选择2.1.1完成高（保）温管道补偿器材质型号选择用于补偿轴向型的金属补偿器直埋式高（保）波工艺技术文章编号：2 0 9 5-40 8 5(2 0 2 3)0 8-0 0 47-0 3纹补偿器装置，在安装补偿器前，需要先检查设备型号、产品规格以及管道配置要求，在保证产品能够符合所有设计要求后，方可继续安装作业。对带内套筒装置的高（保）补偿器设备，需要格外注意，保证内套筒的最终方向可以与介质的最终流动方向保持一致，此时铰链型补偿器装置具有的铰链转动平面需要与位移转动平面处于一致状态。直埋式波纹补偿器由导流筒、波纹管、接管、外壳、导向密封套等组成。用于补偿轴向位移,并且自身的抗弯能力较强，因此不需要过多考虑管道下沉问题。选购直埋式波纹补偿器时，需要向专业管道补偿器生产厂家提供工作压力、流通介质及介质温度、补偿量的技术参数外还需说明现场环境，结合现场环境选用适合的管道补偿器产品。选购的直埋高（保）补偿器波纹管部分选用3 0 4材质，导流筒及接管部分选用碳钢材质。2.1.2直埋式高（保）温管道补偿器的长度计算直埋式管道轴可以在波纹补偿器外壳或者导向套筒下完成自由伸缩动作，可以不考虑管道下沉的影响。在计算直埋式高（保）波纹补偿器安装长度时需要注意：安装前直埋式波纹补偿器导流筒的流向箭头与介质流向保持一致。接管连接方式在进行焊接时先将一端电焊固定，然后再固定另一端，在确认安装位置正确后方可进行焊口整圈焊接。很多用户在安装前会问到直埋式波纹补偿器安装长度该如何计算。安装长度应在直管段端部位置布设专门的固定点。长度较长的无分支直线管道，在两个补偿器区段内可不设置专门固定点，可以在靠近管道的一侧形成更加自然的“驻点”，此“驻点”具备固定点作用。在上述内47工艺技术容中，驻点属于两高（保）补偿器管道区段内的不动点，所以，在管径宽度相同且埋深水平一致时，任一驻点与自身最近两个补偿器之间的实际距离相等。2.2高（保）温管道补偿器安装2.2.1安装的注意事项严禁使用任何形式的高（保）波纹补偿器变形处理措施，这种不科学的管道调整手段，会导致后续出现安装超差问题，进而产生应力效果，为防止补偿器装置正常功能的发挥，保证设备的最终使用寿命，需要适当提升管系或者支承构件的实际载荷能力。在作业的安装过程中，需要关注到导流筒装置的最终导流方向，需要始终与介质实际流动方向处于一致状态。补偿器在钢套管内的所有活动元件均需要处于可活动状态，不可被其他外部构件卡死，同时也不可对其活动范围造成任何影响，即活动装置自身的活动空间需要得到满足，必须确保每一活动部位都可以处于正常工作状态，才能够保证设备在后续阶段的正式使用不会受到影响。进行水压试验的过程中，可以使用水氯离子，实际用量需要控制在2 5PPM以下，同时与高（保）补偿器波纹管接触的保温材料应不含氯。水压试验前，还需要分别固定管道两端，避免内压推力作用导致金属补偿器出现拉伸现象。2.2.2安装施工安装前期阶段的准备工作：技术人员需要确保管沟底部足够平整，同时将地埋式高（保）波纹补偿器装置与直埋保温管控制在同一轴线上。通过这种的处理方式，既能够保证高（保）补偿器的正常工作状态，达到延长设备使用寿命的效果，同时还能够大幅度提升设备的实际补偿效果，保证试验工作具备代表性，进而为后续阶段的设备安装提供合理的参考作用，为整体作业质量提供可靠保障。管口对接的对口间隙为2 mm5mm。直流正接的电流范围9 0-1 2 0 A、J 50-2.5焊丝、焊接速度为焊每分钟6 0 8 0 mm，焊条J427-3.2；直流反接、电流范围1 0 0-1 3 0 A、焊接速度为每分钟8 0 1 0 0 mm。因为高（保）补偿器的伸缩是在钢套管的内部活动，与外界基本没有直接关系，所以在安装直埋式高（保）波纹补偿器设备的过程中，仅需要保证架设好的固定支座，此外不再需要专门安装导向支座。48CREATELIVING在进行打压试验前，首先需要对各固定支座进行全面检测，在保证所有环节无误后，方可继续完成后续试压试验内容。在此期间，如果发现分段试压过程中存在异常问题，则需要后续分段盲端在原有固定支座的基础上，对支座进行二次加固处理，避免再次出现移动或倾覆的情况 3 2.2.3高（保）波纹补偿器现场主要施工工艺说明第一，补偿器焊口打磨，角度3 0 为宜（如图1）。图1 补偿器焊口打磨，角度3 0 第二，补偿器的吊装对接和临时“定位”固定(如图2)。图2 补偿器的吊装对接和临时“定位”固定工艺技术第三，氩弧焊打底和手工电焊盖面焊接（如图3)。第七，进行外护管焊接、检测、防腐和保温保护(如图7)。图3 氩弧焊打底和手工电焊盖面焊接第四，焊口探伤合格后，除锈和防腐，合格后进行保温（如图4)。图4除锈和防腐第五，补偿器焊口分层保温（如图5）。图5补偿器焊口分层保温第六,外护管（钢套管)管片焊接和防腐（如图6)。图6 外护管（钢套管）管片焊接和防腐图7 外护管焊接、检测、防腐和保温最后是强度试验和回填。3 结语直埋式高（保）补偿器作为金属补偿器的一种，可承受土壤压力，采用直埋式安装方式后可与管道直埋管保持一致，在使用周期内不需要更换。因为高（保）温管道补偿器产品本身设置了排污、输水口，可以满足高温蒸汽管道的使用，特别是高温间歇性管道的使用。在波纹补偿器埋地安装过程中，轴向补偿器只要达到一定的长度，便可以借助摩擦力来进行管道固定，节省了管道固定架的成本。但是受到管道长度及管道热胀冷缩的影响，波纹补偿器的伸缩长度会发生变化，从而影响管道的正常安全运行，所以在施工过程中我们往往采用焊接翼环的办法来达到“固定”的效果。高（保）温在安装完成后，必须要对管道进行吹扫和系统试压，不进行试压的管道要用盲板隔开，等安装固定后再进行吹扫试压工作，在试压至支撑点时必须要进行加固，防止固定支架被拉脱。在进行系统试压实验时，要对补偿器进行保护，如果没有拉杆对补偿器进行保护的前提下，不能进行试压试验，以免对部件造成损坏 4参考文献：1】林展翼直埋蒸汽管安装的要点J广东化工，2007(9):124-126.2】王卫东直埋“钢套钢”蒸汽管道施工监控要点J市政技术，2 0 0 7（1：1 8-2 0.3崔跃建高温蒸汽管网直埋技术的应用J石油工程建设，2 0 0 2（5)：3 1-3 2.4刘峰政热力直埋管道工程施工质量控制要点J.四川水泥，2 0 2 0（3）：2 1 6.49