黑龙江省林业设计研究院
摘要：供热工程在不断的发展，供热工程建设的过程中是离不开直埋无补偿冷安装技术的，本文在主要是对热网管道的只卖无补偿冷安全技术进行了分析，首先对相关的理论进行阐述，之后从敷设系统饿设计、安装和运行等角度对直埋热网管道系统进行了介绍，在这一理论的基础上对于供热管道直埋无补偿冷安装技术进行研究。
关键词：供热工程；无补偿，冷安装技术
热力管网的直埋敷设在我国被普遍的应用，在这样的情况下，在供热工程中变得十分重要，这主要是因为热力管网的直埋符合系统在设计的过程中，会设有补偿器的固定墩，这样就降低了整个系统的危险性，从而提高了管道的安全性，也节约了工程的资金，缩短了施工的期限，延长了管道的使用寿命，最大限度的降低了热损失和维护的费用，也不会影响周围的环境以及地貌，因此在供热工程建设中是极为重要的，能够提高直埋无补偿冷安装技术水平。
一、热网管道的直埋无补偿技术的相关理论
热水管道在设计的过程中会使用弹性变形的方法，这种弹性变形的方法主要就是将热水管道可能发生的弹性变形进行控制，使得热水管道始终保持在弹性的状态，这样是便于热水管道的运行的，直埋无补偿技术可以产生轴向应力，而轴向应力是由整个管道自身的强度来承受的，轴向应力不能够超过管道的强度，否则管道就会出现爆裂的危险。直埋无补偿技术还涉及到第三强度理论，也就是说要将轴向应力分为一次应力、二次应力和三次应力。一次应力主要就是指承受压力的直管中所产生的应力，这种应力也被叫做内压环向应力，二次应力主要就是指温度应力，这种应力主要是由于不能够完全释放的热胀冷缩的气体在直管内可能会产生的应力，三次应力主要就是指峰值应力，这种应力是在一次应力与二次应力作用与直管之后，管件释放变形所产生的一种应力，这种应力相对于上两种应力来说较大，在这样的情况下，必须要保证轴向应力能够满足直埋管件的要求，最大限度的保证管件的可靠性和安全性。
二、直埋热网管道系统
（一）直埋无补偿敷设系统的设计
供热工程在施工的过程中必须要根据直埋无补偿敷设系统的设计理念来进行相关的设计，主要包括了管件、保温、直管、接头和阀门的设计，在设计的过程中，必须要对一次应力、二次应力和三次应力进行科学的分析，掌握这三大应力的变化的范围，在这样的情况下，管道直埋无补偿系统才能够安全的运行。但是在有些条件下会出现循环塑性变形、整体失稳或者是局部失稳的现象，针对这些不良的现象，作为施工人员必须要设置一定的补偿装置来避免这些安全事故现象的发生。使用结构强度比较好的管件结构，管件的尺寸必须要充分的满足相关的要求，根据实际的结构应力来进行关键结构的设计，在设计的过程中，要最大限度的降低应力，充分的考虑一次应力、二次应力和三次应力可能会产生的问题。为了避免出现管件转移或者是变形，可以设置固定墩，固定墩在设置的过程中，一定要综合的考虑整个系统，尤其是直管的稳定条件和强度，根据阀门、直管和管件的结构来进行补偿弯管和补偿器的设置。
（二）直埋热网管道系统的安装
这一系统在施工的过程中，需要通过焊接的方式将各个管道进行连接，在这样的情况下，管道的焊接质量就成为关注的重点，在焊接的过程中，需要使用一级焊缝进行验收，这样就能够最大限度的提高焊接的质量，提高管道的使用寿命，除此之外，还要充分的考虑管件和管道接头的质量，这样向着周围进行填砂来提高结构的摩擦力，这样能够起到保护保温层的作用。
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（三）直埋网管道系统的运行
连续运行和问歇运行是供热管道两种主要的运行方式，温度的频繁变化容易对这两种方式产生影响，随着温度变化频率的增高，对于管材造成的损害也逐渐增大。因此应当在直埋热网管道系统的运行过程中尽量避免水温出现变化，充分的做好供热调节工作。
三、供热管道直埋无补偿冷安装
在无补偿冷安装的过程中的管道应力决定了无补偿冷安装的安全性。在应力计算的时候主要采用下面的方法，钢材在计算温度下的基本许用应力要大于一次应力的当量应力；一次应力与二次应力的当量应力变化范围应当控制在钢材在计算温度下的基本许用应力三倍范围之内，一次应力、二次应力和峰值应力的当量变化幅度应当小于钢材在计算温度下的基本许用应力的三倍，还要计算其基本许用应力和锚固段最大允许循环的温度差以及验算和合理设计弯头、变径、三通、折角的应力。
首先计算弯头应力，在确定弯头臂长的前提下验算弯头应力，确定管网的驻点和锚固点的位置。其次，进行变径设计，由于在直埋无补偿管道中的变径两侧直管道具有不同的应力，下级管径应力要小于上级管径应力，会在变径处产生较大的峰值应力，进而破坏变径。因此在变径的时候应当采用保持、加强或者在靠近变径的大管道上设置固定墩保护。最后是折角设计，由于路由及安装条件很容易影响管道安装过程，会造成管道折角的出现。
在直埋无补偿冷安装设计以及施工过程中既要按照相应的规程进行强度的设计，还要通过采取相应的措施来避免整体失稳、局部失稳或者椭圆化现象的出现。首先在管材要求上，由于供热管道中的保温管通常采用高密度聚乙烯或者耐高温的聚氨醋保温材料预制，应当保证工作钢管、聚氨醋泡沫塑料保温层和高密度聚乙烯外护管能够紧密连接成一个“三位一体”的结构。然后，在设计要求上，在直埋无补偿冷安装施工三通管的设计过程中应当根据不同的管径进行特殊的加固。
四、直埋无补偿冷安装在设计及施工中的关键点
（一）管材要求
采用钢管、保温层和外护层紧密结合的整体式预制保温结构。当钢管内热水的温度变化时，整个保温管将一起伸长或收缩，保温结构层间不能发生滑动；保温结构应具有传递剪切力的能力，钢管、保护层和外护层互相之间应有足够的粘结强度；保温管和外护层应具有足够的强度，能够抵抗土壤的压力，尤其在管道转弯及分支等变形部位土壤压力较大；保温管外护层必须具有良好的防水功能，现场接头施工必须保证封闭严密。
（二）设计要求
使用大弯曲半径的弯头，所有直埋管道大口径弯头的弯曲半径不小于2.5倍公称直径。弯头的壁厚比相同管径的钢管壁厚多2mm。
（三）焊接及检验要求
现场焊接应保证焊透，管径大于或等于DN400的钢管及管件焊接应采用氢弧焊打底，并采用双面焊。
五、结论
冷安装的施工方式能够缩短施工周期，减少运行过程中管道的漏点，能够有效的推动我国供热行业的迅速和良性发展。直埋预制保温管无补偿冷安装敷设方式采用先进的应力分析法，已得到国内外供热界的普遍承认，已经是一项很成熟的技术，只要在日后的实际应用过程中认真对待每一个细节，把握好工程质量，供热管道无补偿冷安装直埋技术会在节能减排的过程中发挥巨大作用。
参考文献：
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论文作者:李永
论文发表刊物:《防护工程》2017年第5期
论文发表时间:2017/7/11
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