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王东良
在“钢套钢”直埋蒸汽保温管道施工中，由于供热管道的“钢套钢”导向支架可以让工作管与外护管发生相对滑动，使传统施工方法得以创新，产生导向支架保温管的新式施工方法，这就是外护管滑动法。这项先进技术不仅可以明显改善外护管防渗质量，还能够显著提升施工进度，其社会效益与经济效益十
分可观。一、工艺原理这里的“钢套钢”管道，指的是由内工作钢管，加上内外护钢管，以及钢管防腐、保温层组合而成的一种管道，外护管的作用是保护工作管能够运行正常。其支架型式包括三种，分别是滑动支架、固定支架和导向支架，具体须按管道的设置位置与用途加以选择。在弯头、折角连接等位置上，通常需要用导向支架。导向支架的作用是对工作钢管相当于外保护层钢管的移动空间作出限制，保证工作钢管不发生径向位移，而只沿管道轴向进行伸缩。图1给出了导向支架与“钢套钢”导向支架保温管的详图。“钢套钢”当中外护管组对的传统焊法是，加工一段钢管，要求与外护管尺寸管径相等、规格一致，然后沿管道轴向切割，做成尺寸同样的两半，切口处做坡口处理，再与安好的外护管相应组对进行焊接。滑动外护管施工法，由于“钢套钢”导向支架中，其工作管可以与外护管发生相对滑动，滑动外护管安装时的组对焊接，可以比传统施工方法减少超过1/3的焊接工作量。在“钢套钢”导向支架保温管预制时，工作管一端需要长出外护管200mm～300mm，而且要做临时支撑。焊好工作管后，要采用X 射线对焊缝做探伤检测，检测合格后，焊口处还要做保温防腐处理，将临时支撑拆除后，借助手拉葫芦等机具实现与滑动外护管之间的组对焊口。图1导向支架及“钢套钢”导向支架保温管示意 二、施工工艺流程及操作要点
1.施工工艺流程。施工的具体流程为：通过放线将管沟定位并开挖→完成沟底砂垫层的铺设→完成管道结构的预制、并按设计要求布管→“钢套钢”管道的埋设安装→安装后的管沟回填→对整个管网系统
做试压并吹扫→管网系统试运行。
2.操作要点。（1）管沟定位放线开挖。管沟定位由测量人员按设计图纸要求，再与施工现场的地形结合，放线定位出管沟。遇到管线需要改变方向处，要设置转角桩，而变坡点位置则打水平桩。无论是转角桩还是水平桩，均要求载地牢固，测量准确，并设置明显的载桩标志。管沟挖深达到一定数值后，为了控制开挖的管沟尺寸，需要设置打腰桩或者是斜度板。开挖期间应校核管沟的中线、横断面、高程，尺寸要求准确，标高要与设计要求相符，沟内不得存在积水、杂物，转角处要满足要求，不允许超挖或者是二次开挖。（2）砂垫层的铺设。若管沟底部存在松软地基，需要夯实沟底或采用混凝土浇筑一个100mm 厚的垫层。沟底存在重湿隐性土层时，需要以碎石铺垫并做夯实处理；沟底若存在岩石层，则要以砂土层至少铺垫200mm 厚。（3）预制管道与布管。“钢套钢”预制保温管道属于一种组合管道，故而在运输、安装时需要保证方向的正确性，为标志方向，同时也为了使“钢套钢”保温管道吊装方便，需要在管道正上方焊吊耳。管道进入施工现场前，需要在计算机上对现场管道做出模拟排列布置，
并将管道焊口依次编号，还要编绘布管简图，管道进场时直接按图排放。将管道、管件按运输、现场工况与施工条件焊接成预制管组。吊装时，为了不损坏管道需要选择专用吊具。
（4）安装“钢套钢”管道。
管口做坡口→完成工作管的组对焊接→以X 射线对工作管焊口做检测→充水试压（分段）→拆掉临时支撑→为焊口做防腐保温处理→设置滑动外护管→完成外护管的组对焊接→采用超声波对外护管做检测→对焊口做防腐处理。
安装期间需要注意：1）检验钢管质量时，需要按设计要求检测壁厚、管径还有材质，并对其平直度做矫正，管口与坡口按要求加工整修。2）焊接时，选择氩弧焊打底，电弧焊夹层、盖面法。3）为了确保焊缝不会发生泄漏，要求以X 射线对工作管焊接质罗口袜
量做100%探伤。4）分段按设计要求展开强度试验与严密性试验。5）将在工作管与外护管间设置的临时支撑拆除，让管道能在运行期间处于可自由移动状态。6）对焊口做完保温处理后，使用白铁皮（要求厚0.3mm、宽100mm）在外护管焊口处做一个保护层，避免保温层在外护管修口、焊接时受到损坏。7）将需组对的外护管用吊车吊起来，使其滑动管道稍稍离开地面，再通过手拉葫芦对外护管进行调整完成组对焊接。8）对焊口与预留部位做防腐处理。
（5）回填管沟。
对管沟做土方回填施工时，需要分层夯实，管底、两侧还有管顶上方的200mm内的块石或硬物直径最
大可为100mm，腔体处的回填土至少达到95%密实度，管顶与结构顶上方500mm内回填土至少达到85%密实度，别的地方直接按原状回填即可。管道接头处的工作坑的分层回填可以水撼砂法做撼实处理。为了确保管道的完好性，管顶500mm以内的夯实需要采用轻夯法。
（6）整个管网系统的试压。
管网系统完成后，需要展开水压试验，试压期间升压一定要缓慢。压力接近要求压力值时，需要稳压10min仔细观察，确定管网未出现异常时，再降压到严密性试验的要求压力值，并保压30min仔细观察，确定管身不存在破损，也没有漏水现象，而且压力表指针未见任何变化，可认定本次系统试压过关。接下来要即刻吹扫整个管网系统，将残留在管道内的锈质、熔渣，各种污物彻底清除。暖管的试压至少要在试运行4h前完成，试压要分阶段完成，升温到某设定值后，均要保持一段时间的恒状态温，好让保温层内留存的水分可顺利、充分的沿排潮口排出来，暖管期间会集结很多凝结水，因此需要将疏水装置开启，将集水排净。
（7）管网系统试运行。
在管网系统试运行前，必须确保整个系统中所有设备、设施、仪表、阀门的功能完好，疏水畅通；覆土层没有塌陷，井室没有积水、没有杂物，且井盖完好，排潮管畅通。试运行前要求先缓慢、平稳的暖管，先把疏水阀打开，缓慢的将供汽阀门打开。以0.1MPa蒸汽压暖管30min，仔细检查管道、阀门
、管件有没有异常，必要时停止暖管，将问题解决后，再重新暖管；一切正常后，将蒸汽压提升至0.2MPa，持续暖管1h。暖管时要求管内蒸汽温度不超过150℃，暖管时长以排潮管停止排汽为准。暖管期间，如果排潮管始终大量排汽，且经过24h后仍未见减少，需要停止暖管，查泄漏点，等到处理好后再次暖管。暖管完成后，将蒸汽压提至0.4MPa，并保持1h，确定一切正常后，将蒸汽压再次提升到0.6MPa，同样保持1h。若完全正常，可将疏水阀关闭，按设计要求调整供汽参数并开始72h的连续运行。循环流化床锅炉脱硫
三、工程实例
1.基本情况。
青东矿区供汽系统进行改造，需要670米Φ273×8/Φ530×8钢套钢蒸汽管，130米Φ325×10/630×8钢套钢蒸汽管，童亭煤矿供暖管路改造工程1850米φ273×8/φ630×10钢套钢蒸汽管。设计埋深为1.5m，自下而上的垫层分别是0.1米碎石米沙、0.1米C15素混凝土以及0.15米细沙，安好管后还要用0.75米细沙层灌实，敷管并检验合格后，以填砂与土做回填，最后的回填用黏土并夯实。其蒸汽热源接自临涣焦化厂的蒸汽管道，蒸汽的设计压力为1.0MPa，温度为185℃，本工程管道参照《特种设备生产和充装单位许可规则》（TSG07-2019）要求，采用GC3压力管。
2.材料选型。
钢套保护蒸汽直埋保温管不仅有工作钢管、保温隔热层、外套钢管，还包括反射层、空气保温层、不锈钢紧固带、滑动导向支架及外防腐层。保温材料设置在工作管与外套钢管中间，可输送350℃以下的2.5MPa压力蒸汽，也可输送其它介质。因工作管与外套钢管的滑动方式不同，钢套保护蒸汽直埋保温管有内滑动与外滑动之分。二者的工作钢管、不锈钢紧固钢带、铝箔反射层、外防腐层完全一样，内滑动式需要设置硅酸铝、减阻层、微孔硅酸钙、隔热层、聚氨酯保温层与外套钢管；而外滑动式则设有玻璃棉保温隔热层、滑动导向支架、空气保温层以及外护钢管。直埋式保温管的优点包括：可工厂化预制，可保温、可防水、可耐腐蚀、可阻燃、可耐寒，施工便捷，且强度高。其热损失至少比普通管道降低40％，寿命也比普通保温管道至少多3-5倍，防腐寿命为30～50年。
青东矿区供汽系统进行改造，童亭煤矿供暖管路改造工程，选定的是WGB钢套钢直埋保温管。（1）结构中输送蒸汽的内部钢管，其材质选定为20#无缝钢管，管径自小而大分别是Φ273×8mm、Φ325×10mm。（2）外护管材质选定为螺旋缝埋弧焊接钢管，管径自小而大分别是Φ530×8mm和Φ630×8mm。（3）成品保温层选定为厚50mm～120mm的超细高温玻璃棉和纳米双层气囊，按管道选型手册来看该成品保温层具备0.05W/（m·k）的导热系数。
3.施工技术。
电动粉扑
（1）施工流程。
图2给出了钢套保护蒸汽直埋保温管的具体施工流程、图2“钢套钢”蒸汽直埋保温管施工的具体流程
（作者单位：淮北矿业（集团）有限责任公司技术中心）
（2）组对焊接保温管道。
按《城镇供热直埋蒸汽管道技术规程》（CJJ/T104-2014）里面8.2.5条中要求，工作管的连接需要以氩弧焊打底。正式焊接前还要用专用坡口机在管道口处预制“V”型坡口。打底的氩弧焊，要求120A～140A 的焊接电流，22V～26V 的焊接电压，JG-50焊材，Φ2.0的焊条，8cm/min 的焊接速度，流量12L/min 的99.99%氩气。盖面的手工电弧焊，第一层要求105A～160A 的焊接电流，24V～36V 的焊接电压，J422焊材，Φ3.2焊条；第二三层要求135A～180A 的焊接电流，24V～28V 的焊接电压，J422焊材，Φ4.0焊条，焊接速度均为10cm/min，焊接系数均为0.80，焊缝均需做无损探伤。
蒸汽凝结水管的焊接则以氩弧焊形式完成，HOCr21Ni10焊丝，Φ2.0的焊条，8cm/min 的焊速，流量12L/min 的99.99%氩气，焊接系数0.85。其保护管按蒸汽管道保护管同样方式焊接。
（3）无损检测与强度、严密性试验。
遵循设计规范及施工验收规范标准，对工作管做无损检测，并展开强度、严密性试验。升压要慢，待升至试验压力后借助向密封点涂刷中性发泡剂的形式检查是否泄漏。试压完成后，以至少30m/s 流速的蒸汽吹扫蒸汽管道，以清水冲洗蒸汽凝结水管道。对接好外套管后，先展开气压严密性试验，然后再对对接段做防腐处理。展开严密性试验时，试验压力需要慢慢的逐级升高，升高到0.2MPa 后，还要稳压10min，然后降至设计压力，再借助发泡剂检验是否泄漏。
（4）对接段的防腐与保温修补。
在对工作管道做过无损探伤，并展开强度试验，得到合格结果后，可对管道连接处展开保温修补操作。保温修补时采用具有弹性的复合硅酸盐对缝隙做填充处理，要求其与两侧保温层连接紧密。修补前，确保保温材料与两侧保温均为干燥状态。因外套管稍后还要焊接，在保温修补口的外套管焊缝处还要做一个耐高温防护，防止保温层被破坏，具体可以在焊缝与保温棉间设置一个薄铁皮防护。外套管的焊接为对焊式，焊口打底为氩弧焊，盖面为手工电弧焊，焊接参数类同于工作管。外套管的焊接可通过拼接半圆瓦片方式做保温修补。
胸章制作（5）管道附件的安装。
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敷设直埋保温管道时要求3‰的坡度，将放气阀设置在汽水管中的最高点，而疏水阀与放水阀则置于低点。与管道相连的波纹管、截止阀要借助带颈对焊WN 突面RF 法兰完成连接，垫片用的是具有强柔性的金属石墨垫片（RSB），可耐850℃高温。WGB 钢套钢直埋保温管外套管还要在专门的排潮井内设置相应的排潮管。排潮井内要设置排水设施，排水设施要保持流畅。
疏水装置周边0.5m 范围内要做固定支架，以确保管道的伸缩不会对疏水装置造成破坏。疏水井内除了疏水阀还要设置关断阀，疏水管与排水均应就近连入排水井。
（6）管道回填。
用土方回填管道前，要将槽底杂物清理干净，埋深1.5m 的管子，自管子下方开始往上先用碎石米沙0.1米，再用C15素混凝土0.1米，然后是细沙0.15米依次做好垫层，安好管子后再以细沙完全灌实，并铺0.75米厚的细沙层，最后再以黏土做回填并按要求夯实。管道回填后的土层密实度务必与《城镇供热管网工程施工及验收规范》（CJJ28-2014）中的要求相符。
四、结语
通过工程实例可以看出，外护管滑动法用于蒸汽管网及供热工程中，完成“钢套钢”直埋蒸汽管道的施工是相当成功的。与以往的施工方法相比，“钢套钢”外护管至少减少了1/3的焊接量，不仅大幅提升了外护管的整体防渗质量，还能大大缩短施工工期。该技术无论是在“钢套钢”导向支架保温管的安装工程中，还是在自铁路、公路、河道穿越的地下管道工程中，甚至在借助顶管技术实现过路套管后的穿管施工中，均有着极大的推广价值。
水位显示器参考文献：
[1]城镇供热直埋蒸汽管道技术规程：CJJ/T104-2014[S].[2]城镇供热预制直埋蒸汽保温管技术条件：CJ/T200-2004[S].[3]城镇供热预制直埋蒸汽保温管管路附件技术条件：CJ/T246-2019[S].
[4]城镇供热管网工程施工及验收规范：CJJ28-2014[S].[5]GB 50264-2013，工业设备及管道绝热工程设计规范[S ].北京：中国计划出版社，2013.
作者简介：王东良（1979.11-），男，汉，安徽砀山人，中国矿业大学本科学历，工程师，主要从事：大型机械设备安装。
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