超高分子量聚乙烯管在城市供热系统中的敷设问题探究

在“十三五”计划中城市建设规划与生态环境优化问题中，为了能够保证城市供热的 基本的质量，需要保证热网的建设以及优化，将 优化的方案付诸于实践，从而更加满足用户需求，超高分子量聚乙烯管管网的敷设方式供热管网敷设一般采用地上敷设、地下管沟敷设和地下直埋敷设三种方式。 ▲地上敷设 地上敷设是将管线架空，即架空铺设，其铺设过程中不需要进行土建工程，通过基础支撑架构即可进行施工。架空敷设需要一定的空间且由于管道错综复杂会影响美观，这种方式在民用的住宅、公建的企业单位需要考虑到市政供热管总体规划设计，所以集中供热管线敷设中很少应用。但是在工业区内很多热力管道基本会采用架空敷设，减少工艺园区装修的开支，还可以缩减热力管道的施工费用，所以工业园区可以考虑此种工艺的应用。 ▲地下管沟敷设 在敷设地下管沟时，超高分子量聚乙烯管与其他管道同时敷设时，有可能对其他管道造成损伤，所以敷设管道时要求避免其他管道与超高分子量聚乙烯管同沟敷设，在敷设时尽量超过地下水位。采用地沟型预制保温管道时，要增设地沟通风，保障施工人员的安全；做好地下管沟的防水工作，若地下水会通过沟壁缝隙渗到管沟里，管道会浸泡在水中，保温层会起不到保温的作用，管道不能正常使用，造成不可挽回的损失，此外，地下水将会腐蚀热管网，从而降低管道的使用寿命，还有可能造成漏水事故。 ▲地下直埋敷设 超高分子量聚乙烯供热管直埋的方式主要有两种： 种是无补偿直埋敷设。此种敷设方式对管道的稳定性要求较高，所以需要较深的埋深。当采用不预热的无补偿直埋敷设管道时，主要与覆土厚度有关，覆土厚度应与管径大小成正比。这种敷设方式的原理是靠土壤与管道的静摩擦力和动摩擦力一同限制超高分子量聚乙烯管的伸长量和收缩量。当采用预热无补偿直埋敷设时，预热温度取安装温度与运行温度差的一半，以减少不必要的工作和资源，预热无补偿直埋敷设适用于以热水为媒介的供热管道，常见于热水供应热负荷，采用管径半径不宜过大。第二种方式是有补偿直埋敷设方式。这种敷设方式管道与地表的距离大于0．6m即可，这种敷设方式属于浅埋方式，其中管道半径没有要求。这种敷设的工作流程是在超高分子量聚乙烯管施工安装后，回填土壤，再进行预热，待管道伸长至一定长度且不再伸长时采用一次性补偿器焊牢。这种敷设方式的优点是在管道预热前可还土，不影响正常的交通秩序. 超高分子量聚乙烯管直埋敷设具有占地少、造价低、施工技术简单、工期短等特点，这保温管道工作原理相近，都是采用了重度小、吸水少，防腐性强的聚乙烯材料作为保温材料，不仅起到防腐的作用，还不会对管道的重量造成二次影响，再经过发泡的工艺的处理将管道包裹起来，避免地下土壤吸收过多热量，起到保温的作用。

超高分子量聚乙烯管道长年真空失稳问题浅析

把工业废水回用水管道两端按近似密闭状态计算，工业废水回用水超高分子量聚乙烯管道系统 水平段在水栗停止运行后产生的临界压力是0.0815MPa,该值略小于表1对应管径的持久临界压力(0.10MPa)管道在此情况下出现失稳变形的原因主要是表1计算选取的管道壁厚为10.5mm，该工程采用的管道壁厚为9.5mm，在不考虑钢丝直径、根数差异的前提下计算，后者失稳临界压力相当于前者的74%(0.074MPa)，略小于出现失稳变形的临界压力。 超高分子量聚乙烯管道失稳临界压力与弹性模量一次乘幂、壁厚三次乘幂成正比，与半径三次乘幂成反比。因此对相同公称压力的管材，失稳临界压力随着直径增大而减小；对相同公称压力的复合管和塑料管，考虑骨架的增强作用，复合管壁厚一般要小于同种材质的塑料管，因此临界压力也会小于塑料管的临界压力。复合管壁厚只有塑料电熔管件壁厚(公称压力3.5MPa)的1/4~1/2,这也是管道出现失稳变形而管件则保持原来形状的 主要原因 屈曲分析是假定复合管为理想弹性体，忽略时间对复合管屈曲的影响，管道结构突然发生失稳的压力具有瞬时性，称为瞬时临界失稳压力。但超高分子量聚乙烯管道中的高密度聚乙烯是典型的黏弹性材料，具有明显的蠕变和松她特性。在正外压载荷的持续作用下，复合管可能经历一段时间后出现一'种延迟屈曲，称为蠕变屈曲 为便于估算超高分子量聚乙烯管道蠕变失稳的持久临界压力，针对复合管中只有高密度聚乙烯是黏弹性材料，用蠕变模量代替弹性模量，取蠕变模量为200MPa、高密度聚乙烯50年泊松比为0.48,计算得出不同公称外径复合管蠕变失稳的持久临界压力。