镀锌铁皮聚氨酯保温管厂家--定制

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大口径直埋管道的设计要点：

当管道的管径不大于 DN500 时，管道只会出现无限塑性流动、循环塑性变形、疲劳

破坏和整体失稳，而不会有其它方式的破坏出现。针对这种情况，文献[2]给出了相应破

坏方式出现的强度条件。当上述强度条件得到满足时，DN500 以下的管道将处于安全状

态。

当管道的管径大于 DN500 时，除上述破坏方式外，局部失稳和截面椭圆变形出现的

概率将大大增加，会成为大口径直埋管道的主要失效方式。那么，需要针对这两种方式

建立新的强度条件，并使管道满足上述条件，则管道处于安全状态，这时，大口径预制

保温管的直埋敷设是可行的。

a) 局部失稳：文献[1]给出了验算钢管管壁局部稳定性的强度条件。产生局部失稳的

因素是管道的轴向应变，轴向应变取决于热胀变形的大小和热胀变形的释放程度。由于

冷安装方式的下的管道温升大于预热安装方式下的管道温升，故预热安装方式下，热胀

变形量较小，热胀变形的释放与管道补偿状态有关，有补偿管段的释放程度要大于无补

偿管段的释放程度。另一方面，局部失稳的可能性还与管道的截面性有关，在轴向应变

相同的管道中，随着管壁的增厚而局部失稳的可能性减少，而随着钢管平均半径的增大

而局部失稳的可能性增大。计算方法如下：

计算极限状态应力时：

r m ／δ≤28.7 则：σ Z max ≤334 MPa；

r m ／δ＞28.7 则：σ Z max ≤[9250(δ／r m )+11.7 ] MPa；

计算极限状态温差时：

r m ／δ≤28.7 则：ΔT≤130℃；

r m ／δ＞28.7 则：ΔT≤[3500(δ／r m )+8 ] ℃；

式中：r m  — 钢管的平均半径，m；

δ— 钢管的壁厚，m；

σ Z max — 管道大轴向应力，MPa；

ΔT— 管道工作与安装温差，℃。

b) 椭圆化变形：文献[3]给出了验算土压力和车辆荷载作用下控制钢管截面椭圆化变

形的稳定条件，即钢管截面椭圆化变形不大于钢管外径的 30%。产生径向变形的主

要原因是管道上作用的垂直荷载，包括随埋深增加而加大的土壤荷载和随埋深增加而减

小的车辆荷载。同样，还与钢管的截面参数有关，在相同的垂直荷载作用下，平均半径

越大，径向变形越大，管壁越厚，径向变形越小。当埋深较浅或较深时，应适当加大钢

管的壁厚，这样才能局部失稳的要求。

6 设计实例：

天津市杨柳青电厂供热管网于 1997 年开始设计，并于当年开始施工，1999 年正式

向市区供热，根据市规划、道路等有关部门的要求，市区管网主支干线只能采用直埋敷

设方式，其中 DN800～DN1000 的管道长度约为 10 公里，热网设计供水温度 150℃，供

水压力 1.6MPa，管材材质取用 Q235 钢，管顶埋深在 1m~3m 之间。

通过验算，由于供水温度高，管道安定性条件已不能满足，因此在杨柳青电厂供热

管网中采用了有补偿设计，固定墩与补偿器间的距离 L 计算方法如下：

L≤〔3[σ]- σt〕A• 10

6 /(1.6Fmax)

式中：L —设计布置的固定墩和补偿器间距离；

[σ] —钢材计算温度下的基本许用应力；

σt —管道内压引起的环向应力；

Fmax —管道的大单长摩擦力。