由于蒸汽溫度較高,運行溫差已經遠遠超出了鋼管的屈服溫差,如果按無補償設計,蒸汽管道會發(fā)生塑性變形,因疲勞損失而遭到破壞。這樣,蒸汽直埋管道就不能按無補嘗設計,而應按有補償直埋來設計,計算補償器的最大允許間距,即2倍最大安裝長度。計算最大安裝長度首先應計算管道每米摩擦力。跟熱水直埋聚氨酯保溫管道不同,蒸汽直埋供熱管道在結構上有5mm厚的空氣層,空氣層添加有耐高溫支墊,支墊與鋼管之間涂有無機潤滑劑,這樣,運行過程中.鋼管就可以在空氣層內伸縮,但伸縮時,需克服鋼管與耐高溫支墊間的摩擦力。正是這個摩擦阻力決定著最大安裝長度。所以,計算這個摩擦阻力應計算光管與耐高溫支墊間的摩擦力,而不是像熱水直埋管道那樣計算保溫外殼與沙子間的摩擦力。但對于這個摩擦力的計算,玻璃鋼套鋼直埋管道與鋼套鋼直埋管道的計算方法又有區(qū)別,應引起注意。在鋼套鋼直埋供熱管道中,由于保溫管的外殼為鋼管,是剛性的,足以支撐周圍土壤對管道的壓力,保溫層不會受到周圍土壤的壓力,所以計算最大安裝長度時只計算由于保溫層及工作鋼管自重產生的摩擦力,而不是考慮土壤的壓力,既不考慮埋深、而玻璃鋼套鋼蒸汽直埋供熱管道,由于外護管玻璃鋼不是剛性的,尤其在管道受熱后,玻璃鋼的剛性更會大幅下降,所以周圍土壤的壓力會作用到保溫層上,從而增加管道的摩擦力。所以在玻璃鋼套鋼蒸汽直埋供熱管道實際計算中,應考慮周圍土壤的壓力,即考慮管道的埋深。根據《城鎮(zhèn)直埋供熱管道技術規(guī)程》,
管道摩擦力計算公式:
F=πρgμ(H+DC/2)
F——軸線方向每米管道摩擦力(N/m);
H——管頂覆土深度(m),當H>1.5時,取1.5m;
ρ——土壤密度(kg/m³);
μ——摩擦系數;
g——重力加速度,m/s2
DC——鋼管外徑(m)
管道最大安裝長度:
LMAX=([σ]·A)/F·102
[σ]——鋼材200℃時的基本許用力(MPa)
A——鋼管管壁斷面積(㎡)