CN103912731B - 管束泄露报警直埋预制保温层独立密封蒸汽管及制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及管束泄露报警直埋预制保温层独立密封蒸汽管及制造方法，所述蒸汽管包括密封波纹管组合件、钢导管、保温层、泄露报警指示管、外护钢管组合件、钢导管接口波纹管组合件及工作钢管；所述密封波纹管组合件与钢导管一端密封焊接，钢导管外设保温层，数个泄露报警指示管横穿在钢导管与外护钢管组合件之间，钢导管接口波纹管组合件套装在钢导管与密封波纹管组合件之间的空隙内，钢导管内穿套工作钢管。与现有技术相比，本发明的有益效果是：具有永久性保温层独立密封处理，可长期保证保温管的保温隔热性能；外表面采取防超温措施，使用寿命长；安装有接口泄露报警和定位管束，对泄露状态实时监控；带有钢导管接口用波纹管组件，安装方便。

Description

管束泄露报警直埋预制保温层独立密封蒸汽管及制造方法

技术领域

本发明涉及工作介质为蒸汽的直埋预制保温蒸汽管道，尤其涉及一种具有保温层独立密封、带有管束泄露报警和定位功能的直埋预制保温蒸汽管及其制造方法。

背景技术

目前，工程上所用的直埋预制保温蒸汽管多数为采用硅酸钙瓦、离心玻璃棉、岩棉或者硅酸铝棉进行保温隔热的“钢套钢”管。传统结构方式的产品一股不对每根管道的保温层进行独立密封保护，在交货、存放、施工中，如果遇到降雨天气或者施工环境地下水位线超过管道敷设标高的情况，管道的保温层可能会大面积受到水浸，导致在管线启动暖管过程中排潮量大、排潮时间长，进而造成管道保温层在初期暖管期间就遭受程度不等的破坏，而鉴于直埋管道无法直观观察到保温层的完好状态，即便发现保温层受损也无法进行维修的现实情况，很多高水位、雨季或者自来水、污水管线泄露等条件下施工的直埋蒸汽管从开始运行就处于不良保温状态，造成管线热损大、管道外表面温度高，不但浪费了能源，而且会逐渐导致外护层长期超温损坏，严重影响直埋蒸汽管的使用寿命。

在直埋蒸汽管运行过程中，由于施工、防护层质量等等原因，易出现管道外护钢管的接口位置泄露导致地下水进入保温层，管线出现剧烈排潮情况，由于无法准确定位泄露点，排潮时间一股很长，几天或者数周，受影响管道的保温层均会不同程度受损而且无法修复，即便找到了泄露点，解决了泄露问题，损毁的保温层却无法修复，导致管道出现一次泄露，保温性能和寿命就受损一次，最终的结果是直埋蒸汽管提前退役。以上这些实际问题的普遍存在，导致没有对保温层进行可靠密封处理的直埋预制保温蒸汽管很难真正适用于高水位敷设环境或者雨季施工的蒸汽管线工程，也很难在这样的此环境下保持长期、稳定运行并达到预期使用寿命。

发明内容

本发明克服现有技术的不足，提供了一种对保温层进行永久性密封处理、外表面采取防超温措施、安装有接口泄露报警和定位管束，并带有钢导管接口用波纹管组件的直埋预制保温蒸汽管，本发明同时提供了这种直埋预制保温蒸汽管的制造方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

管束泄露报警直埋预制保温层独立密封蒸汽管，包括密封波纹管组合件、钢导管、保温层、泄露报警指示管、外护钢管组合件、钢导管接口波纹管组合件及工作钢管；所述密封波纹管组合件与钢导管一端密封焊接，钢导管外设保温层，数个泄露报警指示管横穿在钢导管与外护钢管组合件之间，钢导管接口波纹管组合件套装在钢导管与密封波纹管组合件之间的空隙内，钢导管内穿套工作钢管。

所述密封波纹管组合件由密封波纹管组件、密封波纹管连接管、密封环板A及导向环板组成，密封波纹管连接管的一端与密封波纹管组件焊接在一起，另一端分别连接密封环板A和导向环板，密封波纹管组件外面缠绕包覆气凝胶保温材料。

所述外护钢管组合件由外护钢管和减温过渡管组成，减温过渡管套装在外护钢管两端并在减温过渡管两侧变径处密封焊接，外护钢管和减温过渡管间隙≤10mm。

所述外护钢管组合件外表面经喷砂或抛丸处理后设外护层，外护层为聚脲弹性体、3PE、熔融环氧粉末、机械缠绕玻璃纤维增强热固树脂以及其他符合埋地金属管道防腐规范的防腐材料。

所述钢导管接口波纹管组合件由钢导管接口用波纹管组件连接管和钢导管接口用金属波纹管组成，钢导管接口用波纹管组件连接管分别与钢导管接口用金属波纹管的两端密封焊接。

所述保温层为离心玻璃棉保温层。

所述保温层外设反射层，反射层为玻纤复合铝箔布，用紧固带捆扎。

所述泄露报警指示管由密封波纹管组合件上的密封环板A、导向环板和钢导管上的密封环板B支撑定位，并与密封环板A、B密封焊接，管端延伸至两侧密封环板之外，所述泄露报警指示管为8根，在上半圆周范围内均布，管端采用管堵密封。

所述密封环板B也可由密封波纹管组合件替代。

管束泄露报警直埋预制保温层独立密封蒸汽管的制造方法，包括如下步骤：

1)将两个密封波纹管连接管分别与密封波纹管组件的两端焊接连接，然后在连接管的两端分别连接密封环板A和导向环板，完成密封波纹管组合件，安装过程中确认密封环板A和导向环板上用于通过泄露报警指示管的孔一一对正；

2)将密封波纹管组合件中导向环板一侧的管端与钢导管密封焊接连接，对焊缝进行气密实验，必要时进行修补并重新试验，直到满足气密试验要求；

3)在钢导管的另外一端将密封环板B定位，确保环板上供泄露报警指示管通过的孔与导向环板上的孔一一对正，将密封环板B与钢导管焊接连接；

4)在导向环板和密封环板B之间缠绕离心玻璃棉保温层，保温层外缠绕玻纤复合铝箔布，用紧固带捆扎；在密封波纹管组件的外面缠绕包覆气凝胶保温材料；

5)将泄露报警指示管逐个穿入密封环板A、导向环板和离心玻璃棉保温层，并从密封环板B上的对应孔穿出，逐个上紧泄露报警指示管，调整泄露报警指示管端部延伸长度，将其分别与密封环板A和密封环板B密封焊接固定；至此完成的组合件称为“钢导管组合件”；

6)将外护钢管与两端的减温过渡管定位并密封焊接连接，形成“外护钢管组合件”；

7)将“外护钢管组合件”外表面经喷砂或抛丸处理，清理后在其表面上制作外护层；

8)将做好外护层的“外护钢管组合件”与“钢导管组合件”穿套并定位；

9)将密封环板A、密封环板B分别与外护钢管的内表面密封焊接连接，至此完成的组合件称为“独立密封保温组合件”；

10)通过临时工艺孔对“独立密封保温组合件”进行气密试验直到满足要求；

11)将“独立密封保温组合件”与工作钢管穿套在一起，用定位环临时定位，保证间隙≤20mm，构成“整体管”；

12)将两个钢导管接口用波纹管组件连接管与一个钢导管接口用金属波纹管的两端分别密封焊接连接，组成“钢导管接口波纹管组合件”；

13)将“钢导管接口波纹管组合件”套装在钢导管与密封波纹管组件之间的空隙内，用定位环将“钢导管接口波纹管组合件”与钢导管临时固定；

14)采用定位环在钢导管的两端将工作钢管临时固定。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)对单根管道保温层实现永久性防水密封，可使管道的保温层在交货到运行的整个过程中免于受潮或者受水浸危害，长期保证保温管的保温隔热性能。在泄露故障状态，保护保温层不会受到内、外泄露的气流或者地下水损害，降低事故损失，保证蒸汽管线长期稳定运行的可靠性；

2)增设减温过渡管，防止保温层密封结构的热桥作用导致外护钢管超温损坏外护层，延长蒸汽管使用寿命；

3)钢导管接口用金属波纹管组件衬装在密封波纹管内腔的结构，可吸收钢导管在工作状态下的轴向热膨胀；

4)通过管束式泄露报警指示管的配备，实现了对蒸汽管道运行过程中各接口位置外泄露状态的实时监控；

5)本发明对高水位施工和运行环境的耐受性非常突出，高水位环境施工无需特殊的防水保护措施，施工难度低，施工中保温层不会受潮或者水浸，启动运行时排潮和烘管时间极大缩短，运行更稳定，预期寿命更长。

6)可极大地减小泄露事故损失和维修成本，经济性突出，如果配置抽真空设施，可进一步降低管道热损失，具有明显的实用意义。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中：1.工作钢管2.钢导管3.钢导管接口用波纹管组件连接管4.外护钢管5.减温过渡管6.密封波纹管组件7.钢导管接口用金属波纹管8.外护层9.密封环板A10.密封波纹管连接管11.导向环板12.离心玻璃棉保温层13.玻纤复合铝箔布14.密封环板B15.泄露报警指示管16.管堵

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

见图1，是本发明的结构示意图，本发明所述管束泄露报警直埋预制保温层独立密封蒸汽管，包括密封波纹管组合件、钢导管2、保温层、泄露报警指示管15、外护钢管组合件、钢导管接口波纹管组合件及工作钢管1；所述密封波纹管组合件与钢导管2一端密封焊接，钢导管2外设保温层，数个泄露报警指示管15横穿在钢导管2与外护钢管组合件之间，钢导管接口波纹管组合件套装在钢导管2与密封波纹管组合件之间的空隙内，钢导管2内穿套工作钢管1。

所述密封波纹管组合件由密封波纹管组件6、密封波纹管连接管10、密封环板A9及导向环板11组成，密封波纹管连接10管的一端与密封波纹管组件6焊接在一起，另一端分别连接密封环板A9和导向环板11，密封波纹管组件6外面缠绕包覆气凝胶保温材料。

所述外护钢管组合件由外护钢管4和减温过渡管5组成，减温过渡管5套装在外护钢管4两端并在减温过渡管5两侧变径处密封焊接，外护钢管4和减温过渡管5间隙≤10mm。

所述外护钢管组合件外表面经喷砂或抛丸处理后设外护层8，外护层8为聚脲弹性体、3PE、熔融环氧粉末、机械缠绕玻璃纤维增强热固树脂以及其他符合埋地金属管道防腐规范的防腐材料。

所述钢导管接口波纹管组合件由钢导管接口用波纹管组件连接管3和钢导管接口用金属波纹管7组成，钢导管接口用波纹管组件连接管3分别与钢导管接口用金属波纹管7的两端密封焊接。

所述保温层为离心玻璃棉保温层12。

所述保温层外设反射层，反射层为玻纤复合铝箔布13，用紧固带捆扎。

所述泄露报警指示管15由密封波纹管组合件上的密封环板A9、导向环板11和钢导管2上的密封环板B14支撑定位，并与密封环板A9、B14密封焊接，管端延伸至两侧密封环板之外；所述泄露报警指示管15为8根，在上半圆周范围内均布，管端采用管堵16密封。

所述密封环板B14也可由密封波纹管组合件替代。

本发明所述管束泄露报警直埋预制保温层独立密封蒸汽管的制造方法，包括如下步骤：

1)将两个密封波纹管连接管10分别与密封波纹管组件6的两端焊接连接，然后在连接管10的两端分别连接密封环板A9和导向环板11，完成密封波纹管组合件，安装过程中确认密封环板A9和导向环板11上用于通过泄露报警指示管15的孔一一对正；

2)将密封波纹管组合件中导向环板11一侧的管端与钢导管2密封焊接连接，对焊缝进行气密实验，必要时进行修补并重新试验，直到满足气密试验要求；

3)在钢导管2的另外一端将密封环板B14定位，确保环板上供泄露报警指示管15通过的孔与导向环板11上的孔一一对正，将密封环板B14与钢导管2焊接连接；

4)在导向环板11和密封环板B14之间缠绕离心玻璃棉保温层12，保温层外缠绕玻纤复合铝箔布13，用紧固带捆扎；在密封波纹管组件6的外面缠绕包覆气凝胶保温材料；

5)将泄露报警指示管15逐个穿入密封环板A9、导向环板11和离心玻璃棉保温层12，并从密封环板B14上的对应孔穿出，逐个上紧泄露报警指示管15，调整泄露报警指示管15端部延伸长度，将其分别与密封环板A9和密封环板B14密封焊接固定；至此完成的组合件称为“钢导管组合件”；

6)将外护钢管4与两端的减温过渡管5定位并密封焊接连接，形成“外护钢管组合件”；

7)将“外护钢管组合件”外表面经喷砂或抛丸处理，清理后在其表面上制作外护层8：

8)将做好外护层8的“外护钢管组合件”与“钢导管组合件”穿套并定位；

9)将密封环板A9、密封环板B14分别与外护钢管4的内表面密封焊接连接，至此完成的组合件称为“独立密封保温组合件”；

10)通过临时工艺孔对“独立密封保温组合件”进行气密试验直到满足要求；

11)将“独立密封保温组合件”与工作钢管1穿套在一起，用定位环临时定位，保证间隙≤20mm，构成“整体管”；

12)将两个钢导管接口用波纹管组件连接管3与一个钢导管接口用金属波纹管7的两端分别密封焊接连接，组成“钢导管接口波纹管组合件”；

13)将“钢导管接口波纹管组合件”套装在钢导管2与密封波纹管组件6之间的空隙内，用定位环将“钢导管接口波纹管组合件”与钢导管2临时固定；

14)采用定位环在钢导管2的两端将工作钢管1临时固定。

本发明所述管束泄露报警直埋预制保温层独立密封蒸汽管的工作钢管1置于钢导管2内，由钢导管2提供支撑和动作导向。所述钢导管和与工作钢管之间采用定位环固定，间隙≤20mm。

保温层两端的密封方式均为永久性密封，采用密封波纹管组件6密封的作用在于与钢导管接口用金属波纹管7共同吸收钢导管2在运行中的轴向热膨胀，同时实现保温层一端的密封。保温层另外一端的密封可采用相同的密封波纹管组件6密封，也可采用密封环板进行简单密封。该结构方式的密封功能可使管道的保温层在交货到运行的整个过程中免于受潮或者受水浸危害，长期保证保温管的保温隔热性能。在泄露故障状态，保护保温层不会受到内、外泄露的气流或者地下水损害，降低事故损失，保证蒸汽管线长期稳定运行的可靠性。

预装在蒸汽管内的泄露报警指示管15与管线上两相邻固定节之间各接口位置分别连通，实现接口外泄露报警功能。每根管道上均采用8根泄露报警指示管15，在时钟9点到3点的180度范围内均布，贯通整根管，指示管15的管端延伸在两端密封环板之外，采用管堵16密闭，实际施工中，将不同指示管15与管线上相邻两固定节之间的特定接口区域相连通，用于指示该区域接口的外泄露情况。

减温过渡管5与外护钢管4之间的间距不大于10mm，其作用是防止保温层密封结构的热桥作用导致外护钢管4超温损坏外护层8。

钢导管接口采用金属波纹管组件衬装在密封波纹管内腔的结构方式，管道与管道之间的钢导管2接口时，将衬装在管道端部密封波纹管内腔的钢导管接口用金属波纹管组件拉出定位，将两端钢导管接口用波纹管连接管3端部与钢导管2密封焊接连接。其功能是吸收钢导管在工作状态下的轴向热膨胀。所述金属波纹管采用SUS316L材质。

工作时，工作钢管1受热膨胀并在钢导管2内发生轴向热膨胀位移，由管线内同一补偿单元内的补偿设备吸收。钢导管2的轴向热膨胀位移由每两根蒸汽管之间的“钢导管接口波纹管组合件”吸收。

作为本发明的进一步改进，可以根据需要在本发明或具有相同结构特征的预制保温管件连接所构成的管道系统中，增加抽真空接口并在运行时连接抽真空设备对工作钢管1和钢导管2之间的空间进行分段抽真空，有利于进一步降低管道热损失。

作为本发明的一种改进，可采用配套的阴极保护金属防腐措施对工作钢管1和外护钢管4提供防腐保护。

本发明所述蒸汽管之间以及与其他管件、管道附件的连接部位补口采用与本发明相同或相兼容的隔热以及结构方式，其他配套管件不在本专利申请范围内。

Claims (10)

1.管束泄露报警直埋预制保温层独立密封蒸汽管，其特征在于，包括密封波纹管组合件、钢导管、保温层、泄露报警指示管、外护钢管组合件、钢导管接口波纹管组合件及工作钢管；所述密封波纹管组合件与钢导管一端密封焊接，钢导管外设保温层，数个泄露报警指示管横穿在钢导管与外护钢管组合件之间，钢导管接口波纹管组合件套装在钢导管与密封波纹管组合件之间的空隙内，钢导管内穿套工作钢管。

2.根据权利要求1所述的管束泄露报警直埋预制保温层独立密封蒸汽管，其特征在于，所述密封波纹管组合件由密封波纹管组件、密封波纹管连接管、密封环板A及导向环板组成，密封波纹管连接管的一端与密封波纹管组件焊接在一起，另一端分别连接密封环板A和导向环板，密封波纹管组件外面缠绕包覆气凝胶保温材料。

3.根据权利要求1所述的管束泄露报警直埋预制保温层独立密封蒸汽管，其特征在于，所述外护钢管组合件由外护钢管和减温过渡管组成，减温过渡管套装在外护钢管两端并在减温过渡管两侧变径处密封焊接，外护钢管和减温过渡管间隙≤10mm。

4.根据权利要求1或3所述的管束泄露报警直埋预制保温层独立密封蒸汽管，其特征在于，所述外护钢管组合件外表面经喷砂或抛丸处理后设外护层，外护层为聚脲弹性体、3PE、熔融环氧粉末、机械缠绕玻璃纤维增强热固树脂。

5.根据权利要求1所述的管束泄露报警直埋预制保温层独立密封蒸汽管，其特征在于，所述钢导管接口波纹管组合件由钢导管接口用波纹管组件连接管和钢导管接口用金属波纹管组成，钢导管接口用波纹管组件连接管分别与钢导管接口用金属波纹管的两端密封焊接。

6.根据权利要求1所述的管束泄露报警直埋预制保温层独立密封蒸汽管，其特征在于，所述保温层为离心玻璃棉保温层。

7.根据权利要求1或6所述的管束泄露报警直埋预制保温层独立密封蒸汽管，其特征在于，所述保温层外设反射层，反射层为玻纤复合铝箔布，用紧固带捆扎。

8.根据权利要求1所述的管束泄露报警直埋预制保温层独立密封蒸汽管，其特征在于，所述泄露报警指示管由密封波纹管组合件上的密封环板A、导向环板和钢导管上的密封环板B支撑定位，并与密封环板A、B密封焊接，管端延伸至两侧密封环板之外；所述泄露报警指示管为8根，在上半圆周范围内均布，管端采用管堵密封。

9.根据权利要求8所述的管束泄露报警直埋预制保温层独立密封蒸汽管，其特征在于，所述密封环板B由密封波纹管组合件替代。

10.根据权利要求1所述的管束泄露报警直埋预制保温层独立密封蒸汽管的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将两个密封波纹管连接管分别与密封波纹管组件的两端焊接连接，然后在连接管的两端分别连接密封环板A和导向环板，完成密封波纹管组合件，安装过程中确认密封环板A和导向环板上用于通过泄露报警指示管的孔一一对正；

2)将密封波纹管组合件中导向环板一侧的管端与钢导管密封焊接连接，对焊缝进行气密实验，如果有泄漏时进行修补并重新试验，直到满足气密试验要求；

3)在钢导管的另外一端将密封环板B定位，确保环板上供泄露报警指示管通过的孔与导向环板上的孔一一对正，将密封环板B与钢导管焊接连接；

4)在导向环板和密封环板B之间缠绕离心玻璃棉保温层，保温层外缠绕玻纤复合铝箔布，用紧固带捆扎；在密封波纹管组件的外面缠绕包覆气凝胶保温材料；

5)将泄露报警指示管逐个穿入密封环板A、导向环板和离心玻璃棉保温层，并从密封环板B上的对应孔穿出，逐个上紧泄露报警指示管，调整泄露报警指示管端部延伸长度，将其分别与密封环板A和密封环板B密封焊接固定；至此完成的组合件称为“钢导管组合件”；

6)将外护钢管与两端的减温过渡管定位并密封焊接连接，形成“外护钢管组合件”；

7)将“外护钢管组合件”外表面经喷砂或抛丸处理，清理后在其表面上制作外护层；

8)将做好外护层的“外护钢管组合件”与“钢导管组合件”穿套并定位；

9)将密封环板A、密封环板B分别与外护钢管的内表面密封焊接连接，至此完成的组合件称为“独立密封保温组合件”；

10)通过临时工艺孔对“独立密封保温组合件”进行气密试验直到满足要求；

11)将“独立密封保温组合件”与工作钢管穿套在一起，用定位环临时定位，保证间隙≤20mm，构成“整体管”；

12)将两个钢导管接口用波纹管组件连接管与一个钢导管接口用金属波纹管的两端分别密封焊接连接，组成“钢导管接口波纹管组合件”；

13)将“钢导管接口波纹管组合件”套装在钢导管与密封波纹管组件之间的空隙内，用定位环将“钢导管接口波纹管组合件”与钢导管临时固定；

14)采用定位环在钢导管的两端将工作钢管临时固定。