CN114876010A - 金属给水管道快速解冻方法 - Google Patents

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陈云翔
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刘振兴
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    • E03B—INSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
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    • E03B7/09—Component parts or accessories
    • E03B7/14—Devices for thawing frozen pipes

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Abstract

本发明提供一种金属给水管道快速解冻方法，涉及管道防护技术领域。本方法包括：确定电焊机型号、数量和负载持续率，使所有电焊机负载持续率总和大于等于100%。分别将各个电焊机的一次线和二次线相连并与电源连接。将各个电焊机的一次线和二次线分别与受冻管道两端的金属表面连接。将电焊机电流值调至与电焊机负载持续率对应的额定电流值。各个电焊机依次交替使用进行解冻，使电焊机持续工作时间小于等于额定持续工作时间，电焊机间歇时间大于等于额定间歇时间。此方法操作简单，能有效对受冻金属管道进行解冻，特别是对于已隐蔽的受冻管道，仅漏出管道两端金属面即可进行解冻，避免对地面、墙体等进行大面积拆除，提高施工效率并节省建造成本。

Description

金属给水管道快速解冻方法
技术领域
本发明涉及管道防护技术领域，尤其涉及一种金属给水管道快速解冻方法。
背景技术
在北方严寒冬季水管保护不善的情况下，临时建筑或在建项目给水系统中管道受冻的问题时有发生。对于已冻结的管线，在不妨碍施工的情况下，在管线上堆放炉灰提高温度或采用点燃稻草壳、锯末等进行长时间覆盖加热，待其慢融，在几天内管线可以自行解冻，但需注意管道冻裂后的漏水问题。也可以采用局部用热水、火烤、蒸汽加热融化的快速解决方法，或采用电阻线缠绕通电的方式进行加热解冻。但是对于埋地管道，难以采用上述方法进行解冻，需要进行地面破除后再进行升温解冻或是更换管线。不仅工程量大，还会造成工程材料的浪费，增大施工成本。
为了使埋地或保温金属管道不会被破坏，可以采用电焊机，通过被冻管线使零线和焊钳短路从而进行解冻。一般是把电流调到电焊机的额定电流值或是稍调大一点，但对于电焊机电流的调节难以把控，容易造成电焊机损坏或是解冻过程缓慢。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种金属给水管道快速解冻方法，以解决上述问题。
基于上述目的，本发明提供了一种金属给水管道快速解冻方法，按以下步骤进行：S1、确定电焊机型号、数量和负载持续率，使所有电焊机负载持续率总和大于等于100%。
S2、分别将各个电焊机的一次线和二次线相连并与电源连接。
S3、将各个电焊机的一次线和二次线分别与受冻管道两端的金属表面连接。
S4、将电焊机电流值调至与电焊机负载持续率对应的额定电流值。
S5、各个电焊机依次交替使用进行解冻，使电焊机持续工作时间小于等于额定持续工作时间，电焊机间歇时间大于等于额定间歇时间。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、此方法操作简单，能有效对受冻金属管道进行解冻，特别是对于已隐蔽的受冻管道，仅漏出管道两端金属面即可进行解冻，避免了对地面、墙体等进行大面积拆除，提高施工效率并节省建造成本。
2、根据负载持续率选取多个电焊机依次交替进行解冻，达到持续对管道进行解冻，提高解冻效率。并且通过控制电焊机的持续工作时间和间歇时间确保对电焊机进行有效保护，减少对电焊机的损伤。
3、根据电焊机的负载持续率将电焊机电流值调整到对应的额定电流值，在保证达到良好的解冻效果的同时防止电流过大损坏电焊机。
进一步地，本方法还包括：计算受冻管道解冻热量；根据受冻管道解冻热量计算解冻时间。
进一步地，计算受冻管道解冻热量，具体包括：Q1=cm(t1-t2)，其中，Q1为受冻管道解冻热量/J，c为冰的比热容/ J/kg·℃，m为冰的质量/kg，t1为冰的融化温度/℃，t2为室外温度/℃。
进一步地，根据受冻管道解冻热量计算解冻时间，具体包括：Q2= Q1/(200~300)，Q2=I2Rt，其中，Q2为电焊机发热热量/J，I为电焊机电流值/A，R为电焊机阻值/Ω，t为解冻时间/s。
进一步地，额定持续工作时间=工作周期×负载持续率。
进一步地，额定间歇时间=工作周期×（1-负载持续率）。
附图说明
图1为本发明实施例提供的金属给水管道快速解冻方法的操作示意图。
图中标记为：1、受冻管道；2、电焊机；3、一次线；4、二次线。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。
如图1所示，本发明提出的一种金属给水管道快速解冻方法，按以下步骤进行：
S1、确定电焊机2型号，对于电焊机2的选择，以现有电焊机2且便于移动的作为优先选择，其次是考虑工作周期长、额定电流大、负载持续率高的电焊机2。电焊机2负载持续率一般有35%、60%、100%等，选择电焊机2的负载持续率并确定使用的电机的数量，为保证能够通过几台电焊机2轮流运行，实现持续解冻，则需要满足所有电焊机2负载持续率总和大于等于100%。
S2、分别将各个电焊机2的一次线3和二次线4相连并与电源连接。
S3、使受冻管道1两端的金属面裸露出来，将各个电焊机2的一次线3和二次线4分别与受冻管道1两端的金属表面连接。
S4、各个电焊机2不同的负载持续率对应不同的额定电流，将电焊机2电流值调至与电焊机2负载持续率对应的额定电流值。
S5、各个电焊机2依次交替使用进行解冻，使电焊机2持续工作时间小于等于额定持续工作时间，额定持续工作时间=工作周期×负载持续率。电焊机2间歇时间大于等于额定间歇时间，额定间歇时间=工作周期×（1-负载持续率）。一个电焊机2的持续工作时间达到额定持续工作时间后，关闭该电焊机2，开启下一个电焊机2进行解冻，当电焊机2间歇时间达到额定间歇时间后才能够再次使用。
根据Q1=cm(t1-t2)计算受冻管道1解冻热量，其中，Q1为受冻管道1解冻热量/J，c为冰的比热容/ J/kg·℃，m为冰的质量/kg，t1为冰的融化温度/℃，t2为室外温度/℃。根据受冻管道1解冻热量计算解冻时间，使用以下两个公式进行计算：Q2= Q1/(200~300)，Q2=I2Rt，其中，Q2为电焊机2发热热量/J，I为电焊机2电流值/A，R为电焊机2阻值/Ω，t为解冻时间/s。
以1m长的DN100热镀锌钢管受冻为例，管道半径为0.05m，冰的密度为900kg/m3,计算冰的质量m=ρv=ρπr2l=900×3.14×0.052×1=7.065kg。冰的比热容取2100J/kg·℃，(t1-t2)取1℃，计算解冻热量Q1=cm(t1-t2)=2100×7.065×1=14836.5J。计算Q2= Q1/(200~300)=14836.5/(200~300)= 49.455J~74.1825J。R取10-7Ω，根据Q2=I2Rt可得I2t=Q2/R=(49.455~74.1825)/10-7≈5×108~7.5×108。
BX6-250电焊机2的参数如下表所示：
表1 BX6-250电焊机2参数
Figure DEST_PATH_IMAGE002
当只有BX6-250电焊机2时，若选择两台按负载持续率60%交替使用，则调整电焊机2的电流至142A，根据I2t=5×108~7.5×108，计算解冻时间t=5×108~7.5×108/ I2≈4~6h。电焊机2工作周期一般为5分钟、10分钟、20分钟，在此以10分钟为例，额定持续工作时间=10×60%=6分钟，额定间歇时间=10×（1-60%）=4分钟，两台电焊机2足以轮流使用，实现持续解冻。
若选择三台按负载持续率35%交替使用，则调整电焊机2的电流至187A，根据I2t=5×108~7.5×108，计算解冻时间t=5×108~7.5×108/ I2≈6.9~10.3h；额定持续工作时间=10×35%=3.5分钟，额定间歇时间=10×（1-35%）=6.5分钟，三台电焊机2足以轮流使用，实现持续解冻。
在使用时选择几台相同型号的电焊机2按照相同的负载持续率使用，更加便于操作，防止因各个电焊机2的额定持续工作时间和额定间歇时间不同而难以控制使用时间。选择多个电焊机2进行使用，能够缩短解冻时间，加快解冻速度。但选择负载持续率较大的电焊机2能够简化操作流程，避免频繁更换电焊机2。例如按照负载持续率20%进行使用，为保证持续解冻，至少选择5台电焊机2，更换频繁，不利于操作。
NBC-270电焊机2的参数如下表所示：
表2 NBC-270电焊机2参数
负载持续率 35% 60% 100%
额定电流 270A 206A 160A
当只有NBC-270电焊机2时，若选择两台按负载持续率60%交替使用，则调整电焊机2的电流至206A，根据I2t=5×108~7.5×108，计算解冻时间t=5×108~7.5×108/ I2≈3.3~4.9h；额定持续工作时间=10×60%=6分钟，额定间歇时间=10×（1-60%）=4分钟，两台电焊机2足以轮流使用，实现持续解冻。
若选择一台按负载持续率100%持续使用，则调整电焊机2的电流至160A，根据I2t=5×108~7.5×108，计算解冻时间t=5×108~7.5×108/ I2≈5.4~8.1h。
根据负载持续率选取多个电焊机依次交替进行解冻，达到持续对管道进行解冻，提高解冻效率。并且通过控制电焊机的持续工作时间和间歇时间确保对电焊机进行有效保护，减少对电焊机的损伤。根据电焊机的负载持续率将电焊机电流值调整到对应的额定电流值，在保证达到良好的解冻效果的同时防止电流过大损坏电焊机。此方法操作简单，能有效对受冻金属管道进行解冻，特别是对于已隐蔽的受冻管道，仅漏出管道两端金属面即可进行解冻，避免了对地面、墙体等进行大面积拆除，提高施工效率并节省建造成本。
本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种金属给水管道快速解冻方法，其特征在于，按以下步骤进行：
S1、确定电焊机型号、数量和负载持续率，使所有电焊机负载持续率总和大于等于100%；
S2、分别将各个电焊机的一次线和二次线相连并与电源连接；
S3、将各个电焊机的一次线和二次线分别与受冻管道两端的金属表面连接；
S4、将电焊机电流值调至与电焊机负载持续率对应的额定电流值；
S5、各个电焊机依次交替使用进行解冻，使电焊机持续工作时间小于等于额定持续工作时间，电焊机间歇时间大于等于额定间歇时间。
2.根据权利要求1所述的金属给水管道快速解冻方法，其特征在于，还包括：
计算受冻管道解冻热量；
根据受冻管道解冻热量计算解冻时间。
3.根据权利要求2所述的金属给水管道快速解冻方法，其特征在于，计算受冻管道解冻热量，具体包括：Q1=cm(t1-t2)，其中，Q1为受冻管道解冻热量/J，c为冰的比热容/ J/kg·℃，m为冰的质量/kg，t1为冰的融化温度/℃，t2为室外温度/℃。
4.根据权利要求2所述的金属给水管道快速解冻方法，其特征在于，根据受冻管道解冻热量计算解冻时间，具体包括：Q2= Q1/(200~300)，Q2=I2Rt，其中，Q2为电焊机发热热量/J，I为电焊机电流值/A，R为电焊机阻值/Ω，t为解冻时间/s。
5.根据权利要求1所述的金属给水管道快速解冻方法，其特征在于，额定持续工作时间=工作周期×负载持续率。
6.根据权利要求1所述的金属给水管道快速解冻方法，其特征在于，额定间歇时间=工作周期×（1-负载持续率）。
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