供热企业如何应对供热质量欠佳的难题？分析27大现象为您搞定99%的问题！

心之悟|宁红伟

暖气不热的现象多种多样，形成的原因也非常复杂。总结起来，常是因为：热源、热网和热用户的设计、改造不当；设备选购不合适，施工不规范；初调节、运行调节不到位；设备及管网检修不及时；气塞、水垢和杂物堵塞；停电、停水；用户私接滥改、私自调节阀门和运行管理人员水平低下等原因所造成。

对于各种不热的现象，只要我们经过细致地观察、认真地分析，不断地总结实践中的经验，就会发现暖气不热的成因也是有规律可寻的。

一种不热现象可能由多种原因所引起，当一时决定不了到底是由那种原因所引起时，可采用逐个排除法，以便找出真正的原因。根据不热的原因做出相应的处理，暖气不热的问题就可解决。

现象1：热源或热力站所供区域的热用户普遍不热。

原因及解决方法：

1.当热源(热力站)的出力不足时，可增大热源出力或增加板换片数；

2.循环水泵偏小或偏大。偏小的，可与备用泵并联运行或更换大泵；偏大的，减少并联泵的运行台数。当为单泵运行时，亦可节流泵出口阀门或更换小泵；如果流量偏大，热源出口温度明显偏小。

3.锅炉房问题：煤的质量过差或数量不足；鼓、引风量不足时，可检修风机、风室或更换合适的风机；鼓、引风机不匹配；司炉或运管人员技术水平低；

现象2：热源（热力站)所供某区域整体不热。

需检查所对应的站内阀门和各支线阀门是否打开、掉闸板，各支线是否平衡，管道是否堵塞和存在严重的泄漏等。根据不热的原因做出相应的处理。

现象3：热源或热力站所供区域的热用户突然间，同时停止了供热。

一般有两种情况：

1.当因为停电或停水引起停泵时，应督促有关供电、供水部门尽快消除故障，及时恢复供电、供水；

2.当为热源、热力站内的设备或供热主管网出现故障时，需抢修人员查明原因尽快排除故障。

现象4：热源（热力站）所供区域的热用户，以前热、现在不太热的情况。

原因及解决方法：

1.如果是由于热源、热力站内、运行管理的原因所造成，如：煤质不好的，要选烧好煤；锅炉本体、烟道部分或板换结水垢、烟垢严重的，要及时清除；司炉或运管人员技术水平低的，要采取有效的措施以提高技术水平；

2.如是由于热源、热力站内主阀门关小的，要适当开大阀门；

3.若因热源、热力站内个别设备出现故障，影响不热的，要尽快查明原因，及时恢复设备的正常运行；

这段话其实就是说：如果出现了原来热现在不热的区域，要从源上找原因。

4.若有新建筑入网 (常发现个别热用户的热负荷或面积，因故申报不实)而引起的不热时，需进一步核定热源、热力站内备设备是否为超负荷运行。如超负荷，应采取措施，使各设备的出力和负荷相适应。如不超负荷，需重新进行各管网的水力平衡工作，以消除水力失调；

5.若由于增供面积，而没增大有关管网管径，造成流量偏小而不热的，需更换合适管径的管道来解决；

现象5：热网一个支路上的数栋楼停热或不热。

原因：

常因不热支路管网阀门因故关闭、关小或出现局部堵塞、掉闸板等所致。需检修人员查明原因，并及时排除故障。

现象6：离热源或热力站近的楼热，远的楼不太热。

原因及解决方法：

这常是因为一 二网，站或楼的热力入口安了没有调节性能的闸阀或截止阀，或未安装调节阀、平衡阀，或虽安装平衡阀，而未进行认真的初调节，发生了管网的水平水力失调。排除法是换安、补安调节阀或平衡阀，并认真做好初调节。

当近处热的楼的室温降到达标温度时，远处不热楼的室温就会升起来。也有的是由于在设计时，远端楼的管径设计的偏小，流量不足而不热。

解决的办法是适当增大末端管径。有的时候：可将异程式二次管网系统改为同程式系统，这点需要仔细核算。

现象7：几栋楼、个别楼或个别单元以前热、现在不太热。

原因及解决方法：

1.当由于不热的楼或单元的阀门因故关小或闸板脱落时，要适当开大阀门或检修。

2.当由于供热管网保温脱落或供热管道泡在水中，管网热损失增大，引起不热时，要采取相应措施，降低耗热量。

3.当由于附近管段、附近楼、单元或用户安装了管道泵时。要关小管道泵或拆掉管道泵。

4.若由不热楼或单元因管网发生气塞、杂物堵塞而引起不热时，要及时排气、清通有关管段。

关键点：找出前后的差别。

如果室内温度只有5℃，一般判断其流量只有设计流量的20%以下，说明其管网严重堵塞；

如果温度在10℃左右，流量一般在设计流量的30%左右，管网流量偏小，有可能是堵塞或失调，看用户在管网的什么位置，如果处于末端，则可能是失调引起的；

如果在管网的近端，则可能是堵塞；

如果温度在15~17℃左右，流量基本达到70%左右，但是室温偏低，一般是失调引起的。

如果室温超过20℃，流量超过了50%以上，供热量多了（过量供热），电耗也上去了。

现象8：个别楼或个别单元供热以来一直不热。

原因及解决方法：

1.由于二次网或室内系统设计不合理时，要重新校核设计。

2.由于楼或单元入口阀门末全开启时，要适当开大阀门。

3.由于施工时不注意，杂物堵塞了管道时，要清除管中杂物。

4.由于管道坡度不对形成气塞时，要及时调坡度并排气。

5.由于供、回水管道互相接反时，要及时予以更正。

6.由于末进行初调节或初调节不好时，要认真的进行初调节。

现象9：整栋楼的某一环路暖气不热。

原因及解决方法：

1.可关小过热支路的阀门，开大不热支路的阀门。

2.由于不热支路管道被杂物堵塞、闸板脱落时，要找到堵塞部位并清除杂物或检修阀门。

3.由于不热支路管道形成气塞的，要采取有效措施并排气。

一旦有不热的，得形成条件反射：流量小，阀堵、物堵、气堵，关键是找到堵的地方。

阀门全堵好判断，最难判断的是掉带，也就是阀杆脱扣，堵了一半，没全堵死，可以凭旋转阀杆和听水流声音来判断。

物堵找变径处、弯头、三通、阀前、设备进口等地方。气堵一般发生在高处，有时会在流速低的地方。

现象10：整栋楼的上部暖气都不热。

原因及解决方法：

如为上供下回式，多为上部管道和上部暖气片集气；如为下供上回式，可能是上层暖气片存有空气，也可能是上部暖气片缺水。如因坡度不对而集气的，要调好坡度；集气时由集气罐或散热器放风门排气；缺水的，补至规定的水位。

整栋楼的下部暖气都不热，这种现象非常常见，一般为流量偏小。

现象11：楼内的末端立管不热。

原因及解决方法：

1.由于室内系统管道坡度不对形成气塞的，要及时调坡度并排气。排气时，需打开集气罐上的排气阀门排气，或检修自动排气阀，使其恢复正常。

2.由于管道、暖气片堵塞或结垢的，要找到堵塞、结垢部位并清除水垢或杂物。

3.由于设计管径不当的，应重新设计。

4.由于水平失调的，要调节系统各立管上的阀门，使各立管间的流量平衡。

现象12：楼内的个别立管不热。

原因及解决方法：

1.检查本立管的上、下阀门是否打开或完好。没打开的，适当开大；阀门有缺陷的，要及时检修或更换阀门。

2.由于不热立管集气时，要排除集气。

3.当立管或暖气片堵塞、结垢时，要找到堵塞、结垢部位并清除水垢或杂物。

4.当立管管径设计过小时，要更换过小的管径。

5.立管与干管的连接弧度与水流方向是否一致。

现象13：整栋楼多组散热器无规律不热。

原因及解决方法：

1.由于管道或暖气片形成气塞的，要采用措施排气。

2.由于管道或暖气片被杂物或水垢堵塞的，需找到堵塞部位并清除杂物或水垢。

3.检查不热户附近处的阀门是否打开或完好。没打开的，打开；阀门损坏的，要及时检修或更换。

这种没规律的不热只能单个解决，堵塞的可能性很大。

现象14：楼内的个别散热器不热。

原因及解决方法：

1.由于支管或暖气片堵塞、结垢时，要找到堵塞、结垢部位并清除水垢或杂物。

2.由于支管坡度不对而产生气塞的，需调整支管坡度。

3.当暖气片存气时，要通过冷风门（跑风）排气。

4.如果暖气片只热几片、上热下不热或整个暖气片热的不好时，这是由于暖气片流量不足，常因水力失调所引起。需通过对系统的综合分析和调节来加以排除。

现象15：双管系统上层过热下层不热。

原因及解决方法：

可能是由于设计时未考虑重力水头的作用、未采取相应措施，形成了垂直失调。可以将顶层散热器支管上的阀门关到最小，以下各层依次开大，底层全开。如果在每组散热器供水支管上安装恒温阀，通过调节，也可消除垂直失调。

现象16：系统充水存气造成了楼内暖气不热。

原因及解决方法：

可能是由于系统在第一次充水时，水未能自下而上缓慢进入，使系统顶层及其它部位尚存有空气，出现水“假满”现象。

停泵观察，确属不满，要彻底上满。必要时，需将系统水全部放净，再至下而上重新上水并排除全部空气。充水时要严禁从供水管上水。

现象17：楼内有的暖气片过热，有的过冷。

解决方法：

可通过关小过热暖气片支管上的阀门，开大不热暖气片支管上的阀门来解决。

现象18：单管系统上层过热下层不热。

原因及解决方法：

可能是在上层散热器计算时，末扣除管道散人房间的热量，使散热器片数比实际所需要的多。

也可能是在冷风渗透量计算时、未虑热压作用，下层计算的散热器比实际少，而上层计算的散热器比实际多。

可在上几层的立管上加装跨越管，在跨越管上安装阀门(转心门)或在散热器供水支管上安装三通调节阀，并进行适当的调节。必要时，可减少过热层的散热器片数，增加不热层的散热器片数。当然，流量小时也出现上层热下层不热现象。

现象19：双管系统上层过热下层不热。

原因及解决方法：

可能是由于设计时未考虑重力水头的作用、未采取相应措施，形成了垂直失调。

将顶层散热器支管上的阀门关到最小，以下各层依次开大，底层全开。如果在每组散热器供水支管上安装恒温阀，通过调节，也可消除垂直失调。

现象20：系统充水存气造成了楼内暖气不热。

原因及解决方法：

可能是由于系统在第一次充水时，水未能自下而上缓慢进入，使系统顶层及其它部位尚存有空气，出现水“假满”现象。

停泵观察，确属不满，要彻底上满。必要时，需将系统水全部放净，再至下而上重新上水并排除全部空气。充水时要严禁从供水管上水。

现象21：用户私自改造后造成了暖气不热。

原因及解决方法：

因用户室内系统私改滥接、擅自移动散热器、增加片数、组数，安装使用热宝、换热器等，造成了系统水力失调、流量不足，使自家或他家暖气不热。

确须改造供暖系统时，一定要经过设计计算并需经过供热单位的审批后，方可进行。

对于私接或私改室内系统，造成不热的，理论上可以不管，但是很难做到，室内装修时一般都会改造暖气，并且改造的五花八门，单独加小泵的、暖气片数加倍、暖气片改地暖的等等，一旦其他用户不热还无法辨别原因，尤其是县级城市的供热，这种现象普遍存在！

现象22：用户将挂暖私自改造为地暖后造成了自家或他家室温低。

因地暖比挂暖系统的阻力大，造成流量不足而使自家暖气不热；如果再私自安装管道泵，自家的暖气热了，很可能使其它未改用户的暖气不热。所以，挂暖改地暖时一定要慎重。

现象23：用户将地暖私自改造为挂暖后造成了自家室温偏低。

由于地暖比挂暖的供、回水运行温度低，地暖改挂暖后，致使散热器的散热量不足，造成自家室温偏低。所以，地暖改挂暖时，也一定要慎重。

现象24：用户因不热放水或私自安水嘴、阀门和热宝取用系热宝取用系统中的热水后，造成系统缺水。

原因及解决方法：

为了保持系统的正常水压，就必须补冷水，冷水补多时，系统水温就下降，使暖气不热。放水严重时，会使系统严重缺水、水压大幅下降，造成系统的被迫停运，使暖气不热。

如因暖气不热而放水的，要查明暖气不热的原因并解决不热的问题后，热用户就不会再放水。

否则，很可能形成，不热——放水——更不热的恶性循环。如因用户私自取用系统中的热水，致使暖气不热的，可将原集气罐的手动排水阀改为自动排气阀，使用户不能放水。

如用户安装了放水阀门或水嘴等，均应拆除；同时要加强管理、做好宣教工作；对恶意私自取、放热水者，要依法给予惩处。

放水，这是困扰供水行业的一个古老话题！

现象25：系统经常缺水造成的暖气不热。

原因及解决方法：

1.定压不合理或补水不及时，会造成系统经常缺水、存气。

解决方法：按要求提高定压值或改变定压点；补水不及时的，要及时补水。

2.除污器堵塞后阻力增大，会使水泵吸入口形成负压，空气不断由水泵盘根等处吸入，使系统形成气塞，造成暖气不热。

解决方法：要经常检查除污器两边的压力表，当压差超过正常值时，要及时清除除污器中的杂物。

3.若因年久失修而造成管道跑、冒、滴、漏，使系统缺水、集气，或补凉水太多使循环水温度下降，而造成暖气不热的，要及时检修、更换管道。

现象26：室内垂直单菅顺流式系统在分户改造后出现上层不太热、下层过热，每户的第一组暖气热，越往后越不热。

原因及注意事项：

有的“分户改造”的做法是：原既有居住建筑室内垂直单管顺流式系统散热器的数量和位置不变，将原有的室内管道全拆除，在楼梯间安装共用立管 (二管异程或三管同程的供、回水立管)，在入户供、回水管上安装锁闭阀，室内改为单管水平串联。

由于这种改法破坏了原设计的热负荷计算、水力计算和散热器计算，普遍造成了下热上不热，每户第一组散热器热，以后各组越来越不热的后果。

当改变了现在普遍采用的“大流量、小温差”不经济运行的方式后，热与不热的差别将更加明显。

所以，《供热计量技术规程》强调：既有居住建筑的室内垂直单管顺流式系统不宜、不建议和不强推共用立管的分户独立循环系统。

如须按这种改法进行分户改造时，改前必须经过认真设计计算，并严格按图施工。

现象27：暖气表面温度很高，但室内温度达不到要求。

原因及解决方法：

1.当暖气片数设计或安装比所需的少时，要按校核后所需的片数进行安装；

2.当房屋的保温性能差时，要加强房屋的保温性能；

3.房屋装修时，如果暖气设罩，将会影响散热效果，要采用取罩或加强热对流的有效措施来加以解决；

4.当暖气表面有遮盖物时，热对流不能充分进行，要取掉表面的遮盖物；

5.当室外平均气温持续低于所规定的各地、市采暖设计室外计算温度时，室内温度也会下降，这是设计规范所容许的。

来源：硕人时代

松原市内大管径热网施工组织设计比较容易，地下水位比较低，简单的排水设施可以解决干槽作业，安全保障设施容易做到位；下一步大管径长输热网施工组织设计困难重重，长输热网红线，稻田地和江边，地势低地下水丰富，野外施工，要到寒冬季节才能通行开挖施工设备，管道运输车辆；地下水丰富意味着管槽施工作业面，工作坑排水困难，管槽安全维护设施要求高，冬季（零下20℃）预制直埋式保温管直埋敷设保温管工作管焊接难度大（钢管焊接要求5℃以上），不能保证管槽全程干槽作业，首先预制直埋式保温管直埋敷设工作钢管无法焊接；施焊以后，焊口探伤验收需要时间，焊接验收合格，再进行预制直埋式保温管电热熔套接头保温，此期间管槽都确保干槽，利用集水井及时排除槽底地下水；施工段无论是有补偿直埋敷设还是预应力无补偿直埋敷设，敞槽距离都要大于2倍摩擦长度，基本就是500米；在地下水丰富的地区，长时间保证管槽干槽困难增大，费用增高；如果在预制直埋式保温管接头保温钱，管槽有水，预制直埋式保温管端部聚氨酯硬质泡沫泡水（聚氨酯硬质泡沫闭孔率90%），预制直埋式保温管直埋敷设热网运行，聚氨酯硬质泡沫含水汽化，水汽化体积增大2240倍，破坏预制直埋式保温管接头保温，地下水进入接头保温聚氨酯硬质泡沫，聚氨酯硬质泡沫水解碳化；预制直埋式保温管直埋敷设接头保温处地下水负离子浓度升高，预制直埋式保温管工作钢管加速腐蚀，热网爆管。

DN500市区供热10公里热网更新方案：

保温管选择：

预制直埋式保温管

预制保温球墨铸铁保温管

管网设计优化：

钢柔结合。

热网折角处一个摩擦段长度采用预制直埋式保温管无补偿直埋敷设，锚固点加设固定支架（允许保温管轴向位移6mm）；预制直埋式保温管直埋敷设要求，管底回填砂100mm，胸腔回填砂（夯实），管顶回填砂100mm，建立稳定的摩擦段，折角处（弯头）回填砂，吸收预制直埋式保温管直埋敷设自由段的轴向位移量；锚固点处，加设固定支架，固定支架后，保温管采用预制保温球墨铸铁保温管，预制保温球墨铸铁保温管直埋敷设段，利用柔性接头自补偿的原理，预制保温球墨铸铁保温管自补偿，每个接头的补偿量计算。

热网参数：

运行温度125℃。

施工温度15℃。

介质压力2.5Mpa。

自补偿预制保温球墨铸铁长度6米。

每只预制保温球墨铸铁保温管接头处补偿量ΔL：

ΔL＝σ×ΔT×6

＝0.011×（125－15）×6=7.26（mm）

预制保温球墨铸铁保温管接头保温，保温材料选用耐高温弹性微孔材料；外防水采用弹性橡胶套。

弹性橡胶套弹性范围在400%以内，计算弹性橡胶套工作时的弹性变化。

弹性橡胶套两端不锈钢打包袋距离200mm，计算橡胶套弹性变形。

ξ＝7.26÷200×100=3.63%。

橡胶套弹性变形，比橡胶套物理特性比。

ζ＝400÷3.63=110。

橡胶套弹性物理特性比橡胶套使用场景，大110倍，预制保温球墨铸铁保温管橡胶套弹性接头保温完全满足预制保温球墨铸铁保温管预期寿命52年的密封防水技术条件。

热网安装优势和热网投资比较另见《保温管科技》，其中有预制直埋式保温管直埋敷设施工组织设计，预制保温球墨铸铁保温管直埋敷设施工组织设计；预制直埋式保温管直埋敷设和预制保温球墨铸铁保温管直埋敷设工程投资优化。

另：预制保温球墨铸铁保温管柔性接头保温加强，用热缩套加强密封，热缩套长度，大于接头密封橡胶套长度200mm，热缩套通过热风热缩两端150mm，重复密封预制保温球墨铸铁保温管外护管和橡胶套搭口处，确保预制保温球墨铸铁保温管直埋敷设接头保温处52年不漏气；从使用场景侧，预制保温球墨铸铁保温管外护管材料为管道级高密度聚乙烯，橡胶套为有机材料，热缩带为有机材料（碳氢链），都具备抗酸碱盐腐蚀的特性，在直埋敷设场景地下饱和含水的场景，高密度聚乙烯外护管，接头保温密封橡胶套，接头保温热缩套使用寿命，均能达到设计寿命52年。

附二网更新方案：

城市二次网集中供热用保温管选项，DN250以下用PERTⅡ型保温管，DN300以上用无缝钢管保温管或自锚式自补偿预制保温球墨铸铁保温管，无缝钢管比普通钢管耐腐蚀，为解决预制保温球墨铸铁保温管直埋敷设的盲板力，二次网直管段长度大于500米，折角和阀门两端一个摩擦长度部分用自锚式自补偿预制保温球墨铸铁保温管，使其成为连续管段，传递土壤摩擦力，在一个摩擦长度处形成锚固点，其它锚固段部分使用普通预制保温球墨铸铁保温管，是非连续管段；折角处或阀门两端一个摩擦长度段也可以用预制直埋式保温管（工作管为焊接焊钢管或无缝管）提供土壤摩擦力抵消盲板力，管网形成预制直埋式保温管和预制保温球墨铸铁保温管的钢柔结合的管系。

之所以尽可能的采用PERTⅡ型保温管和预制保温球墨铸铁保温管直埋敷设，是解决供热管网耐腐蚀的痼疾。

在预制保温球墨铸铁保温管工作管不做内防腐时，球墨铸铁管耐腐蚀寿命比预制直埋式保温管工作钢管寿命长2.5倍，PERTⅡ型保温管工作管，耐酸碱盐腐蚀。

摩擦长度计算，是热网工作最高温度时热网零位移，工作管产生的最大轴向热应力和一个摩擦长度产生的土壤（回填砂）摩擦力相等时的长度。

单位长度摩擦力F

F＝（（（1＋K₀）×π/2）×D×σ＋G－（π×D²/4）×ρ×g）。

由单位长度摩擦力×摩擦长度＝最大轴向热应力公式，计算出摩擦长度Lf。

在一个摩擦长度内，使用预制直埋式保温管或自锚式自补偿预制保温球墨铸铁保温管。

其它直线管段，使用预制保温球墨铸铁保温管直埋敷设。

预制直埋式保温管与预制保温球墨铸铁保温管连接，用预制保温承套柔性连接。

城市二次网集中供热用保温管选项，DN250以下用PERTⅡ型保温管，DN300以上用无缝钢管保温管或自锚式自补偿预制保温球墨铸铁保温管，无缝钢管比普通钢管耐腐蚀，为解决预制保温球墨铸铁保温管直埋敷设的盲板力，二次网直管段长度大于500米，折角和阀门两端一个摩擦长度部分用自锚式自补偿预制保温球墨铸铁保温管，使其成为连续管段，传递土壤摩擦力，在一个摩擦长度处形成锚固点，其它锚固段部分使用普通预制保温球墨铸铁保温管，是非连续管段；折角处或阀门两端一个摩擦长度段也可以用预制直埋式保温管（工作管为焊接焊钢管或无缝管）提供土壤摩擦力抵消盲板力，管网形成预制直埋式保温管和预制保温球墨铸铁保温管的钢柔结合的管系。

之所以尽可能的采用PERTⅡ型保温管和预制保温球墨铸铁保温管直埋敷设，是解决供热管网耐腐蚀的痼疾。

在预制保温球墨铸铁保温管工作管不做内防腐时，球墨铸铁管耐腐蚀寿命比预制直埋式保温管工作钢管寿命长2.5倍，PERTⅡ型保温管工作管，耐酸碱盐腐蚀。

摩擦长度计算，是热网工作最高温度时热网零位移，工作管产生的最大轴向热应力和一个摩擦长度产生的土壤（回填砂）摩擦力相等时的长度。

单位长度摩擦力F

F＝（（（1＋K₀）×π/2）×D×σ＋G－（π×D²/4）×ρ×g）。

由单位长度摩擦力×摩擦长度＝最大轴向热应力公式，计算出摩擦长度Lf。

在一个摩擦长度内，使用预制直埋式保温管或自锚式自补偿预制保温球墨铸铁保温管。

其它直线管段，使用预制保温球墨铸铁保温管直埋敷设。

预制直埋式保温管与预制保温球墨铸铁保温管连接，用预制保温承套柔性连接。

保证国有资产保值增值，是投入产出的经济平衡，国家不是印钞机。

碳达峰碳中和低碳零碳，是经济社会发展过程中一个保护人类赖以生存环境的目标。

历史上不存在零碳，人类社会离不开碳元素的参与，动物需要蛋白质，植物动物蛋白产生离不开碳以各种形态的转化，转移碳元素的媒体就是碳氧化物（CO₂）。

不要用零碳绑架经济发展！

集中供热大管径长输热网，利用大温差技术，节约部分管材成本，增加大量换热机组和相应设备，大温差长输项目总得投资，远远超出正常长输热网投资，大温差长输热网项目，全寿命周期，只有投入没有经济回报，致使低碳节能的供热项目搁浅。

用排除法进行热力管道选择，最终比较的结果，是选择保温管工艺和材质的依据。

第一部分保温管结构选择：

大管径长输热网保温层设计。

大管径长输热网，设计到材料投资，供水温度高，回水温度低，能量密度和传热不一样，供回水对保温层厚度设计有差别；利用预制直埋式保温管管中管设计，涉及到预制直埋式保温管外护管外径不同，要针对不同保温厚度进行开模，热网参数不一致，开模数量大，费用高；如果采用喷涂缠绕保温管，保温厚度和外护管外径可调。

第二部分大管径长输热网预制直埋式保温管直埋敷设和预制保温球墨铸铁自补偿直埋敷设材料选择：

（一）材料

大口径长输热网，保温管选择：

1.预制直埋式保温管

2.预制保温球墨铸铁保温管

（二）减阻防腐

1.预制直埋式保温管工作钢管防腐减阻，目前还没有有效的涂层解决工作钢管的内防腐内减阻。

钢管热膨胀系数是12×10⁻⁶m/m•℃；聚氨酯硬质泡沫热膨胀系数是180×10⁻⁶m／m•℃；高密度聚乙烯外护管热膨胀系数是220×10⁻⁶m/m•℃。

预制直埋式保温管直埋敷设管网运行，自由端工作钢管和防腐减阻涂层线胀系数不一致，防腐层剥离！

2.预制保温球墨铸铁保温管工作管内壁，离心喷涂无机防腐减阻涂层，无机涂层和球墨铸铁管线胀系数一致，有效做到内防腐减阻。

附：预制直埋式保温管工作钢管内防腐探讨：

解决预制直埋式保温管内减阻内防腐是一个复杂的过程，通过大量实验筛选工作钢管的内涂层。

实验就是试错，前提是要了解涂层在特定条件和场景下的机械强度，线胀系数，剥离强度，长期湿热老化条件下的机械寿命和长期机械性能。

供热管网工作钢管，介质温度变化工作钢管位移，和涂层位移量的同步性！

有机（防腐油漆）涂层，涂刷时油漆含轻组分，成模过程是轻组分挥发，油漆实现表干和实干，整个过程都是轻组分挥发，涂层有针孔！在热力管网充水，水分子通过针孔渗透到工作钢管内表面，水分子中O₂和钢管表面Fe分子发生反应产生Fe₂O₃，腐蚀增加，剥离有机涂层，造成涂错脱落。

预制直埋式保温管直埋敷设管网升温，工作钢管产生位移，钢管线胀系数小于有机涂层线胀系数近百倍，涂错强度和剥离强度不能满足二者的剥离强度，有机涂错从工作钢管内壁剥离！

目前唯一的做预制直埋式保温管直埋敷设管网工作钢管有机内涂层的长输热网，热网运行内涂层玻璃，剥离的油漆堵塞除污器！

球墨铸铁保温管球墨铸铁管内壁粗糙，离心涂敷无机涂层，无机涂层线胀系数和球墨铸铁管线胀系数一致，球墨铸铁粗糙的内壁和一定厚度的无机涂错剥离强度，满足工作管和涂层的热应变不离鼓脱落，彻底解决了热网内减阻内防腐。预制保温球墨铸铁保温管，球墨铸铁管比钢管的耐腐蚀高2.5倍，球墨铸铁管内防腐赋能，工作管内壁不产生化学腐蚀，电化学腐蚀（详细见《保温管科技》），CO₂腐蚀，微生物腐蚀，应力腐蚀（见《保温管科技》），在预制保温球墨铸铁保温管工作管和供热企业隔离的场景下，单就工作管而言，预期寿命不小于70年，球墨铸铁工作钢管内壁不腐蚀不结垢。减小介质流动比摩阻，降低热网运行的能耗！

（三）直埋敷设补偿方式

1.预制直埋式保温管直埋敷设方式，分有补偿直埋敷设和无补偿直埋敷设，有补偿直埋敷设补偿器失稳爆管，加设补偿器和固定支墩工程造价提高30%；无补偿直埋敷设，包括预应力无补偿直埋敷设，施工周期长，预应力费用高，一次性补偿器无补偿直埋敷设，比较经济。

预制保温球墨铸铁保温管自补偿直埋敷设，施工周期短，施工环境要求比较低。

（四）长期机械性能

1.预制直埋式保温管直埋敷设管网预期寿命30年。

2.预制保温球墨铸铁保温管直埋敷设管网预期寿命不小于50年。

（五）施工组织设计

1.预制直埋式保温管直埋敷设施工周期长，施工环境及保护措施要求苛刻。

2.预制保温球墨铸铁保温管直埋敷设，因为施工周期短，对施工环境可以及时人工干预，总体施工费用低。

（六）投资经济分析

仅大口径长输热网工程总投资，从开槽降地下水，维护设施，施工组织设计，节约原材料及辅料，一次性热网建设投资持平，热网全周期寿命，预制保温球墨铸铁保温管直埋敷设管网比预制直埋式保温管直埋敷设管网长将近一倍。

今年走访了十一个省，这些采暖省份的供热设施堪忧，居民采暖很难另用户满意。

1.城镇集中供热外网（一次网）存在的问题突出，集中表现在外网设计不合理，热网运行时，输送热水温度变化预制直埋式保温管直埋敷设工作管轴向热应力变化造成爆管，预制直埋式保温管直埋敷设有补偿直埋敷设补偿器失效热网爆管，预制直埋式保温管直埋敷设热网工作管内壁化学腐蚀，电化学腐蚀，微生物腐蚀，电化学腐蚀造成工作管壁厚减薄工作管承受不住轴向热应力爆管；预制直埋式保温管直埋敷设保温管造假保温管爆管，预制直埋式保温管外护管采用假管道级高密度聚乙烯，外护管开裂，地下水水解聚氨酯硬质泡沫，预制直埋式保温管直埋敷设接头保温漏水，原因是接头套袖造假，接头保温漏水，地下水水解碳化聚氨酯硬质泡沫，保温管周围地下水负离子浓度升高，工作管加速腐蚀工作管外壁造成工作管爆管，在近期采暖省份热网试水热网爆管开始显现。

2.部分省份供热管网直接用没有保温防腐的钢管输送热水，城镇地下水本身负离子浓度高，输送的热水不进行降低离子浓度，管道外部地下水负离子浓度高，加之输送热水将供热管道周围地下水升温，在负离子浓度高，温度高的情况下，加速化学腐蚀，电化学腐蚀，微生物腐蚀，轴向热应力腐蚀，造成热网爆管。

3.一次性和二次网，尤其是二次网阀门井除污器失效，二次网杂质进入户内采暖系统，堵塞户内采暖设施（户内采暖管，采暖设备），加之户内采暖设施偷工减料，造成户内采暖设施堵塞，采暖期不能采暖。

4.总结下来，集中供热设计参次不齐，预制直埋式保温管直埋敷设保温管以次充好，预制直埋式保温管直埋敷设施工组织设计几乎不会，全过程施工监理脱管（监理也二了八蛋），供热企业失察（全国供热企业从业人员中，工程技术人员占比万分之五，还集中在设计院和电厂），供热企业管理水平低下。

预制保温球墨铸铁保温管接头保温计算：

预制保温球墨铸铁保温管直径DN1800。

安装温度：15℃。

长输热网运行设计压力2.5Mpa。

热网设计运行温度：125℃。

自补偿预制保温球墨铸铁长度（补偿长度）：8.15m。

计算预制保温球墨铸铁保温管接头保温位移量。

ΔL＝α×ΔT×L

＝0.011×（125－15）×8.15=9.8615（mm）。

外套管用橡胶套弹性密封，保温材料用耐高温发泡橡胶密封材料。

弹性密封橡胶套了伸缩长度300mm。

橡胶套弹性伸长率：

ξ＝9.8615÷300×100=3.28%。

弹性橡胶套长期机械性能。

伸长率≥400%。

满足预制保温球墨铸铁保温管接头保温外套密封。

附加密封材料，热缩套加强弹性密封，热缩套弹性伸长率大于50%。

弹性橡胶套长期机械性能和热缩套长期机械性能，远远大于预制保温球墨铸铁保温管直埋敷设时保温管运行时的补偿量需求。

1986年引进预制直埋式保温管生产线，同时也引进了预制直埋式保温管产品标准和预制保温管件标准和预制保温阀门标准，标准号CEN Pr EN253，EN480，EN488，有了详细的产品标准，后期在此基础上，非等效采标发布行标、部标、国标。

预制保温固定支架各标准一致，是钢管焊接推力法兰（推力不同可以设轴向推力加强筋板），在推力法兰焊接和高密度聚乙烯外护管紧密配合的连接套管，套管和推力法兰满焊密封，高密度聚乙烯外护管和钢制连接套管承插密封，承插深度200mm，高密度聚乙烯外护管和连接套管用热缩带加固定片热缩密封，也可以用热缩套直接热缩密封，热缩带或热缩套宽度（径向长度）400mm，两端各搭接200mm，最后裸露的钢连接套，用专用防腐涂料防护连接钢制套管，然后固定支架工作管和高密度聚乙烯外护管之间浇注聚氨酯，聚氨酯硬质泡沫密度大于60kg/m³，固定支架是预制的一个整体，杜绝任何位置的地下水渗漏到聚氨酯硬质泡沫保温层。

现场制作固定支架，必须按照国标制作，做到100%放渗漏！

现场制作固定支架，不焊接连接套管，用高密度聚乙烯外护管直接怼钢制推力法兰，没有密封条件，固定支架高密度聚乙烯外护管和推力法兰处漏水，聚氨酯硬质泡沫接头保温时，没有密封空间，聚氨酯自由发泡，聚氨酯硬质泡沫密度也仅仅32kg/m³—34kg/m³，即便高密度聚乙烯外护管和推力法兰处不漏水，聚氨酯硬质泡沫在100℃热网运行时也碳化，保温失效，聚氨酯硬质泡沫水解碳化，工作管腐蚀爆管！

在80年代，既有欧洲标准，也有行业标准的前提下，一个地区出台地方标准，比以下的图片还不堪！

热力设计院，保温管制造企业，热用户，预制直埋式保温管直埋敷设施工组织设计单位，工程监理公司，都是在一个猪槽子吃屎！

大管径长输热网预制直埋式保温管直埋敷设和预制保温球墨铸铁自补偿直埋敷设。

（一）材料

大口径长输热网，保温管选择：

1.预制直埋式保温管

2.预制保温球墨铸铁保温管

（二）减阻防腐

1.预制直埋式保温管工作钢管防腐减阻，目前还没有有效的涂层解决工作钢管的内防腐内减阻。

钢管热膨胀系数是12×10⁻⁶m/m•℃；聚氨酯硬质泡沫热膨胀系数是180×10⁻⁶m／m•℃；高密度聚乙烯外护管热膨胀系数是220×10⁻⁶m/m•℃。

预制直埋式保温管直埋敷设管网运行，自由端工作钢管和防腐减阻涂层线胀系数不一致，防腐层剥离！

2.预制保温球墨铸铁保温管工作管内壁，离心喷涂无机防腐减阻涂层，无机涂层和球墨铸铁管线胀系数一致，有效做到内防腐减阻。

附：预制直埋式保温管工作钢管内防腐探讨：

解决预制直埋式保温管内减阻内防腐是一个复杂的过程，通过大量实验筛选工作钢管的内涂层。

实验就是试错，前提是要了解涂层在特定条件和场景下的机械强度，线胀系数，剥离强度，长期湿热老化条件下的机械寿命和长期机械性能。

供热管网工作钢管，介质温度变化工作钢管位移，和涂层位移量的同步性！

有机（防腐油漆）涂层，涂刷时油漆含轻组分，成模过程是轻组分挥发，油漆实现表干和实干，整个过程都是轻组分挥发，涂层有针孔！在热力管网充水，水分子通过针孔渗透到工作钢管内表面，水分子中O₂和钢管表面Fe分子发生反应产生Fe₂O₃，腐蚀增加，剥离有机涂层，造成涂错脱落。

预制直埋式保温管直埋敷设管网升温，工作钢管产生位移，钢管线胀系数小于有机涂层线胀系数近百倍，涂错强度和剥离强度不能满足二者的剥离强度，有机涂错从工作钢管内壁剥离！

目前唯一的做预制直埋式保温管直埋敷设管网工作钢管有机内涂层的长输热网，热网运行内涂层玻璃，剥离的油漆堵塞除污器！

球墨铸铁保温管球墨铸铁管内壁粗糙，离心涂敷无机涂层，无机涂层线胀系数和球墨铸铁管线胀系数一致，球墨铸铁粗糙的内壁和一定厚度的无机涂错剥离强度，满足工作管和涂层的热应变不离鼓脱落，彻底解决了热网内减阻内防腐。预制保温球墨铸铁保温管，球墨铸铁管比钢管的耐腐蚀高2.5倍，球墨铸铁管内防腐赋能，工作管内壁不产生化学腐蚀，电化学腐蚀（详细见《保温管科技》），CO₂腐蚀，微生物腐蚀，应力腐蚀（见《保温管科技》），在预制保温球墨铸铁保温管工作管和供热企业隔离的场景下，单就工作管而言，预期寿命不小于70年，球墨铸铁工作钢管内壁不腐蚀不结垢。减小介质流动比摩阻，降低热网运行的能耗！

（三）直埋敷设补偿方式

1.预制直埋式保温管直埋敷设方式，分有补偿直埋敷设和无补偿直埋敷设，有补偿直埋敷设补偿器失稳爆管，加设补偿器和固定支墩工程造价提高30%；无补偿直埋敷设，包括预应力无补偿直埋敷设，施工周期长，预应力费用高，一次性补偿器无补偿直埋敷设，比较经济。

预制保温球墨铸铁保温管自补偿直埋敷设，施工周期短，施工环境要求比较低。

（四）长期机械性能

1.预制直埋式保温管直埋敷设管网预期寿命30年。

2.预制保温球墨铸铁保温管直埋敷设管网预期寿命不小于50年。

（五）施工组织设计

1.预制直埋式保温管直埋敷设施工周期长，施工环境及保护措施要求苛刻。

2.预制保温球墨铸铁保温管直埋敷设，因为施工周期短，对施工环境可以及时人工干预，总体施工费用低。

（六）投资经济分析

仅大口径长输热网工程总投资，从开槽降地下水，维护设施，施工组织设计，节约原材料及辅料，一次性热网建设投资持平，热网全周期寿命，预制保温球墨铸铁保温管直埋敷设管网比预制直埋式保温管直埋敷设管网长将近一倍。

预制直埋式保温管直埋敷设和自锚式自补偿承插接头球墨铸铁保温管直埋敷设在长输热网设计和直埋敷设的区别：

设计基础

摩擦力和摩擦长度计算及应力计算：

保温管与土壤之间单位长度摩擦力计算

F=μ（（1－K₀）/2×π×Dc×σ＋G－Dc²×ρ×g）

K₀=1－sinθ

F：单位长度摩擦力

μ：摩擦系数

Dc：外护管外径

σ：管道中心线处土壤应力

G：包括介质在内的保温管单位长度自重

ρ：土密度

g：重力加速度

K₀：土壤静压力系数

θ：回填土内摩擦角

H：管道中心线覆土深度

当管中心线位于地下水位以上时的土壤应力

σ=ρ×g×H

当管道中心线位于地下水位以下时的土壤应力

σ=ρ×g×Hw＋ρ₁×g（H－Hw）

ρ₁：地下水位线以下土壤有效密度

Hw：地下水位线深度

管道径向位移时，土壤横向压缩反力系数根据当地土壤情况实测数据。

钢材的许用应力

［σ］=σb/3

［σ］=σs/1.5

取两个公式中的最小值。

通过上面公式，计算摩擦长度，锚固点，锚固段。

摩擦长度计算

Fm=F×Lf

Lf：摩擦长度

当摩擦力和预制直埋式保温管直埋敷设工作管的轴向力相等时，为锚固点，锚固点以后为锚固段。

1.预制直埋式保温管直埋敷设重点

计算摩擦长度

如果温差在80℃以内，预制直埋式保温管锚固段直埋敷设可以采取冷安装无补偿直埋敷设，温差大于80℃时（通过应力计算，可以改变壁厚和材质，确定温度），可以采用预应力无补偿直埋敷设和一次性补偿器无补偿直埋敷设。

2.自锚式自补偿承插接头球墨铸铁保温管直埋敷设

计算摩擦长度，在摩擦长度内，为解决盲板力的推力，可以用自锚式承插接头球墨铸铁保温管，此段的的球墨铸铁保温管是连续管系，也可以用预制直埋式保温管。

锚固段，直接用自补偿承插接头球墨铸铁保温管，不用预应力无补偿直埋敷设和一次性补偿器无补偿直埋敷设，没有补偿器和固定支墩。

3.两种保温管直埋敷设的区别

预制直埋式保温管直埋敷设，对还槽的要求，管底回填砂垫层，胸腔还砂垫层，顶部还砂垫层，保障摩擦系数稳定。预应力无补偿直埋敷设，要长距离敞槽施工，设施费用不确定并且费用高。

自锚式自补偿承插接头球墨铸铁保温管直埋敷设，自由段管道施工组织设计，按照预制直埋式保温管直埋敷设施工组织设计，锚固段施工组织设计，因为自补偿承插接头球墨铸铁保温管不需要传递摩擦力，可以素土还槽，节约还槽成本，不需要长距离敞槽施工，节约设施费用。

4.两种保温管直埋敷设配套设备的要求

预制直埋式保温管直埋敷设，管路管件都处于热应力作用的范围内，管件都要做轴向热应力的补强。

自补偿承插接头球墨铸铁保温管，锚固段的保温管，轴向热应力几乎为零，管件部分对补强的要求降低，特别是阀门部分，因为没有了轴向热应力，阀体要求降低，安装方式更简单！

5.长输热网小角度变化对主材的要求

预制直埋式保温管直埋敷设管网小角度转角，要采用小角度煨弯，热网长输，随路由变化，热网小角度折弯较多，材料费用高。

自补偿承插接头球墨铸铁保温管，柔性接头，可以利用柔性接头的1度～3度的转角实现小角度转角的直管连接，在穿越障碍时，同样采用小角度转角直管连接。

全国预制直埋式保温管直埋敷设管网爆管，80%以上，是保温管接头保温惹的祸！

预制直埋式保温管直埋敷设，接头保温要用电热熔套接头保温，不能用铁丝捆扎“皮子”！

预制直埋式保温管直埋敷设，接头保温电热熔套与外护管焊接，要做气密试验，压力0.03Mpa，保压10分钟，用表面张力大的液体涂抹焊缝，不冒泡为合格。

预制直埋式保温管直埋敷设，接头保温除了用电热熔套接头保温，还要用热缩带加固定片加强密封预制直埋式保温管外护管搭接焊口。

铁丝捆扎“皮子”，预制直埋式保温管直埋敷设接头保温漏水，聚氨酯硬质泡沫水解碳化，地下水离子浓度升高，腐蚀工作钢管，热网爆管。

预制直埋式保温管直埋敷设，接头保温用铁丝“皮子”捆扎，聚氨酯硬质泡沫密度仅仅32kg/m³—34kg/m³，热网运行，聚氨酯硬质泡沫碳化，首先失去保温效果，其次破坏预制直埋式保温管直埋敷设保温管接头保温，接头保温处负离子浓度高的地下水腐蚀工作钢管，热网爆管！

大管径长输热网保温管选择：

大管径长输热网设计参数，运行温度125℃，压力2.5Mpa，施工温度25℃，管径DN1200。

1.预制直埋式保温管有补偿直埋敷设。

预制直埋式保温管有补偿直埋敷设，设置补偿器，补偿器选用补偿量250mm（补偿量可选）。

预制直埋式保温管单位长度伸长量ΔL计算：

ΔL＝ΔT×α

＝（125－25）×0.012=1.2（mm/m）

补偿器间距L计算

L＝250÷1.2=208（m）

有补偿直埋敷设，208米管网，设一组补偿器，设一组固定支墩。

隐患，补偿器失效爆管。

2.预制直埋式保温管预应力无补偿直埋敷设。

预制直埋式保温管预应力直埋敷设管网，供回水敞槽预热，敞槽预热距离不小于600米，预热温度计算：

T＝（125－25）/2＋25=75℃。

热网焊接完成，供回水电预热，预热温度75℃。

600米预制直埋式保温管直埋敷设管网预热伸长量：

ΔL＝T×α×L

＝75×0.012×600=540（mm）。

考虑还槽后两端半个摩擦长度回缩，预热伸长量增加60－80mm，预热温度增加。

DN1200预制直埋式保温管直埋敷设管网预热费用，每公里增加30万元。

3.预制直埋式保温管一次性补偿器无补偿直埋敷设。

预制直埋式保温管一次性补偿器无补偿直埋敷设，在供水管设置一次性补偿器。

假设一次性补偿器补偿量250mm，设置一次性补偿器间距计算。

预制直埋式保温管预应力无补偿直埋敷设，原理是热网运行工作管产生的轴向热应力（压力）等于停热以后工作钢管的轴向热应力相等。

供热时运行温度125℃，停热以后预制直埋式保温管直埋敷设覆土1200mm的地温10℃。

平均温度计算：

T＝（125－10）/2=57.5℃。

运行时预制直埋式保温管单位长度位移量计算：

ΔL＝（125－57.5）×0.012=0.81（mm）。

预制直埋式保温管一次性补偿器无补偿直埋敷设，一次性补偿器间距计算：

L＝250/0.81=308米。

预制直埋式保温管一次性补偿器无补偿直埋敷设，每308米，供水管设计一个一次性补偿器，设临时井室，供热运行以后，观察预制直埋式保温管一次性补偿器无补偿直埋敷设工作管伸长量，达到伸长量250mm，焊死一次性补偿器，补偿器保温，回填一次性补偿器临时井室。

备注：预制直埋式保温管直埋敷设，都需要控制预制直埋式保温管位移方向，需要稳定的预制直埋式保温管与回填材料的摩擦系数，所以预制直埋式保温管直埋敷设，管底要有100mm的砂垫层，预制直埋式保温管胸腔回填砂1370mm，管顶回填砂100mm。

4.预制保温球墨铸铁保温管自补偿直埋敷设。

预制保温球墨铸铁保温管直埋敷设，管系是工作管非连续管系，管与管是柔性密封连接，连接处具有补偿作用，单管（长度8.15m）位移量为：

ΔL＝L×α

＝8.15×0.011=0.09（mm）。

柔性连接管系，不需要补偿器，预制保温球墨铸铁保温管柔性接头自补偿。

非连续管系，每个柔性接头自补偿，不需要传递摩擦力，不需要温度的摩擦系数，回填管沟用素土即可，节约回填砂。

5.经济性分析。

热网投资分析：

5.1预制直埋式保温管有补偿直埋敷设，补偿器，固定墩，回填砂，三项总和，增加费用25%。

5.2预制直埋式保温管预应力无补偿直埋敷设，电预热费用，回填砂费用，两项总和增加15%。

5.3预制直埋式保温管一次性补偿器无补偿直埋敷设，一次性补偿器，回填砂，两项总和增加10%。

5.3预制保温球墨铸铁保温管直埋敷设，不需要传递摩擦力，自补偿直埋敷设，球墨铸铁管壁厚低于钢管厚度，总体预制保温球墨铸铁保温管和预制直埋式保温管单价持平。

预制保温球墨铸铁保温管直埋敷设，不需要补偿器，不需要电预热，不需要一次性补偿器，不需要回填砂，工程总造价节约10%～25%。

另外预制保温球墨铸铁保温管直埋敷设，柔性自补偿接口，可以1℃～2℃偏转，预制直埋式保温管直埋敷设，热网有走向变化，直线段不允许有偏转角，产生偏转角，必须用热煨弯管过渡，节奏大量管件费用。

6.热网运维费用分析。

6.1预制直埋式保温管有补偿直埋敷设，开始第二年补偿器维修，十年以内补偿器失效更换补偿器。

6.2预制直埋式保温管热应力无补偿直埋敷设，预制直埋式保温管一次性补偿器无补偿直埋敷设，工作钢管化学腐蚀，电化学腐蚀，微生物腐蚀，热应力腐蚀，30年热网爆管，更换管网。

6.3预制保温球墨铸铁保温管直埋敷设，工作管内防腐内减阻，工作管没有化学腐蚀，电化学腐蚀，微生物腐蚀，热应力腐蚀，预制保温球墨铸铁保温管直埋敷设管网，寿命52年，运维费用为零。

7.热网预期寿命分析。

预制直埋式保温管直埋敷设管网，有补偿直埋敷设管网，预期寿命不大于10年（补偿器失效）；一次性补偿器无补偿直埋敷设和预应力无补偿直埋敷设，预期寿命30年；预制保温球墨铸铁保温管直埋敷设管网，预期寿命52年（参阅《保温管科技》）。

8.热网运行费用比较

8.1预制直埋式保温管直埋敷设管网，工作钢管内腐蚀结垢，比摩阻增加，每采暖期递增热网运行费用，流通截面积减小，同样增加运行费用。

8.2预制保温球墨铸铁保温管直埋敷设管网，球墨铸铁工作管，内减阻内防腐，比摩阻比工作钢管小2.5倍，球墨铸铁管内壁无机防腐涂层，不生锈不结垢，流通截面积不减少，减少后期运行费用。

钢管最佳焊接温度范围：

‌钢管最佳焊接温度范围‌主要取决于钢管的材质和应用场景。

以下是一些具体的温度范围：

1.对于低碳钢材质的直缝钢管，焊接温度控制在1250~1460℃可以满足管壁厚3~5mm的焊透要求。这个温度范围是通过调节高频涡流热功率和焊接速度来控制的‌。

2.对于电焊钢管，其正常工作温度不宜超过200°C‌。

3.对于12Cr1MoVG无缝钢管，焊接前应对焊缝坡口及两侧进行预热，温度范围为250-350℃，并且在焊接过程中应保证预热范围内的12Cr1MoVG无缝钢管温度不低于预热温度，层间温度不低于250℃且不高于350℃‌。

4.对于低温碳钢，其焊接要点中并未直接提及具体的焊接温度，但强调了焊接方法及热输入的选择，以及焊后处理的重要性，如消氢热处理，以避免低温下脆断‌。

综上所述，钢管的最佳焊接温度范围因材质和应用场景而异，从1250~1460℃到250-350℃不等。在实际操作中，应根据具体的钢管材质、壁厚以及使用环境来选择合适的焊接温度，并遵循相应的焊接工艺要点，以确保焊接质量和安全性。

预制直埋式保温管长输热网保温管电热熔套接头保温

1.确定预制直埋式保温管外护管原料，牌号，熔融指数，抗拉强度，断裂伸长率等参数。

2.匹配和预制直埋式保温管外护管原料一致的高密度聚乙烯原料，熔融指数一致或相差在5%范围以内。

3.确定预制直埋式保温管外护管壁厚。

4.电热熔套基材厚度和预制直埋式保温管外护管外护管壁厚一致，相差范围不超过5%。

5.电热熔套基材挤出机，长径比大于1:32，高密度聚乙烯原料融化充分不碳化。

6.基材（片材）挤出，电热熔套基材厚度δ≥预制直埋式保温管外护管壁厚；片材宽度≥电热熔套宽度＋200mm。

7.布专用加热丝，电加热丝成网装，网格2mm×2mm；电热网宽度≥6倍电热熔套厚度，热熔接触面宽度≥6倍电热熔套厚度。

8.电热熔套横向接头搭口，搭口底部剥角30度。

9.电热熔套接头保温前准备，预制直埋式保温管外护管接头部分擦拭干净，焊接面用角磨机拉毛。

10.包覆电热熔套，用宽度80mm的紧固带张紧，两道轴向熔融面各用一条紧固带，中间用一条监护带。

11.按照电热熔套厚度，设定熔融加热电流，开始升温融化焊口。

12.融接口搭接处溢出3mm高密度聚乙烯熔融料，停止加热。

13.冷却10分钟，用扩孔器钻φ27mm孔。

14.气密试验，充气0.03Mpa，用肥皂水刷焊口搭口位置，不冒泡不漏气，保持0.03Mpa压强，10分钟为合格。

15.用扩孔器再钻一孔，两个孔一个注料孔，一个排气孔。

16.聚氨酯硬质泡沫注料，聚氨酯硬质泡沫自由发泡密度不小于60kg/m³。

17.注料合格后，用扩孔器讲注料孔排气孔扩孔到φ30，用电热熔堵封闭两个孔。

18.用200mm固定带（片）粘接轴向胸腔热熔搭口，用200mm×200mm固定片密封注料孔和排气孔，用250mm宽热缩带加固定片密封径向电热熔套搭接口。

预制直埋式保温管直埋敷设管网，预制直埋式保温管电热熔套接头，预制直埋式保温管外护管采用管道级高密度聚乙烯，电热熔套材料也要采用同牌号的管道级高密度聚乙烯或熔融指数相差10%以内的管道级高密度聚乙烯；预制直埋式保温管直埋敷设保温管电热熔套接头保温，控制电热熔套接头的参数，电热熔结束做气密试验，气压0.1Mpa保压10分钟，用特殊的表面张力的液体涂抹焊缝，没气泡，不降压为合格，再开始设备浇注自由发泡密度60kg/m³的保温管接头保温专用聚氨酯原料（按照工艺要求的比例）。

预制直埋式保温管工作钢管内防腐探讨：

解决预制直埋式保温管内减阻内防腐是一个复杂的过程，通过大量实验筛选工作钢管的内涂层。

实验就是试错，前提是要了解涂层在特定条件和场景下的机械强度，线胀系数，剥离强度，长期湿热老化条件下的机械寿命和长期机械性能。

供热管网工作钢管，介质温度变化工作钢管位移，和涂层位移量的同步性！

有机（防腐油漆）涂层，涂刷时油漆含轻组分，成模过程是轻组分挥发，油漆实现表干和实干，整个过程都是轻组分挥发，涂层有针孔！在热力管网充水，水分子通过针孔渗透到工作钢管内表面，水分子中O₂和钢管表面Fe分子发生反应产生Fe₂O₃，腐蚀增加，剥离有机涂层，造成涂错脱落。

预制直埋式保温管直埋敷设管网升温，工作钢管产生位移，钢管线胀系数小于有机涂层线胀系数近百倍，涂错强度和剥离强度不能满足二者的剥离强度，有机涂错从工作钢管内壁剥离！

目前唯一的做预制直埋式保温管直埋敷设管网工作钢管有机内涂层的长输热网，热网运行内涂层玻璃，剥离的油漆堵塞除污器！

换道超车！

球墨铸铁保温管球墨铸铁管内壁粗糙，离心涂敷无机涂层，无机涂层线胀系数和球墨铸铁管线胀系数一致，球墨铸铁粗糙的内壁和一定厚度的无机涂错剥离强度，满足工作管和涂层的热应变不离鼓脱落，彻底解决了热网内减阻内防腐。

预制保温球墨铸铁保温管，球墨铸铁管比钢管的耐腐蚀高2.5倍，球墨铸铁管内防腐赋能，工作管内壁不产生化学腐蚀，电化学腐蚀（详细见《保温管科技》），CO₂腐蚀，微生物腐蚀，应力腐蚀（见《保温管科技》），在预制保温球墨铸铁保温管工作管和供热企业隔离的场景下，单就工作管而言，预期寿命不小于70年，球墨铸铁工作钢管内壁不腐蚀不结垢。减小介质流动比摩阻，降低热网运行的能耗！

聚氨酯硬质泡沫离鼓，预制直埋式保温管端部涂聚氨酯防水涂料有逑用，离鼓的缝隙进水深度和聚氨酯硬质泡沫接触水的面积，远远大于预制直埋式保温管端部聚氨酯硬质泡沫径向截面积！

聚氨酯硬质泡沫密度，直观看，也就40kg/m³，热网运行90℃，仅聚氨酯硬质泡沫本身就回碳化。

附加聚氨酯硬质泡沫和聚乙烯外护管离鼓进水，聚氨酯硬质泡沫水解碳化，外护管与土壤之间摩擦力传递不到工作钢管，工作钢管在受热以后，轴向热应力得不到土壤摩擦力的束缚产生轴向应变，预制直埋式保温管直埋敷设热网失去锚固点，没有锚固段，脱裤的工作管像脱缰野马在外护管乱窜，撕裂热网中三通和弯头！

预制直埋式保温管直埋敷设施工对保温管端部聚氨酯硬质泡沫防水保护措施：

1.预制直埋式保温管端部热缩帽。

预制直埋式保温管成品，端部用热缩帽密封，外护管搭口10cm，钢管搭口10cm，热缩密封预制直埋式保温管端部聚氨酯硬质泡沫裸露截面，做到预制直埋式保温管储存，运输，施工过程中，预制直埋式保温管端部聚氨酯硬质泡沫在受雨水侵蚀时不进水，工作钢管焊接验收完毕，取掉预制直埋式保温管热缩帽，清理预制直埋式保温管端部外护管表面，再进行电热熔套接头保温。

2.预制直埋式保温管端部裸露聚氨酯硬质泡沫耐温弹性防水涂料。

预制直埋式保温管端部裸露聚氨酯硬质泡沫截面，用耐温130℃以上的弹性防水涂料密封聚氨酯硬质泡沫的裸露截面，避免预制直埋式保温管成品储存，运输，预制直埋式保温管直埋敷设施工过程聚氨酯硬质泡沫裸露截面进水；这方案只是应急方案，不能彻底解决预制直埋式保温管端部聚氨酯硬质泡沫防水，原因是预制直埋式保温管在储存，运输，堆放期间，预制直埋式保温管高密度聚乙烯外护管应力蠕变缩短，端部聚氨酯硬质泡沫裸露面积，不只是径向裸露，还慢慢的产生轴向裸露。

鄂尔多斯地区热网施工管沟泡管（预制直埋式保温管在管沟中漂浮），给施工后的供热管网埋下隐患；聚氨酯硬质泡沫闭孔率90%，管沟泡槽大量预制直埋式保温管在沟槽中漂浮，预制直埋式保温管端部聚氨酯裸露部分进水，管沟降水以后，不能将预制直埋式保温管端部侵水部分聚氨酯切除，工作管焊接检验合格，预制直埋式保温管直埋敷设保温管接头保温，水份被滞留在聚氨酯硬质泡沫的开孔里，热网供热运行，聚氨酯硬质泡沫内部水份汽化，水汽体积增大2240倍，预制直埋式保温管接头保温破坏，预制直埋式保温管直埋敷设保温管接头保温进水，反复进水聚氨酯硬质泡沫水解碳化，保温层空洞，预制直埋式保温管工作管、聚氨酯硬质泡沫、高密度聚乙烯外护管三者剥离，外护管摩擦力不能约束工作管位移，预制保温管件应变加大，在热应力的作用下撕裂预制保温管件造成热网爆管；聚氨酯硬质泡沫碳化水解，地下水离子浓度升高腐蚀工作管，工作钢管腐蚀超薄，轴向热应力和径向热应力等组成的综合应力造成热网爆管！

今年走了九个省，预制直埋式保温管直埋敷设热网接头保温，还没有看见一个合格的！

99%的保温管接头保温用材料不合格，其余的是预制直埋式保温管直埋敷设施工组织设计不合格，多是不能保障干槽作业，预制直埋式保温管直埋敷设沟槽泡水，预制直埋式保温管端部聚氨酯硬质泡沫寖泡侵水；聚氨酯硬质泡沫闭孔率90%，保温管端部聚氨酯硬质泡沫侵水，预制直埋式保温管接头保温后，水封闭在接头保温内部，预制直埋式保温管直埋敷设热网工作，聚氨酯硬质泡沫内侵水汽化，汽化体积增加2240倍，破坏接头保温，地下水侵入预制直埋式保温管接头部分，反复侵水反复汽化，聚氨酯硬质泡沫水解碳化，预制直埋式保温管接头保温位置周围地下水离子浓度升高，腐蚀工作钢管，热网爆管！

大口径长输热网保温管全寿命周期设计：

（一）保温管工作管选材

1.1大口径长输热网预制直埋式保温管，工作钢管选用国标螺旋焊接钢管。

1.2大口径长输热网预制保温球墨铸铁保温管，工作管选用自补偿球墨铸铁管。

（二）大口径长输热网敷设设计

2.1预制直埋式保温管直埋敷设，敷设方式分预应力无补偿直埋敷设和一次性补偿器无补偿直埋敷设，另一种是预制直埋式保温管有补偿直埋敷设；

预应力无补偿直埋敷设，安装温度T₁和设计运行温度T₂。

预热温度T计算：

T＝T₁＋（T₂－T₁）/2。

计算出预热温度，计算预热伸长量ΔL。

ΔL＝α×T×L。

L：预热长度。

预热长度要大于2倍的摩擦长度Lf（摩擦长度计算见保温管科技）。

敞槽预热，待预热段伸长量达到计算数据，预制直埋式保温管直埋敷设管网开始夯填。

另一种是预制直埋式保温管一次性补偿器无补偿直埋敷设（只对供水，回水不加一次性补偿器），一次性补偿器把补偿段补偿量计算：

ΔL＝α×T×L₁

ΔL等于一次性补偿器补偿量，计算一次性补偿器的补偿供水管的长度。

一次性补偿器无补偿直埋敷设一次性补偿器，要做防水井室，待热网运行时，一次性补偿器达到补偿量，焊死一次性补偿器。

不推荐预制直埋式保温管有补偿直埋敷设设计，因为预制直埋式补偿器，外护管不能和补偿器同步位移，外防腐在热网运行时，外防腐撕裂，保温层进水水解聚氨酯硬质泡沫，负离子地下水进入预制直埋式补偿器夹层，在补偿器夹套汽化，铠装夹套反复进水汽化，夹套负离子富集，腐蚀不锈钢波纹补偿器，预制直埋式补偿器失效热网爆管。

2.2自补偿球墨铸铁保温管直埋敷设，自锚式自补偿球墨铸铁保温管直埋敷设，工作钢管属弹性密封承插接头，自由端（一个摩擦长度Lf，摩擦力抵消盲板力段）采取自锚式，自由段是一个联系的管系，补偿量有自由端弯头吸收，锚固点后预制保温球墨铸铁承插接头，工作管热位移由承插口吸收，不添加补偿装置，锚固段预制保温球墨铸铁保温管直埋敷设管网，轴向热应力因为承插口吸收，锚固点预制保温球墨铸铁保温管直埋敷设管网工作管轴向热应力几乎为零。

（三）大口径长输热网保温管保温防腐型式设计

大口径长输热网直埋敷设管网，工作管内壁腐蚀有化学腐蚀，电化学腐蚀，微生物腐蚀，CO₂腐蚀，热应力腐蚀。外壁有防腐保温失效后地下水的化学腐蚀和电化学腐蚀。

3.1预制直埋式保温管直埋敷设管网工作管是钢管，工作钢管的有机涂层内防腐目前没有攻克，解决不了长期湿热老化腐蚀（见以后章节），同样，工作钢管在外防腐破坏后，也解决不了工作钢管外腐蚀。

3.2预制保温球墨铸铁保温管直埋敷设保温管，工作管是球墨铸铁工作管，外壁有130克镀锌层解决外防腐破坏后的外部腐蚀，球墨铸铁管自身耐腐蚀比钢管大2.5倍，球墨铸铁管内壁涂敷一定厚度的无机涂层，球墨铸铁管内壁不接触介质，不产生化学腐蚀和微生物腐蚀，管与管之间用高绝缘橡胶密封圈，管系不产生电化学腐蚀，管道由承插柔性连接，热应力由应变吸收，没有应力腐蚀。

（四）大口径长输热网爆管原因

大口径长输热网爆管，主要因素是预制直埋式保温管有补偿直埋敷设补偿器失效热网爆管，预制直埋式保温管直埋敷设保温管接头保温漏水聚氨酯硬质泡沫水解碳化，地下水负离子浓度升高工作管腐蚀爆管。

4.1预制直埋式保温管有补偿直埋敷设补偿器失效热网爆管见《保温管科技》。

预制直埋式保温管直埋敷设管网保温管接头保温漏水工作钢管腐蚀爆管，预制直埋式保温管直埋敷设自由段，预制直埋式保温管（按照12米/根，ΔT＝100℃，接头保温长度0.4米）伸长量计算：

ΔL＝0.012×100×12=14.4（mm）。

工作管位移量在0到14.4mm之间反复伸长缩短，接头套袖和外护管之间的最大位移量14.4mm潜在的剪切力，接头套袖和预制直埋式保温管外护管撕裂漏水，地下水水解聚氨酯硬质泡沫，聚氨酯硬质泡沫水解碳化，负离子地下水加速腐蚀工作钢管。

4.2预制保温球墨铸铁保温管，接头保温是弹性橡胶套密封防水，保温长度40mm，防水橡胶套长度600mm，弹性橡胶工作长度400mm。

预制保温球墨铸铁保温管是非连续管系，接头保温最大位移量计算（ΔT＝100℃，弹性密封管长度8.15米）：

ΔL＝0.011×100×8.15=8.9（mm）。

橡胶套密封橡胶套密封长期机械性能弹性400%，接头保温橡胶套密封实际弹性变形计算：

β＝8.9÷400×100=2.225%。

在橡胶套密封密封套的长期机械寿命的范围以内。

实现预制保温球墨铸铁保温管直埋敷设管网接头保温不漏水。

（五）大口径长输热网保温管直埋敷设保温管爆管解决方案

5.1预制直埋式保温管无补偿直埋敷设，供水管接头保温采取一次性补偿器无补偿直埋敷设，有条件敞槽施工，可以采取预应力无补偿直埋敷设，预制直埋式保温管直埋敷设保温管接头保温，采取接头套袖加强型防水。

5.2自锚式自补偿预制保温球墨铸铁保温管直埋敷设，在地下水位高的地区，接头保温除橡胶套密封防水，再做接头保温热缩带加强防水。

（六）预制直埋式保温管无补偿直埋敷设和预制保温球墨铸铁保温管直埋敷设工程造价对比

6.1预制直埋式保温管直埋敷设，施工作业面要求干槽作业，工作面降水工作量大，大量敞槽作业，设施费高。

预制直埋式保温管直埋敷设无论有补偿直埋敷设还是无补偿直埋敷设，保温管要传递摩擦力，需要大量回填砂，特别是地下水位高地区。

采取预应力无补偿直埋敷设，增加电预热费用，采取一次性补偿器无补偿直埋敷设，增加补偿器费用；采取有补偿直埋敷设，增加补偿器和固定墩费用。

另外预制直埋式保温管直埋敷设小折角处理，增加弯管费用。

6.2预制保温球墨铸铁保温管直埋敷设，工作面小，排除地下水费用低；工作面小，设施费降低；躲避障碍和预制保温球墨铸铁保温管直埋敷设小折角处理，在一定的夹角内，承插接头弹性密封连接，允许一定程度的折角，不需要增加弯管，锚固段不需要预制保温球墨铸铁保温管直埋敷设管网，不需要回填砂，可以素土回填，节约回填土往返运输。

（七）大口径长输热网预制直埋式保温管直埋敷设和预制保温球墨铸铁保温管直埋敷设管网寿命对比

7.1预制直埋式保温管直埋敷设保温管，预期寿命30年。

7.2预制保温球墨铸铁保温管直埋敷设保温管，预期寿命52年。

前提是管网运行压力不大于2.5Mpa，供水管温度不大于130℃。

附：理论计算和热网各参数测试，参阅《保温管科技》，文章中涉及的预制直埋式保温管完全满足国标。

地下水位高地区自补偿承插口球墨铸铁保温管直埋敷设现场接头保温方法和优势。

保温管直埋敷设现场接头保温大忌，沟槽不能干槽作业，保温管端部聚氨酯受潮进水！

1.自锚式自补偿承插口球墨铸铁保温管端部聚氨酯裸露部分，出厂前用热缩帽提前密封，在存储过程、运输过程，施工过程，保温层腔体一直处于密封状态，独立的保温层腔体在有水寖泡时，聚氨酯硬质泡沫层不受潮，不进水。

2.自补偿承插口球墨铸铁保温管直埋敷设，施工周期短，每个接头从球墨铸铁保温管工作管接头到接头保温用时不超过10分钟，连续敞槽时间短，边开挖管沟，边敷设保温管，边回填管沟，短距离管沟干槽作业难度小。

3.保温管接头保温间距小，保温间距20mm～30mm（可控），保温层材料选用气凝胶毡。

4.外防腐层，用弹性橡胶套密封，橡胶套内侧有凸起的环形圈，橡胶套被不锈钢打包带扎紧时，凸起的橡胶圈压缩变形，密封面压强增大，密封效果提高。

5.承插口补偿量，运行温度120℃，施工温度10℃，球墨铸铁保温管长度8.15米，承插接头补偿量ΔL：

ΔL=0.011×（120－10）×8.15=9.8mm。

6.橡胶套为弹性橡胶套，橡胶套宽度400mm（宽度可控），两端不锈钢打包带中间间距300mm，热网运行时承插口最大补偿量9.8mm，橡胶套实际伸长率为：9.8÷300×100=3.3%，弹性橡胶套的允许伸长率大于400%。

7.用热缩套加强密封，热缩套宽度600mm，比橡胶套宽200mm，每端长出橡胶套100mm，热缩套和球墨铸铁保温管外护管粘接密封宽度100mm，热熔胶粘接球墨铸铁保温管外护管和橡胶套，同时保护不锈钢打包带，热缩套轴向弹性和橡胶套同步。

8.整个接头保温过程，干槽作业，接头保温时间在10分钟之内。

9.加强级接头保温密封，可以长期寖泡在地下水里，接头保温不漏水（天津保温管热网海河沉管过河已经运行37年）。

接头保温漏水，聚氨酯硬质泡沫碳化，是预制直埋式保温管直埋敷设管网爆管的痛点，自补偿承插口球墨铸铁保温管直埋敷设接头保温，和预制直埋式保温管直埋敷设接头保温有本质的提升，第一是保温腔体独立，其次是接头保温用耐高温弹性材料，外防水是用弹性橡胶套密封附加热缩套加强密封。

埋地聚乙烯管道（包括燃气HDPE管道，供水HDPE管道，预制直埋式保温管HDPE外护管），管道级高密度聚乙烯，机械性能指标，容重0.945kg/m³～960kg/m³；拉伸强度≥19Mpa；断裂伸长率≥600%；长期机械性能老化（耐候性）≥2000h。

实现这些机械性能指标，不是简单的乙烯单体聚合，是乙烯和丁烯－1共聚的聚合物。

目的是，由C－2聚合的分子链中，加入C－4的成份，分子链加长！

达到的结果是，C－2和C4共聚，分子链加长，耐候性能提高，暂缓聚合物老化，提高埋地高密度聚乙烯管道的耐环境应力开裂时间。

实事证明，用管道级高密度聚乙烯挤出的外护管的预制直埋式保温管直埋敷设，外护管60年不开裂。

高密度聚乙烯外护管着色要求，黑色，严谨其它着色计！

原因，黑色，是活性碳和高密度聚乙烯混合后再造粒的着色母粒，活性碳着色母粒本社按照一定比例添加到高密度聚乙烯颗粒中混拌挤出高密度聚乙烯外护管，挤出后的外护管或成品预制直埋式保温管露天存放3个月，在紫外线存在的条件下，活性碳和聚乙烯之间辐射交联，不会降低高密度聚乙烯外护管的耐候性！

黄色着色剂母粒，是金属氧化后的颜色，是无机物，添加到高密度聚乙烯外护管（有机物）中，是杂质，是外护管开裂的开裂中心，黄色着色剂母粒挤出的外护管保温管，开裂时间可能是十天半个月，或者个把月，最长就三五个月；因为无机物掺到有机物（高密度聚乙烯分子链）中，分子链被无机物隔断，分子链不连续造成分子链之间断裂，表现形式就是黄色预制直埋式保温管外护管开裂。

从86年开始引进预制直埋式保温管生产技术，就认为管道级共聚高密度聚乙烯原料是预制直埋式保温管外护管的必选料，标准上的参数，也是这种原料的参数，还没有谁尝试过添加更长分子链的原料。

400，402，418，480，2480，还有天津石化沙比特的管道级高密度聚乙烯。

也没人测试混合料制样的参数。

86年国内还没有管道级共聚高密度聚乙烯，也是从韩国进口。

后来齐鲁石化引进的联碳技术，生产2480，上海金菲引进的飞利浦的技术，生产402，418，480。

再后来，中石化天津分公司和沙特合资成立沙比特，生产管道级共聚高密度聚乙烯。

预制直埋式保温管外护管开裂，热网永远的痛，供热公司补交智商税！

再生料到底是啥料？为什么制造预制直埋式保温管都偷偷的用再生料？究其原因，预制直埋式保温管开裂没人问责，其次就是便宜，第三用户不懂！

国家怕白色垃圾污染环境，把特殊的功能性塑料，强制添加降解材料，有光降解，微生物降解，水降解；一些塑料，比如塑料袋，农膜，大棚膜等，都必须添加降解材料，在一定的使用期限内正常使用，到一定时间必须降解成小分子链，这样才不造成白色垃圾污染环境，这个使用期，就一两年，一两年后就降解（理解为破碎更容易），用这种废料造粒做再生料生产外护管，塑料的使用寿命已经到了设计寿命的极限，再生料生产的塑料外护管，自然开裂，不管是存放还是埋地，都自然开裂！

为什么不叫它聚乙烯再生料？因为它造粒的塑料，是啥材质都不知道！

预制直埋式保温管直埋敷设热网选用预制直埋式保温管最后一公里，聚氨酯硬质泡沫密度与长期运行耐温的关系！

预制直埋式保温管聚氨酯硬质泡沫密度设计：

第一是预制直埋式保温管直埋敷设时的抗压强度，第二是在设计的聚氨酯硬质泡沫在此密度时的导热系数，第三是聚氨酯硬质泡沫在此密度下的耐温，第四是聚氨酯硬质泡沫在此密度时和高密度聚乙烯外护管的衔接强度和工作钢管的衔接强度以判断预制直埋式保温管的整体性。

聚氨酯硬质泡沫密度60kg/m³时，聚氨酯硬质泡沫的导热系数是0.033W/m•K，不是聚氨酯硬质泡沫最小的导热系数，密度在50kg/m³时，导热系数更小，保温性能更好！

聚氨酯硬质泡沫密度在60kg/m³时，抗压强度不小于0.3Mpa，优于国标，抗压强度高，满足预制直埋式保温管直埋敷设热网的整体抗压，满足DN800预制直埋式保温管直埋敷设覆土0.8米，DN1600预制直埋式保温管直埋敷设覆土1.6米的强度要求。

聚氨酯硬质泡沫密度在60kg/m³时，耐温能达到142℃，密度低了，耐温达不到，聚氨酯硬质泡沫会在热网运行时碳化。

预制直埋式保温管聚氨酯硬质泡沫密度要达到60kg/m³，预制直埋式保温管管件聚氨酯硬质泡沫密度也要达到60kg/m³，接头保温聚氨酯硬质泡沫密度同样要达到60kg/m³。

综合预制直埋式保温管直埋敷设热网的要求，才确定了聚氨酯硬质泡沫密度是60kg/m³，密度高了，聚氨酯硬质泡沫导热系数增加，密度低了，聚氨酯硬质泡沫和工作钢管及高密度聚乙烯外护管剪切刚度不够，整体保温管脱裤子，聚氨酯硬质泡沫密度低了，聚氨酯碳化，热网爆管！

全国瞩目的大温差长输热网聚氨酯碳化，好在地势高，地下水位低，工作钢管没有外部腐蚀！要么热网就芭比Q了！

预制直埋式保温管直埋敷设和自锚式自补偿承插接头球墨铸铁保温管直埋敷设在长输热网设计和直埋敷设的区别：

设计基础

摩擦力和摩擦长度计算及应力计算：

保温管与土壤之间单位长度摩擦力计算

F=μ（（1－K₀）/2×π×Dc×σ＋G－Dc²×ρ×g）

K₀=1－sinθ

F：单位长度摩擦力

μ：摩擦系数

Dc：外护管外径

σ：管道中心线处土壤应力

G：包括介质在内的保温管单位长度自重

ρ：土密度

g：重力加速度

K₀：土壤静压力系数

θ：回填土内摩擦角

H：管道中心线覆土深度

当管中心线位于地下水位以上时的土壤应力

σ=ρ×g×H

当管道中心线位于地下水位以下时的土壤应力

σ=ρ×g×Hw＋ρ₁×g（H－Hw）

ρ₁：地下水位线以下土壤有效密度

Hw：地下水位线深度

管道径向位移时，土壤横向压缩反力系数根据当地土壤情况实测数据。

钢材的许用应力

［σ］=σb/3

［σ］=σs/1.5

取两个公式中的最小值。

通过上面公式，计算摩擦长度，锚固点，锚固段。

摩擦长度计算

Fm=F×Lf

Lf：摩擦长度

当摩擦力和预制直埋式保温管直埋敷设工作管的轴向力相等时，为锚固点，锚固点以后为锚固段。

1.预制直埋式保温管直埋敷设重点

计算摩擦长度

如果温差在80℃以内，预制直埋式保温管锚固段直埋敷设可以采取冷安装无补偿直埋敷设，温差大于80℃时（通过应力计算，可以改变壁厚和材质，确定温度），可以采用预应力无补偿直埋敷设和一次性补偿器无补偿直埋敷设。

2.自锚式自补偿承插接头球墨铸铁保温管直埋敷设

计算摩擦长度，在摩擦长度内，为解决盲板力的推力，可以用自锚式承插接头球墨铸铁保温管，此段的的球墨铸铁保温管是连续管系，也可以用预制直埋式保温管。

锚固段，直接用自补偿承插接头球墨铸铁保温管，不用预应力无补偿直埋敷设和一次性补偿器无补偿直埋敷设，没有补偿器和固定支墩。

3.两种保温管直埋敷设的区别

预制直埋式保温管直埋敷设，对还槽的要求，管底回填砂垫层，胸腔还砂垫层，顶部还砂垫层，保障摩擦系数稳定。预应力无补偿直埋敷设，要长距离敞槽施工，设施费用不确定并且费用高。

自锚式自补偿承插接头球墨铸铁保温管直埋敷设，自由段管道施工组织设计，按照预制直埋式保温管直埋敷设施工组织设计，锚固段施工组织设计，因为自补偿承插接头球墨铸铁保温管不需要传递摩擦力，可以素土还槽，节约还槽成本，不需要长距离敞槽施工，节约设施费用。

4.两种保温管直埋敷设配套设备的要求

预制直埋式保温管直埋敷设，管路管件都处于热应力作用的范围内，管件都要做轴向热应力的补强。

自补偿承插接头球墨铸铁保温管，锚固段的保温管，轴向热应力几乎为零，管件部分对补强的要求降低，特别是阀门部分，因为没有了轴向热应力，阀体要求降低，安装方式更简单！

5.长输热网小角度变化对主材的要求

预制直埋式保温管直埋敷设管网小角度转角，要采用小角度煨弯，热网长输，随路由变化，热网小角度折弯较多，材料费用高。

自补偿承插接头球墨铸铁保温管，柔性接头，可以利用柔性接头的1度～3度的转角实现小角度转角的直管连接，在穿越障碍时，同样采用小角度转角直管连接。

分析两个大口径长输热网爆管的原因：

第一个大口径长输热网，聚氨酯硬质泡沫碳化，聚乙烯外护管脱裤子。

热网运行温度120℃。

聚氨酯硬质泡沫参数：聚氨酯硬质泡沫密度60kg/立方米，和工作钢管粘接强度0.2Mpa，和高密度聚乙烯外护管粘接强度0.12Mpa，抗压强度0.3Mpa。

聚氨酯硬质泡沫碳化两个原因，一是聚氨酯硬质泡沫密度达不到设计要求，二是聚氨酯硬质泡沫造假。

先剖析聚氨酯硬质泡沫密度，聚氨酯浇注料自由发泡密度32kg/m³～38kg/m³，在管中管生产工艺中，聚氨酯硬质泡沫流动挤压成型，实现的管中管聚氨酯硬质泡沫密度可以达到60kg/m³，可用直管料浇注预制直埋式保温管件，聚氨酯硬质泡沫在管件中发泡，近乎自由发泡，密度也就是40kg/m³以内，聚氨酯硬质泡沫在此密度下，耐温达不到90℃，聚氨酯硬质泡沫碳化！管中管中聚氨酯硬质泡沫密度达不到60kg/m³，预制直埋式保温管聚氨酯硬质泡沫，在热网运行时也会碳化。

聚氨酯造假，一种是多甲基多苯基异氰酸酯MDI中掺TDI，TDI发泡，聚氨酯泡沫是通孔，不保温，热网运行120℃聚氨酯硬质泡沫碳化；一种是多甲基多苯基异氰酸酯和组合聚醚配比不对，耐温达不到120℃的要求。

第二个热网爆管，有同性有个性：

同性是预制直埋式保温管直埋敷设接头保温密封防水没达标，电热熔套和预制直埋式保温管外护管材质不一致，电热熔套接头保温漏水造成聚氨酯硬质泡沫碳化水解爆管；个性是预制直埋式保温管直埋敷设接头保温没有填充聚氨酯硬质泡沫保温材料，热网运行时电热熔套接头保温脱裤子漏水，预制直埋式保温管直埋敷设聚氨酯硬质泡沫水解碳化。

彻底解决预制直埋式保温管直埋敷设管网爆管的办法：

第一就是电热熔套接头保温，电热熔套和预制直埋式保温管外护管材质一致，热熔面轴向长度（热熔面宽度）大于预制直埋式保温管外护管壁厚六倍，气密试验0.3Mpa保持10分钟不掉压，用表面张力大的液体涂抹搭接焊缝不冒泡！

第二种是，从管系更换保温管型式，用自锚式自补偿承插口球墨铸铁保温管；自锚式自补偿承插口球墨铸铁保温管接头保温的优势，自锚式自补偿承插口球墨铸铁保温管端部耐高温热缩风帽密封，每根管保温层是独立腔体；接头保温空间小，径向长度2cm，保温层用耐高温弹性保温密封防水材料，除了耐温保温功能，还能阻断接头漏水；自锚式自补偿承插口球墨铸铁保温管接头防水，用弹性橡胶套密封，橡胶套内壁有8道止水环，在不锈钢打包带扎紧时，止水环止水压力大于1.2Mpa，自锚式自补偿承插口球墨铸铁保温管直埋敷设覆土深度5米，地下水水压0.05Mpa，橡胶套密封完全满足接头保温防水要求；橡胶套密封是弹性密封，弹性长期机械性能400%，自锚式自补偿承插口球墨铸铁保温管接头保温最大位移量为：

ΔL=0.011×（120－20）×8.15=9mm。

计算9mm伸长量的弹性变形率：

β=9÷300×100=3%。

两个不锈钢紧固带之间间距300mm。

通过计算，自锚式自补偿承插口球墨铸铁保温管接头保温橡胶套密封弹性变形在使用范围以内。

自锚式自补偿承插口球墨铸铁保温管直埋敷设管网，同时也解决了以电定热带来的供热介质温度变化频繁造成的预制直埋式保温管直埋敷设管网工作钢管应力疲劳爆管！

一个大城市的预制直埋式保温管直埋敷设一次管网，施工过程中，预制直埋式保温管接头保温，接头套袖现场开裂的事故进行分析。

施工现场最低温度零下10℃，最高温度0℃，应对施工场景进行分析接头套袖的开裂问题。

1.预制直埋式保温管接头套袖材料。

接头套袖分电热熔套和普通套袖，其材质是管道级高密度聚乙烯，和预制直埋式保温管外护管材质一致。

套袖管抗拉强度19Mpa，断裂伸长率不小于400%，弹性模量同预制直埋式保温管外护管，长期机械性能大于2000小时。

如果满足上述条件，预制直埋式保温管外护管最低耐候性是负40℃，在此条件下，没有极端外力破坏，预制直埋式保温管外护管不会开裂，预制直埋式保温管外护管，存在很多残余应力，首先是聚氨酯硬质泡沫浇注时外护管外径增大的张力；预制直埋式保温管接头套袖不存在外径增大的张力，接头保温聚氨酯硬质泡沫发泡时，聚氨酯接近自由发泡，对套袖管或电热熔套不会产生聚氨酯硬质泡沫发泡时的张力，接头保温处，没有吊装拉扯磕碰，没有外力破坏，合格的接头保温套袖或电热熔套在负10℃下不会开裂。

2.预制直埋式保温管接头套袖原料使用再生料。

首先不知道是什么再生料，聚乙烯挤出成型过程，就有一部分聚乙烯碳化，还有挤出螺杆和螺筒间的的摩擦，塑化温度造成的部分聚乙烯碳化，如果是多次再生料，其中碳化累计加大，挤出机挤出的外护管参数，无论是抗拉强度，断裂伸长率，弹性模量，耐候性，长期机械性能，远远低于高密度聚乙烯纯原料的外护管的参数；但也不至于在负10℃环境下没有外力破坏而接头套袖开裂。

由此可见，预制直埋式保温管外护管是啥材料！

这种套袖管的材质，即使施工时不开裂，热网覆土以后，3～5个月也会开裂，甚至时间更短，有可能几天或个把月！

预制直埋式保温管直埋敷设保温管接头保温漏水，工作钢管腐蚀，热网爆管！

3.彻底根除热网接头漏水问题，除了用合格的预制直埋式保温管外，预制直埋式保温管接头套袖必须和预制直埋式保温管外护管材质一致并且合格！

彻底根除预制直埋式保温管直埋敷设管网爆管，用自锚式自补偿承插口球墨铸铁保温管，工作管连接看以前科普文章，仅接头保温一项做初步论证，自补偿承插口球墨铸铁保温管保温层长度40mm以内，防水密封外护套是弹性橡胶套，使用环境温度可达到负40℃不开裂，弹性接头密封防水，弹性橡胶套内侧有10圈止水环，在橡胶套密封再不锈钢打包带紧固下，防水密封可以达到1Mpa，弹性橡胶密封套弹性防水，接头保温材料耐温大于200℃，彻底根除热网保温管接头漏水造成的热网爆管（更详细的理论计算和实验报告参阅《保温管科技》的专题论述）。

长输热网爆管，热力企业被无知强奸了！

预制直埋式保温管长输热网保温管电热熔套接头保温：

1.确定预制直埋式保温管外护管原料，牌号，熔融指数，抗拉强度，断裂伸长率等参数。

2.匹配和预制直埋式保温管外护管原料一致的高密度聚乙烯原料，熔融指数一致或相差在5%范围以内。

3.确定预制直埋式保温管外护管壁厚。

4.电热熔套基材厚度和预制直埋式保温管外护管外护管壁厚一致，相差范围不超过5%。

5.电热熔套基材挤出机，长径比大于1:32，高密度聚乙烯原料融化充分不碳化。

6.基材（片材）挤出，电热熔套基材厚度δ≥预制直埋式保温管外护管壁厚；片材宽度≥电热熔套宽度＋200mm。

7.布专用加热丝，电加热丝成网装，网格2mm×2mm；电热网宽度≥6倍电热熔套厚度，热熔接触面宽度≥6倍电热熔套厚度。

8.电热熔套横向接头搭口，搭口底部剥角30度。

9.电热熔套接头保温前准备，预制直埋式保温管外护管接头部分擦拭干净，焊接面用角磨机拉毛。

10.包覆电热熔套，用宽度80mm的紧固带张紧，两道轴向熔融面各用一条紧固带，中间用一条监护带。

11.按照电热熔套厚度，设定熔融加热电流，开始升温融化焊口。

12.融接口搭接处溢出3mm高密度聚乙烯熔融料，停止加热。

13.冷却10分钟，用扩孔器钻φ27mm孔。

14.气密试验，充气0.03Mpa，用肥皂水刷焊口搭口位置，不冒泡不漏气，保持0.03Mpa压强，10分钟为合格。

15.用扩孔器再钻一孔，两个孔一个注料孔，一个排气孔。

16.聚氨酯硬质泡沫注料，聚氨酯硬质泡沫自由发泡密度不小于60kg/m³。

17.注料合格后，用扩孔器讲注料孔排气孔扩孔到φ30，用电热熔堵封闭两个孔。

18.用200mm固定带（片）粘接轴向胸腔热熔搭口，用200mm×200mm固定片密封注料孔和排气孔，用250mm宽热缩带加固定片密封径向电热熔套搭接口。

预制直埋式保温管外护管开裂，热网永远的痛，供热公司补交智商税！

再生料到底是啥料？为什么制造预制直埋式保温管都偷偷的用再生料？究其原因，预制直埋式保温管开裂没人问责，其次就是便宜，第三用户不懂！

国家怕白色垃圾污染环境，把特殊的功能性塑料，强制添加降解材料，有光降解，微生物降解，水降解；一些塑料，比如塑料袋，农膜，大棚膜等，都必须添加降解材料，在一定的使用期限内正常使用，到一定时间必须降解成小分子链，这样才不造成白色垃圾污染环境，这个使用期，就一两年，一两年后就降解（理解为破碎更容易），用这种废料造粒做再生料生产外护管，塑料的使用寿命已经到了设计寿命的极限，再生料生产的塑料外护管，自然开裂，不管是存放还是埋地，都自然开裂！

为什么不叫它聚乙烯再生料？因为它造粒的塑料，是啥材质都不知道！

供热企业的痛点在哪？

热网爆管！

为什么爆管？

除去预制直埋式保温管直埋敷设管网设计因素，预制直埋式保温管直埋敷设施工组织设计外，就是预制直埋式保温管本身的因素！

预制直埋式保温管热应力爆管，发生在管件的位置，弯头，三通，变径，补偿器。

预制直埋式保温管直埋敷设保温管接头保温位置，接头保温漏水，聚氨酯硬质泡沫水解碳化，工作钢管外部腐蚀热网爆管。

预制直埋式保温管直埋敷设保温管内部腐蚀热网爆管，化学腐蚀，电化学腐蚀，CO₂腐蚀，微生物腐蚀，热应力腐蚀等因素。

如何解决热网爆管的办法？

热应力爆管：

预制直埋式保温管直埋敷设管网因为温度变化造成热应力爆管，预制保温球墨铸铁保温管自补偿，客服了热应力爆管。

工作管内壁腐蚀爆管：

预制直埋式保温管工作钢管，内壁防腐没有有效手段，有机涂层内防腐，水力冲刷，材料线胀系数，有机涂层长期机械性能，有机涂层长期湿热老化都没有过关。预制保温球墨铸铁保温管内涂层，是无机涂层，线胀系数与铸铁管同步，湿热老化，耐温，剥离强度都通过长期机械性能检验。

在预制保温球墨铸铁保温管内涂层的保护下，内部的化学腐蚀，电化学腐蚀，CO₂腐蚀，微生物腐蚀，热应力腐蚀都被无机涂层隔绝，工作管内壁腐蚀被排除，全寿命周期不会爆管。

接头保温：

电热熔套接头保温，电热熔套材质不可控，热熔230℃的可控性能不稳定，电热熔套材质和预制直埋式保温管外护管熔融指数不一致，都是造成接头保温漏水的短板。

预制保温球墨铸铁保温管接头保温，接头保温部分轴向长度4cm～5cm的耐高温弹性保温材料，憎水，不水解。外防腐用400cm宽弹性橡胶套，橡胶套和保温管外套接触面设止水环，在弹性橡胶套被不锈钢打包带紧箍时止水环弹性变形密封。

预制保温球墨铸铁保温管直埋敷设覆土深度加入4米，管底最大6米，地下水的水压，在路面积水时，最大水压不过0.06Mpa，弹性橡胶套密封抗气密试验超过0.3Mpa。

预制保温球墨铸铁保温管接头保温密封优于预制直埋式保温管电热熔套接头保温。

这就是两个管系的最大区别。

沿海地区大口径长输热网的痛点！

海洋长输热网供热项目，因为此热网比较敏感，如果该热网爆管造成的社会影响太大，不便说是哪个大管径长输热网，仅对比热网出现的问题简单分析；其实预制直埋式保温管直埋敷设管网施工，一是怕施工过程预制直埋式保温管端部聚氨酯硬质泡沫粘潮，二是预制直埋式保温管直埋敷设保温管接头保温不达标接头保温漏水。预制直埋式保温管企业都是知道是哪家，电热熔套是哪个单位提供的，预制直埋式保温管是不是造假不知道，但电热熔套一定不合格！预制直埋式保温管聚氨酯硬质泡沫闭孔率90%，施工过程不能干槽作业，聚氨酯硬质泡沫进水，供热运行过程，进入聚氨酯硬质泡沫的水汽化，体积增大2240倍，破坏电热熔套接头密封，地下水侵入接头保温层，聚氨酯硬质泡沫碳化水解；预制直埋式保温管自由段，位移量ΔL量：

ΔL＝0.012×12×（120－20）=14.4mm。

电热熔套和预制直埋式保温管外护管每端相对潜在位移量ΔL₁＝14.4÷2=7.2mm。

电热熔套和预制直埋式保温管外护管不能完全热熔（熔融指数相差0.5以上），预制直埋式保温管接头保温电热熔套防水失效，接头保温漏水，聚氨酯硬质泡沫水解碳化，释放负离子，腐蚀预制直埋式保温管工作钢管，预制直埋式保温管直埋敷设管网一两个采暖期爆管！

不能干槽作业的预制直埋式保温管直埋敷设管网，预制直埋式保温管要有防水措施！

预制直埋式保温管无机保温层和聚氨酯硬质泡沫保温层复合保温，前提条件是，无机层微孔结构保温层和工作钢管的粘结强度强度大于0.2Kpa，无机层微孔结构保温层抗压强度要大于0.4Kpa，无机层微孔结构保温层导热系数要达到一定稳定数值，无机层微孔结构保温层和聚氨酯硬质泡沫保温层粘结强度要大于0.12Kpa，按照传热学《筒式传热》计算，无机层微孔结构保温层和聚氨酯硬质泡沫保温层结合界面温度要小于125℃×80%=100℃要求。

预制直埋式保温管直埋敷设，外护管和回填砂摩擦系数0.2～0.4，只有把工作管的热应力通过预制直埋式保温管直埋敷设外护管的摩擦力进行设计。

预制直埋式保温管直埋敷设保温管必须三位一体！

预制直埋式保温管直埋敷设，都是刚性连接，端部都存在自由段，自由段长度Lf可以通过计算，计算出端部到锚固点的距离Lf。

F₁温差产生的轴向力。

预制直埋式保温管与土壤之间的单位长度摩擦力F₂计算：

F₂＝μ×（π×D×σ×（1+K₀）/2＋G－π×D²×ρ×g/4）。

K₀＝1－sinφ。

通过单位长度摩擦力，计算自由段长度。

F₁＝F₂×Lf。

计算出摩擦长度Ff。

如果无机层微孔结构保温层不能提供足够的和工作钢管的剪切力，不能提供无机层微孔结构保温层和聚氨酯硬质泡沫保温层的剪切力，预制复合保温直埋式保温管结构不成立。

其次是通过《筒式传热》计算无机层微孔结构保温层和聚氨酯硬质泡沫保温层厚度（和比例），通过计算无机层微孔结构保温层厚度和聚氨酯硬质泡沫保温层厚度，和高密度聚乙烯外护管规格试差计算，前提是聚氨酯硬质泡沫浇注发泡空间聚氨酯硬质泡沫厚度不小于35mm，满足浇注发泡聚氨酯乳白前的流动空间，同时满足聚氨酯乳白后的流动；无机层微孔结构保温层导热系数大于聚氨酯硬质泡沫导热系数一倍，在无机层微孔结构保温层和聚氨酯硬质泡沫保温层界面温度100℃时，通过无机层微孔结构保温层温降解决聚氨酯硬质泡沫耐温要求，无机层微孔结构保温层厚度相对较厚，在附加聚氨酯硬质泡沫厚度，高密度聚乙烯外护管规格很难达到要求，高密度聚乙烯外护管挤出机要重新订做模具，不然就套大一个规格高密度聚乙烯外护管，大量增加预制复合保温直埋式保温管材料成本。

在大口径长输热网，输送介质温度不超过130℃时，完全可以用万华（耐温140℃）和亨斯曼（耐温140℃）聚氨酯硬质泡沫。

预制保温球墨铸铁保温管直埋敷设管网设计思考：

预制保温球墨铸铁保温管直埋敷设，管与管之间是弹性橡胶密封圈密封，与预制直埋式保温管直埋敷设保温管不一样，预制直埋式保温管直埋敷设管网是刚性连接，而预制保温球墨铸铁保温管直埋敷设管网是柔性连接，如果是自锚式自补偿承插口柔性材料密封，同样是刚性连接。

不论是预制直埋式保温管直埋敷设管网刚性连接，还是预制保温自锚式球墨铸铁保温管直埋敷设，都是刚性连接，端部都存在自由段，自由段长度Lf可以通过计算，计算出端部到锚固点的距离Lf。

预制保温球墨铸铁保温管端部盲板力计算：

F₁＝1.5×P×S。

1.5：强度实验系数。

P：热网设计压力（2.5Mpa或1.6Mpa）。

S：球墨铸体工作管内截面积。

预制保温自锚式球墨铸铁保温管与土壤之间的单位长度摩擦力F₂计算：

F₂＝μ×（π×D×σ×（1+K₀）/2＋G－π×D²×ρ×g/4）。

K₀＝1－sinφ。

通过单位长度摩擦力，计算自由段长度。

F₁＝F₂×Lf。

计算出摩擦长度Ff。

自由段通过一定长度的预制保温自锚式球墨铸铁保温管与土壤建立起来的摩擦力，建立锚固点，锚固点以后的预制保温球墨铸铁保温管，处于稳定状态，轴向热应力产生的轴向位移，由预制保温自补偿球墨铸铁保温管自行吸收，预制保温自补偿球墨铸铁保温管直埋敷设管网，锚固段轴向热应力几乎为零，综合应力，轴向热应力为主要矛盾，其它方向热应力可以不考虑。

预制保温球墨铸铁保温管与球阀连接，采取自补偿承插口连接套的型式连接，预制保温球阀两端也按同样道理，连接一定长度的预制保温自锚式球墨铸铁保温管，计算方法同预制保温自锚式球墨铸铁保温管自由端长度一样。

这样就解决了加设固定墩的问题，节约工程投资，降低施工难度。

计算公式部分，参考《保温管科技》。

管沟架空敷设预制直埋式保温管（或预制保温球墨铸铁保温管）。

管沟架空，轴向热应力尽量通过轴向补偿器释放，通过固定支架把补偿段分割，补偿段按照补偿器轴向补偿的安全长度。

管沟架空敷设管道另一种考虑，是臆想管沟防水，一旦预制直埋式保温管（预制保温球墨铸铁保温管）外护管开裂后，保温层不破坏。

第一种情况，把预制直埋式保温管直埋敷设（自锚式自补偿预制保温球墨铸铁保温管）变成管沟架空敷设，从敷设方式上倒退一个世纪。

第二是，管沟在地下水位高的地区不防水，预制直埋式保温管（预制保温球墨铸铁保温管）外护管寿命大于50年，不用管沟防水保护保温层！

一个地区的预制直埋式保温管直埋敷设管网，采取了无补偿直埋敷设设计，结果发现预制直埋式保温管无补偿直埋敷设热网爆管了，导致三个省的预制直埋式保温管直埋敷设都采取有补偿直埋敷设设计！要问：预制直埋式保温管无补偿直埋敷设设计，有完整的理论基础，这个热网设计是否设计的合理？预制直埋式保温管无补偿直埋敷设，包括预制直埋式保温管冷安装无补偿直埋敷设，预制直埋式保温管一次性补偿器无补偿直埋敷设，预制直埋式保温管预应力无补偿直埋敷设，你在做预制直埋式保温管无补偿直埋敷设是否把钢管的热应力，许用应力，不同覆土深度不同回填材料的土壤摩擦力，温差因素都考虑进入了！

全国的预制直埋式保温管无补偿直埋敷设管网，爆管几率几乎为零，为什么你们设计的预制直埋式保温管无补偿直埋敷设管网爆管？

造成的影响，三个省的预制直埋式保温管直埋敷设设计，都采用预制直埋式保温管有补偿直埋敷设设计，三个省的热网爆管跟爆米花一样！

造成预制直埋式保温管直埋敷设管网保温管聚氨酯硬质泡沫丢失的两个原因（剔除保温管高密度聚乙烯外护管造假，多甲基多苯基异氰酸酯造假，组合聚醚造假的因素），其一是预制直埋式保温管直埋敷设管网保温管接头保温套袖漏水，聚氨酯硬质泡沫碳化水解，其二是保温管接头保温聚氨酯硬质泡沫密度达不到60kg/m³，聚氨酯硬质泡沫碳化造成套袖漏水，其三是预制直埋式保温管直埋敷设保温管直管聚氨酯硬质泡沫密度达不到60kg/m³，热网运行时聚氨酯硬质泡沫碳化；无论是哪一种，其结果都是从保温管接头保温处进水，聚氨酯硬质泡沫闭孔率90%，地下水进入聚氨酯硬质泡沫保温空间，加速聚氨酯硬质泡沫水解碳化，保温管聚氨酯硬质泡沫消失！

国内知名的几个大口径长输热网，都大量出现了保温管聚氨酯硬质泡沫不翼而飞的惨剧，还天天捂着盖着！

预制保温球墨铸铁保温管直埋敷设管网设计思考：

预制保温球墨铸铁保温管直埋敷设，管与管之间是弹性橡胶密封圈密封，与预制直埋式保温管直埋敷设保温管不一样，预制直埋式保温管直埋敷设管网是刚性连接，而预制保温球墨铸铁保温管直埋敷设管网是柔性连接，如果是自锚式自补偿承插口柔性材料密封，同样是刚性连接。

不论是预制直埋式保温管直埋敷设管网刚性连接，还是预制保温自锚式球墨铸铁保温管直埋敷设，都是刚性连接，端部都存在自由段，自由段长度Lf可以通过计算，计算出端部到锚固点的距离Lf。

预制保温球墨铸铁保温管端部盲板力计算：

F₁＝1.5×P×S。

1.5：强度实验系数。

P：热网设计压力（2.5Mpa或1.6Mpa）。

S：球墨铸体工作管内截面积。

预制保温自锚式球墨铸铁保温管与土壤之间的单位长度摩擦力F₂计算：

F₂＝μ×（π×D×σ×（1+K₀）/2＋G－π×D²×ρ×g/4）。

K₀＝1－sinφ。

通过单位长度摩擦力，计算自由段长度。

F₁＝F₂×Lf。

计算出摩擦长度Ff。

自由段通过一定长度的预制保温自锚式球墨铸铁保温管与土壤建立起来的摩擦力，建立锚固点，锚固点以后的预制保温球墨铸铁保温管，处于稳定状态，轴向热应力产生的轴向位移，由预制保温自补偿球墨铸铁保温管自行吸收，预制保温自补偿球墨铸铁保温管直埋敷设管网，锚固段轴向热应力几乎为零，综合应力，轴向热应力为主要矛盾，其它方向热应力可以不考虑。

预制保温球墨铸铁保温管与球阀连接，采取自补偿承插口连接套的型式连接，预制保温球阀两端也按同样道理，连接一定长度的预制保温自锚式球墨铸铁保温管，计算方法同预制保温自锚式球墨铸铁保温管自由端长度一样。

这样就解决了加设固定墩的问题，节约工程投资，降低施工难度。

计算公式部分，参考《保温管科技》。

当预制保温自补偿球墨铸铁保温管，解决了热网热应力爆管，预制直埋式保温管工作钢管腐蚀爆管，预制直埋式保温管有补偿直埋敷设补偿器失稳爆管，减小比摩阻的预制保温球墨铸铁保温管内壁不锈蚀不结垢，介质丝滑的流动，热网寿命周期不小于52年，当弹性金属密圈封耐温达到1200℃，自锚式自补偿球墨铸铁工作管进入钢套钢蒸汽直埋保温管深水区，整个供热管网提高不止一个维度；预制保温球墨铸铁保温管直埋敷设管网，寿命远远超过70年，这才是我们追求的中国制造！保温管企业也迎来新的洗牌。

DN3000预制保温球墨铸铁保温管的诞生，实现了长输热网的储热，一城一网环城热网的储热，在以电定热的大环境下，实现低碳节能供热！

在核供热方兴未艾的今天，大口径长输热网组成区域网，实现更大区域供热管网，确保供热质量，让居民有获得感和幸福感。

昨天看了一个标准，感觉人类又回到穿树叶遮羞的时代。

热力管道直埋，工作管选用钢管有欧洲标准和国标。

保温材料选择，在满足热网运行耐温的条件下，首选导热系数λ小的材料。

外护层选择，必须要防水防腐，目前最好的选择是管道级高密度聚乙烯外护管。

保温层导热系数小，意味着保温层厚度选择可以比导热系数大的保温层厚度薄，可以将整体的热力管道外径控制的比较小，反之外径增大，施工组织设计时土方量增大，施工费用增大。

“玻璃钢”外防腐，要考虑玻璃钢的防水性能，玻璃钢是不饱和聚酯树脂和脱硫玻璃丝组成；生产工艺是机械交织缠绕还是手工缠绕工艺；机械交织缠绕寝注不饱和聚酯树脂的玻璃丝成型玻璃钢管壳，是成熟工艺，玻璃钢管已经应用于自来水供水和污水管道，就管道本社是成熟的，在用户侧，用“昙花一现”形容再贴切不过；手工糊制玻璃钢管，也有应用，主要用在建筑物排泄屋顶雨水，手工糊制玻璃钢管，叫三布五油，玻璃丝布是不是脱硫，不饱和聚酯树脂添加滑石粉（或石英砂）的比例，环境温度不同催化剂和促进剂添加比例，滴到生产线下的凝固不饱和聚酯树脂的无害化处理如何解决，再就是作为工业产品，生产速度的保障，最关键是，手糊玻璃钢管壳是透水的；单纯玻璃钢自来水和污水管，玻璃钢管透水可以接受，但作为直埋敷设保温管，玻璃钢管壳透水，地下污水渗透到工作钢管表面，污水汽化破坏保温层，反复透水反复汽化，地下水负离子富集，工作管腐蚀热网加速爆管。

再就是大口径长输热网，首先考虑单位长度温降，其次是供水温度，介质温度高压力高以后的工作钢管材质，管道泄露以后的高温水汽化的次生灾害。

自补偿承插口球墨铸铁保温管热网，在锚固段不因为介质温度变化产生大的轴向热应力，自补偿预制保温球墨铸铁保温管直埋敷设，管系是非连续管系，介质温度变化，施工温度T₁＝20℃，设计运行温度（供水）T₂＝125℃，温差ΔT＝T₂－T₁＝125－20=105℃。

自补偿承插口预制保温球墨铸铁保温管长度8.15米，承插口补偿段长度8.15米。

补偿量ΔL＝α×ΔT×L。

ΔL＝0.011×（125－20）×8.15=9.4（mm）。

承插口吸收9.4mm位移，轴向热应力接近零！

再此基础上，锚固段还需要补偿器吗？还需要固定墩吗？

显然都不需要！

拓展一下思路，锚固段不需要传递摩擦力，预制保温球墨铸铁保温管直埋敷设，还需要回填砂吗？

整体大口径长输热网这样计算下来，自锚式自补偿预制保温球墨铸铁保温管直埋敷设管网，不需要补偿器，不需要固定墩，不需要回填砂，整个热网对标预制直埋式保温管直埋敷设管网工程概算，至少节约10%～15%甚至更多。

整个热网预期全寿命也可以提高到50年以上！

理论计算详见《保温管科技》。

预制保温球墨铸铁保温管与预制直埋式保温管直埋敷设，要注重的几个问题：

1.材质问题

球墨铸铁管比钢管耐腐蚀。

球墨铸铁管能做无机内防腐内减阻，钢管内涂敷材料没解决。

球墨铸铁管和钢管的特性，球墨铸铁管不失圆，大口径钢管失圆。

2.保温防腐

预制保温球墨铸铁保温管和预制直埋式保温管保温防腐结构一致。

3.保温管直埋敷设接头保温

预制直埋式保温管直埋敷设，接头保温首选电热熔套接头保温，合格的电热熔套接头保温与预制直埋式保温管直埋敷设管网同寿命。

接头保温长度400mm，要求聚氨酯硬质泡沫密度要达到60kg/m³，如果做不到，聚氨酯硬质泡沫碳化，接头保温漏水，钢管腐蚀爆管。

预制直埋式保温管接头保温，电热熔套潜在的塑料焊缝漏水，要按照详实的理论计算，比如预制直埋式保温管直埋敷设自由端的预制直埋式保温管直埋敷设伸长量，按每一根预制直埋式保温管12米计算，钢管的伸长量和外护管的伸长量。

ΔL＝（125－20）×0.012×12=15mm。

潜在的风险就是钢管热位移撕裂预制直埋式保温管直埋敷设保温管接头保温的电热熔套！

预制保温球墨铸铁保温管接头保温，长度20mm～30mm，材料是耐高温气凝胶毡或耐高温微孔橡胶，热网125℃运行，保温材料不碳化。

外防水用带止水环的橡胶密封套，整体性强。

密封套长度400mm，接头弹性变形极限长度：

ΔL＝（125－20）×0.011×8.15=9.5mm。

密封套计算有效弹性长度200mm，工作时的橡胶密封套弹性变形：

ξ＝9.5÷200=4.75%。

弹性橡胶套长期机械性能，变形400%。

弹性橡胶套在4.75%弹性变形，满足橡胶密封套的长期机械性能。

4.热网直埋敷设

预制直埋式保温管无补偿直埋敷设。

预制直埋式保温管预应力无补偿直埋敷设，要分断预热，预热长度不小于500米，要敞槽预热，管沟要有安全防护措施（支护挡板），价格不菲，电预热造假不小于35万/公里；预制直埋式保温管一次性补偿器直埋敷设，要增加预制保温一次性补偿器的造价。

最后是回填砂的要求。

5.施工工期

预制直埋式保温管无补偿直埋敷设，焊接速度（大口径一次网），每天推进24米～36米，已经很难实现。

预制保温球墨铸铁保温管直埋敷设施工进度，每天推进300米。

6.热网预期寿命

预制直埋式保温管直埋敷设管网预期寿命30年。

预制保温球墨铸铁保温管直埋敷设管网预期寿命50年。

长输热网工程概算梗概：

热网设计方案：

预制直埋式保温管无补偿直埋敷设，预制直埋式保温管有补偿直埋敷设，预制保温球墨铸铁保温管直埋敷设。

施工组织设计方案：

预制直埋式保温管无补偿直埋敷设，一次性补偿器无补偿直埋敷设，预应力无补偿直埋敷设，预制保温球墨铸铁保温管直埋敷设。

一次性补偿器无补偿直埋敷设，要考虑预制直埋式补偿器成本价和防水井工程造价；预应力无补偿直埋敷设，要考虑敞槽长度和安全生产设施费，这两种大口径长输热网保温管无补偿直埋敷设，都要考虑回填砂成本；预制直埋式保温管有补偿直埋敷设，基本淘汰的预制直埋式保温管直埋敷设方式，如果选用有补偿直埋敷设，要考虑安全生产设施费，补偿器材料成本，补偿器井工程造价，固定支架和固定支墩工程费，回填砂材料费；自锚式自补偿预制保温球墨铸铁保温管直埋敷设，没有补偿器和固定墩，锚固段素土回填，安全生产设施费因为随开挖随回填，设施费降低一个数量级。

大口径长输热网主材

预制直埋式保温管及预制直埋式保温管件是组成热网必备的材料。

同样预制保温球墨铸铁保温管及管件也是热网不可或缺的主材。

其中影响长输热网造价的因素，长输管线红线不是直线，预制直埋式保温管小弯曲半径的弯管造价昂贵，在穿越障碍时的大U弯造价不菲，还增大热网运行阻力。

预制保温球墨铸铁保温管管网，在随弯就弯敷设，直线小转角时，利用承插口可以折角3～5度，穿越障碍，可以通过提前调整埋深，小折角敷设，躲避障碍。

大口径长输热网工程概算，要安装设计图纸计算全面。

附：施工进度优势

大口径长输热网，预制直埋式保温管直埋敷设施工，每天每个工作面推进速度24米～36米；自锚式自补偿预制保温球墨铸铁保温管直埋敷设，每天每个工作面推进300米～400米。

大口径长输热网直埋敷设，敷设场景复杂，利用更简洁可行的施工组织设计，是按期供热的关键。

热力管道入管廊设计，保温管管道选择，热力管道施工组织设计。

设计参数：

供回水温度：125℃/70℃。

保温管管径：DN1400。

供回水双管设计。

过黄河管廊长度4公里。

不预留其它管位，双管可水平管位架空，也可以上下架空，预留人行检查通道，兼修管道预留通道（不考虑更换管道）。

设计，有补偿架空敷设。

管道选择：

选用预制直埋式保温管有补偿架空敷设。

选用预制保温球墨铸铁保温管自锚式自补偿架空敷设。

区别：

选用预制直埋式保温管有补偿架空敷设，要设固定支架和固定墩，固定墩要占用管廊空间，管廊三管位设计，固定墩占用所有管廊空间，管廊形成不通行管廊，假如补偿器补偿量选250mm，4000米保温管长度自由位移量：

ΔL＝0.012×（125－20）×4000=5040（mm）

需要补偿器数量：

n＝5040÷250=20（个）

除去两端出管廊靠弯头自然补偿，管廊中要设18个补偿器和19个固定墩，在管廊中设置19个阻断墙，巡线和兼修无法进行。

另一种架空方案，预制直埋式保温管无补偿架空敷设，预制直埋式保温管在每一个支架生根，一是支架要做大，二是工作管和支架焊接，工作管和支架产生热桥，管廊焊接管道，施工期间管廊需要新风。

自锚式自补偿球墨铸铁保温管，承插连接，管道架空不需要固定支架，保温管和支架之间有聚氨酯硬质泡沫保温层隔绝热传递产品的热桥，不需要焊接，施工期间不需要新风。

施工组织设计：

预制直埋式保温管无补偿架空敷设和预制直埋式保温管有补偿架空敷设，管道焊接都是单根管焊接，受焊接工作面影响，焊接速度慢，每天推进速度36米（上限），4000米管廊管道施工周期：

n＝4000÷36=112天，期间还有焊接补偿器，管道和支架焊接（固定墩浇注），实际工期在200天以上。

自锚式自补偿球墨铸铁保温管架空敷设，管廊内承插连接，每个接头连接在10分钟以内，每小时承插连接6根预制保温球墨铸铁管，按照3班倒班24小时计算，每天安装6×24=144（根），管线安装长度144×8.15÷2=586米，总施工时间为：4000/586=7（天）。

考虑管廊狭窄空间保温管运输，时间扩大4倍，工期不过一个月。

工程总体造价分析：

预制直埋式保温管有补偿架空敷设，补偿器18阻，按照每组40万计算：

18×40=720（万）。

19个固定墩每个5万计算：

19×5=95（万）。

混凝土运输难度还不考虑。

预制直埋式保温管无补偿架空敷设，支架生根，支架加强费用计算，支架数量：4000÷12×2=666个，支架做加强支架多产品的费用。

预制保温球墨铸铁保温管支架数量，4000÷8.15×2=982个，支架数量增加，因为保温管和支架不考虑固定支架，数量增加但总造价低。

热网预期寿命：

预制直埋式保温管预期寿命30年。

预制保温球墨铸铁保温管预期寿命50年。

不是所有国标都是对的！

预制直埋式保温管件的标准还是要参考CEN Pr EN253，480，488等标准！

首先钢制弯头有直管段，可以合理的弯头外护管和预制直埋式保温管端部外护管能电热熔套融接。

其次，中部有电热熔对接，预制直埋式无缝化保温弯头聚氨酯硬质泡沫厚度均匀，保温层能设置定位支架！

预制直埋式无缝化保温弯头端部钢管直管部分长度在满足施工条件的最短要求L：

预制直埋式无缝化保温弯头端部钢管裸露200mm！电热熔套密封每端搭接150mm，热缩带加强密封150mm。

整体热煨弯头直管段长度：

L=200＋150＋150=500mm。

高密度聚乙烯无缝弯头直管段最小长度，满足电热熔套接头保温，电热熔套和预制直埋式保温管外护管搭接150mm，热缩带是柔性材料，可以考虑非平面热缩密封，可以是大曲率半径热缩，无缝化保温弯头聚乙烯外护管端部直管段长度150mm。

无缝化保温弯头聚乙烯外护管，中间切断，钢制弯头外捆扎设定保温层厚度的支架，内弧位置支架间隔不大于50mm，捆扎六道支架，套无缝化保温弯头外护管，聚氨酯硬质泡沫保温层厚度均匀，电热熔套焊接无缝管弯头外护管！

换道超车，预制自锚式自补偿承插接头球墨铸铁保温弯头，接头保温长度仅50mm，耐高温弹性保温材料，外防水耐高温弹性专用橡胶套密封，解决了预制无缝化保温弯头的不可实现的难题，做到保温管接头保温的预期寿命50年！

一个DN1400的热网，预制直埋式保温弯头接头保温外护管漏水，问题出现在无缝管弯头工作弯头没有直管段，外护管没有直管段，预制直埋式保温管直管部分外护管端部是垂直口，弯头部分外护管是马蹄口（椭圆口），电热熔套和弯头外护管搭接不是平行搭接，电热熔套接头保温100%不合格造成的接头保温漏水！

预制直埋式保温弯头外护管虾米弯建模：

外护管外径φ

弯头弯曲半径R₀

弯头要分割的份数夹角的一半α

要分的份数角度θ（弧度，分360份为π/360）

R₀=2.5D（假如弯曲半径2.5）

哑铃样板长边B

哑铃样板短边b

分份后哑铃对应高度h

建模：

B=2×（R₀＋φ/2）×tg（α）

b=2×（R₀－φ/2）×tg（α）

h=tg（α）×φ/2×（1－cosθ）

样板长度

L=π×φ

份数，假如5度一份

份数是360÷5=72分。

样板上间隔是

φ÷72

以2B和2b画长方形，按间隔做记号，在长方形中间画中线，记号做在中线上，按照b在记号处画平行线。

把建模计算的h，画在长方形对应的平行线上，在平行线上实际是把h的长度做标记。

连接这些标记，剪裁哑铃样板，哑铃样板曲线是连续光滑的，再把样板固定在外护管上划线做标记，用曲线锯切割塑料外护管，切割的哑铃虾米弯，反复对焊就是弯头。

如果弯头小，可以去10度一份，分份就是全周长36份。

刚上班，撅在地上用白板纸画样板，但大弯头样板太难画，30年前我给样板建模。

弯曲半径是变量，外护管外径是变量，弯头虾米弯节数是变量，前提是预制直埋式保温弯头保温层厚度在虾米弯内最薄不允许小于聚氨酯保温层理论厚度的1/3。

建模的优势，各种变量都可以进入公式，不用再放大样，放大样实际也不准，丁字尺用根部没问题，用在末梢，很难测准！

之所以建模不保密，因为全国预制直埋式保温管企业都没有工程师，有工程师也二了八蛋的，高等数学也二五眼！

如何把热网建设的耐用，设计院，保温管制造企业，热网施工组织设计要联动。

二次网，DN250以下，选PR—ET保温管做无补偿直埋敷设，寿命不小于50年，DN300以上选预制保温球墨铸铁保温管做直埋敷设，无机防腐层，减阻防腐，耐腐蚀，自锚式自补偿，根除热应力腐蚀和化学腐蚀电化学腐蚀CO₂腐蚀微生物腐蚀，预期寿命不小于50年，小区二次网架空用预制螺旋风管保温管，工作管用PE—RT或加厚无缝管。

一次网热力管网更新，用无机防腐涂层自锚式自补偿预制球墨铸铁保温管，内减阻内防腐，适应“以电定热”的供回水温度频繁变化的轴向应力变化产生的轴向应变，克服疲劳寿命造成的工作管爆管，以及腐蚀爆管！

同时缩短施工周期，降低道路交通受影响的时间段。

提高人民幸福感和获得感，不是一个口号，玩落到实处！

去东北省一个大城市，和央企的一个全产业链的供热企业聊天，他们掌控着一个城市绝大部分的居民供热，供热开始10天，主管网爆管30次，市领导如坐针毡！

问题不难解决，热网升温，管网热位移在哪里吸收；热网不产生热位移，如何降低工作钢管的热应力，使热网轴向热应力在许用应力的范围以内。

他们热网爆管的根本是热网设计水平，如果采取预制直埋式保温管预应力无补偿直埋敷设，如果采取预制直埋式保温管一次性补偿器无补偿直埋敷设，他们的热网预期寿命不小于30年，并且热网也不会爆管。

采用预制直埋式保温管有补偿直埋敷设，补偿器外防水做不到，补偿器夹层进水汽化，地下水负离子浓度升高腐蚀补偿器，补偿器失效热网爆管；管底沉降不一致，补偿器失稳热网爆管；三通位置没在锚固点，剪切力三通撕裂焊口管网爆管。

他们热网爆管，有工作管化学腐蚀，电化学腐蚀，微生物腐蚀，CO₂腐蚀，热应力腐蚀，疲劳腐蚀，但这些因素，在他们热网爆管的诱因都不是关键，热电公司对介质腐蚀有完整的预防腐蚀的预案；他们热网爆管，除了预制直埋式保温管和保温管件不合格，突发大量多处热网爆管，关键是热网设计。

还有一个原因是预制直埋式保温管接头保温漏水，接头保温漏水，聚氨酯硬质泡沫碳化水解，地下水负离子浓度升高，在温度较高的环境，工作钢管腐蚀速度加快，工作钢管壁厚减薄，受轴向热应力的受力截面积减小造成应力爆管！

长安街热网爆管，是热网到了预期的使用寿命，长安街是88年以后敷设的预制直埋式保温管，预制直埋式保温管预期寿命30年，是根据应力腐蚀，化学腐蚀，电化学腐蚀，微生物腐蚀，CO₂腐蚀，金属疲劳腐蚀多因素综合，预制直埋式保温管直埋敷设管网工作钢管预期寿命30年，管网已经超期服役，热网爆管在所难免。

在重大交通干道直埋敷设热网，以及以后更换新的热网，首先要考虑热网预期寿命能否达到50年，其次是工作面积占地少，边敷设管道，边回填管沟恢复路面，减少交通堵塞是必须考虑的因素！

预制直埋式保温管直埋敷设分预制直埋式保温管无补偿直埋敷设和预制直埋式保温管有补偿直埋敷设，有补偿直埋敷设基本都爆管了，那剩下的就是无补偿直埋敷设，预制直埋式保温管无补偿直埋敷设包括：预制直埋式保温管冷安装无补偿直埋敷设，预制直埋式保温管一次性补偿器无补偿直埋敷设，预制直埋式保温管预应力无补偿直埋敷设；第一种基本用在二次网，第二种适合城市市区热网敷设，占地少，恢复路面快，给交通带来的压力小，第三种适合长输热网郊区段，可以敞槽施工。

以上是解决热网施工的常识，但提高热网预制直埋式保温管预期寿命还是做不到50年，因为到目前为止，工作钢管的内防腐根本就没有解决，最简单的腐蚀裕量计算，和几个专家探讨时，他们一脸懵逼！

能实现管道安装占地少时间段，热网预期寿命不小于50年条件的，只有自锚式自补偿承插口球墨铸铁保温管，理由：

1.自锚式自补偿承插口球墨铸铁保温管工作管接头，每个口在10分钟以内。

2.自锚式自补偿承插口球墨铸铁保温管接头保温，弹性密封防水保温，接头补口在10分钟以内。

3.每个工作面，施工进度500米/天，边开挖边敷设管道，边回填，施工措施简单。

4.保温管工作管内衬无机防腐材料，不锈蚀不结垢，线性膨胀系数和工作管一致，工作管外壁120g镀锌层保护，假如外护管漏水地下水腐蚀工作管外壁，腐蚀寿命大于钢管腐蚀寿命十倍（有外护管泄露检测，随时更换或修复外护管）。内壁没有化学腐蚀，管系不连续金属接触，形不成正负极，没有电化学腐蚀，内壁是非金属，没有微生物腐蚀和CO₂腐蚀，自锚式自补偿承插口球墨铸铁保温管单根管自补偿，工作管轴向热应力几乎为零，没有应力腐蚀。

5.自锚式自补偿承插口球墨铸铁保温管接头保温，保温材料是弹性无机耐高温材料，外密封是弹性密封，不存在接头保温漏水腐蚀工作管。

每个环节的理论计算都在《保温管科技》中，不再长篇累牍的重复。

综上所述，新热网材料选择，热网设计，热网施工组织设计，从根本上颠覆了预制直埋式保温管直埋敷设的体系！

集中供热的睾丸在哪里？

预制直埋式保温管直埋敷设——设计院不会设计！

预制直埋式保温管和预制直埋式保温管件——产品造假！

预制直埋式保温管直埋敷设施工组织设计——施工企业不会！

预制直埋式保温管直埋敷设管网爆管——只有爆管后被动抢修！

为什么换道超车？参考这四个面临的问题：

1.热网设计上的问题产生的热网爆管。

预制直埋式保温管直埋敷设，分预制直埋式保温管无补偿直埋敷设，预制直埋式保温管有补偿直埋敷设；预制直埋式保温管无补偿直埋敷设又分冷安装无补偿直埋敷设，一次性补偿器无补偿直埋敷设，预应力无补偿直埋敷设。

球墨铸铁保温管自锚式自补偿承插接头球墨铸铁保温管直埋敷设。

设计简单，设计院不需要太高的设计水平。

2.材料方面，外护管存在的残余应力爆管。

预制直埋式保温管，外护管存在轴向位移的残余应力开裂，自锚式自补偿承插接头球墨铸铁保温管外护管，弹性接头，外护管不连续，轴向位移不传递，减少外护管开裂的概率。

3.安装方面，传统安装，敞槽时间，回填材料。

预制直埋式保温管直埋敷设，除冷安装无补偿直埋敷设外，预应力无补偿直埋敷设要敞槽施工，施工周期长，无论是无补偿直埋敷设还是有补偿直埋敷设，对回填的要求是一样的，为了保障预制直埋式保温管直埋敷设保温管外护管与回填材料的摩擦系数，要回填砂，管道底部要不小于100mm垫层，胸腔填满，管顶也要回填砂至少100mm，来稳定的保障预制直埋式保温管直埋敷设工作钢管的轴向热应力被回填砂的摩擦力束缚住；自锚式自补偿承插接头球墨铸铁保温管，工作管不连续，自补偿，不在需要回填材料的摩擦力，节约回填砂数量。

预制直埋式保温管预应力无补偿直埋敷设，要敞槽很长距离，至少敞槽600米，沟槽的支护结构费用增大，不能及时回填恢复路面，影响交通；自锚式自补偿承插接头球墨铸铁保温管安装，可以边开槽边施工边回填，对支护结构费用可以降低，对道路交通的影响降低。

4.把预制直埋式保温管直埋敷设报警系统，升级为预警系统，通过对应力最集中的位置设置传感器，分析热网工作钢管的应力变化，测量流量变化预判工作管内部腐蚀结垢及壁厚变化，远传温度场变化，预判外护管漏水和聚氨酯硬质泡沫碳化保温失效！

通过改变管系和预警系统，来提高热网使用寿命，提前根除热网爆管风险！

集中供热热网爆管，采暖用户永远的痛！

1986年，国内首次引进预制直埋式保温管，国内开启了预制直埋式保温管直埋敷设热网集中供热模式，到目前国内寒冷地区基本都实现集中供热，为居民提供热源，抵御寒冷天气给居民带来的不适温暖过冬。

伴随预制直埋式保温管的引进，预制直埋式保温管直埋敷设设计规程，预制直埋式保温管产品标准（非等效采标），预制直埋式保温管直埋敷设施工规范，预制直埋式保温管直埋敷设施工验收规范等相应的热网设计，产品制造，热网施工等技术项目发布，形成一个完整的体系，于86年，87年，乃至90年敷设的热网相继投入使用，这些热网已经到了或接近热网设计寿命，但同一个特点就是热网都没有爆管！

预制直埋式保温管直埋敷设设计侧：

预制直埋式保温管冷安装无补偿直埋敷设设计，预制直埋式保温管一次性补偿器无补偿直埋敷设，预制直埋式保温管预应力无补偿直埋敷设，采用这三种预制直埋式保温管无补偿直埋敷设的设计，就是合理的使用预制直埋式保温管直埋敷设保温管的工作钢管的许用应力，土壤摩擦力，摩擦长度计算，自由段和锚固段的各种力学计算，把工作钢管的许用应力一直控制在一个允许的合理范围以内。

预制直埋式保温管有补偿直埋敷设管网设计，是把工作钢管的轴向热应力降到更低，却忽略了管底沉降造成的补偿器轴向失稳，补偿器失效问题，预制直埋式保温管有补偿直埋敷设，几乎在热网运行一两个采暖期就爆管了。

预制直埋式保温管产品侧：

预制直埋式保温管直埋敷设管网有转向分支，要采用预制直埋式保温弯头和预制直埋式保温三通，预制直埋式保温变径，弯头三通和变径，是应力最集中的地方，这些管件的补强做没做，怎么做，全国99.99%的保温管制造企业根本不会做！因为管件应力开裂造成热网爆管事故比比皆是。再就是预制直埋式保温管直埋敷设保温管接头保温漏水，预制直埋式保温管有补偿直埋敷设预制直埋式补偿器接头保温漏水造成的工作管外部腐蚀工作钢管腐蚀爆管。

预制直埋式保温管直埋敷设施工侧：

预制直埋式保温管直埋敷设，槽底平整无扰槽，回填砂垫层，干槽作业，还槽时回填砂垫层，管顶回填砂，预制直埋式保温管接头保温验收，90%的预制直埋式保温管直埋敷设施工组织设计不合格。

更具体的文章参阅《保温管科技》。

热网爆管后，鸡一嘴鸭一嘴，都是再往外推责任，实际产生爆管的原因，就是以上几个环节，热网设计是主因，预制直埋式保温管和预制直埋式保温管件造假难脱其鸠！

今后如何杜绝热网爆管，热网预期寿命达到50年，热网免维护维修？采用自锚式自补偿承插口球墨铸铁保温管直埋敷设，一切热网爆管都解决了！

分析一下连云港预制直埋式保温管直埋敷设管网爆管。

我们都不在现场，也不知道热网敷设时间，也不知道供热供回水温度，暂且按照一般江苏常见的热网爆管分析。

江苏省盛产补偿器，所有预制直埋式保温管直埋敷设管网都做有补偿直埋敷设，预制直埋式保温补偿器自由活动部分不防水，地下水通过补偿器活动端间隙进入波纹补偿器的空腔，地下水反复汽化，离子浓度升高腐蚀波纹补偿器，补偿器失效热网爆管，在预制直埋式保温管有补偿直埋敷设管网爆管事故中，补偿器失效爆管所占比例大于60%！

连云港地质条件，地下水位高，预制直埋式保温管直埋敷设管网接头保温漏水，接头保温聚氨酯硬质泡沫碳化水解，地下水离子浓度升高，腐蚀工作钢管热网爆管，这种现象在沿海城市集中供热热网爆管所占比例居高不下。

预制直埋式保温管直埋敷设管网系统，工作管内壁化学腐蚀，电化学腐蚀，微生物腐蚀，CO₂腐蚀，热应力腐蚀，应力疲劳腐蚀，是综合考虑的预制直埋式保温管直埋敷设管网的预期寿命，这些因素在预制直埋式保温管直埋敷设管网全寿命周期内，可能局部发生小的渗漏到不会爆管！

造成热网爆管的主要原因，预制直埋式保温管直埋敷设热网设计，热网选用的预制直埋式保温管和管件，预制直埋式保温管直埋敷设管网施工组织设计三方面。

解决办法，改善热网工作管轴向热应力环境，采用耐腐蚀工作管，保温管接头保温做好100%防水，并且寿命达到热网全寿命周期要求。

能全部满足以上条件的，仅自锚式自补偿承插口球墨铸铁保温管能做到，这样就避免了热网在全寿命周期内爆管！

自锚式自补偿承插口球墨铸铁保温管大口径长输热网执行机构（阀门）的革命！

传统的预制直埋式保温管直埋敷设（有补偿直埋敷设和无补偿直埋敷设），因为温差的原因，工作管都存在几十吨乃至上百吨的轴向力，连续的热网上执行机构（阀门的阀体）要传递轴向力，事毕焊接球阀的阀体要做特殊加强，不论是材质还是壁厚，甚至焊缝位置的受力都是重点，要传递轴向热应力，阀体还不能产生形变影响执行机构开启阻断，达到这些技术要求，增加了执行机构的成本；法兰连接的阀门，在修理更换阀门时，靠紧固螺栓紧固，非采暖季热网停车，采暖季热网温度波动大，法兰垫泄露；以电定热的供热系统，供热介质温度变化频繁，一天一次温度变化，轴向热应力也同时变化，作用在法兰垫的作用力同时受到不同的工作管轴向热应力的变化，拼于奔命的法兰垫疲劳受损失效。

新赛道，自锚式自补偿承插口球墨铸铁保温管，非连续的管系自补偿，工作管轴向热应力为零，传递给执行机构（阀门）的轴向热应力，不因为供热介质温度变化执行机构受力变化，不论是焊接阀门或法兰连接阀门，没有受工作钢管轴向热应力产生的形变的轴向力的变化，球阀的阀体不用做特殊的加强，法兰连接的阀门的法兰垫也不会因为轴向力产生疲劳，维修更换也简单实现。

长输热网爆管，供热企业永远的痛！

热网爆管原因很多，热网设计，预制直埋式保温管产品质量，预制直埋式保温管直埋敷设施工组织设计等等，还有工作管应力问题，腐蚀问题，高密度聚乙烯外护管开裂问题，聚氨酯硬质泡沫碳化问题，预制直埋式保温管接头保温问题等等。

热网设计问题，是预制直埋式保温管无补偿直埋敷设还是预制直埋式保温管有补偿直埋敷设（基本都爆管了）的选择。

预制直埋式保温管产品质量，高密度聚乙烯外护管开裂问题，是材料问题还是挤出工艺问题？聚氨酯硬质泡沫碳化，是原料问题还是密度问题？

预制直埋式保温管工作钢管腐蚀问题，有没有耐长期湿热老化的有机或无机的防腐涂料涂层？

预制直埋式保温管直埋敷设接头保温，是电热熔套接头保温还是电热熔套加热缩套加强密封防水？是热缩管加热缩带加强密封防水？有长期机械性能实验吗？

这里仅就最后一个问题展开：

预制直埋式保温管高密度聚乙烯外护管，材料是专用料，工艺合理，挤出的HDPE外护管拉伸强度合格断裂伸长率合格，在不同环境下，预制直埋式保温管预期寿命30年，有实验验证吗？通过什么实验能让用户相信？

电热熔套接头保温，电热熔套和外护管拉伸强度实验和断裂伸长率实验合格，在直埋敷设不同的地下水环境下，是不是长期机械性能30年？如何用实验验证？

热缩管接头保温，气密试验合格，在不同的直埋敷设条件下，地下水的变化，热缩管长期机械性能能达到30年？如何证明？

无论是预制直埋式保温管外护管，电热熔套接头保温，电热熔套接头保温加热缩带加强密封，乃至热缩管加热缩套加强密封，都没有一个强有力的实验说明接头保温长期机械寿命！也无法说服用户相信接头保温寿命不小于30年。

怎么办？用什么实验验证我们做的接头保温长期机械寿命不小于30年？

砂箱实验，把预制直埋式保温管植入砂箱，模拟回填深度，粗砂，中沙，细砂；砂箱充水，淡水，污水，海水；预制直埋式保温管和保温管接头保温部分都寖泡在砂箱里，保温管预埋报警线，保温管内部充水，水介质升温125℃，冷却到10℃，模拟预制直埋式保温管直埋敷设实况，每升温降温为一个循环，做往复实验，记录实验次数和报警线报警的节点。

报警线报警后期判断，截断预制直埋式保温管实验段两端，管内循环水升压到热网设计运行压力的1.25倍，观察压力1小时内的变化，如果压力没变化，判断钢管焊口没有泄露，是接头保温或外护管泄露。

记录的循环实验次数，是一万次还是一万五千次。

预制直埋式保温管直埋敷设热网，在以电定热的供热大趋势下，每天热网介质波动一次，以4个月供暖期计算是120次，30年是30×120=3600次，如果砂箱实验没到3600次报警线就报警，预制直埋式保温管直埋敷设管网预期寿命就不能说是不小于30年！

如果砂箱实验大于3600×1.25=4500次，就可以用事实说明预制直埋式保温管外护管和接头保温寿命不小于30年。

如果砂箱实验大于10000次呢，大于15000次呢。

还有就是工作钢管的腐蚀寿命问题，另题论述。

如果工作管换乘无机内防腐自锚式自补偿承插口球墨铸铁保温管，工作管耐腐蚀70年，用砂箱实验验证，也做同样的沙箱实验。

欧洲有小口径的预制直埋式保温管直埋敷设砂箱实验，可我们的预制直埋式保温管管径放大一倍，砂箱实验在哪里？谁做了？

在我提出砂箱实验以前，大家可能都没听说过！

为什么张口闭口预制直埋式保温管直埋敷设管网预期寿命30年？谁做实验了？

所有实验都是各种材料的单体实验数据！

有白面就能蒸出馒头？

所有实验细节属于保密状态，能告诉大家的，就是砂箱含水的PH值可调，负离子浓度可调，工作介质水质可调，PH值可调，离子浓度可调，所有数据采集连续采集，连续记录，联网可看直播。

砂箱实验同样可以测试预制直埋式保温管直埋敷设管网预期寿命，喷涂缠绕保温管直埋敷设管网预期寿命。

有了数据，供热企业才会相信你说的对不对，预制直埋式保温管直埋敷设保温管和保温管接头保温寿命是不是不小于30年或者50年乃至70年，达到这些预期寿命，各种材料的定型等。

这些环节不是分析原材料，是成品在实际应用场景下的预期寿命！

这样用户才踏踏实实的摸大腿！

集中供热热网爆管，技术数据短缺是一个严重的问题！

预制直埋式保温管直埋敷设分有补偿直埋敷设和无补偿直埋敷设，主要看温差！

运行温度T₂和施工温度T₁的温差ΔT，ΔT=T₂－T₁。

当ΔT达到一定值时，预制直埋式保温管直埋敷设工作钢管的许用应力［σs］小于最小屈服应力［σb］的某一个值时，预制直埋式保温管直埋敷设必须采用有补偿直埋敷设，有补偿直埋敷设仅仅是供水管，回水管不需要。

也可以做预制直埋式保温管预应力无补偿直埋敷设，也可以做预制直埋式保温管一次性补偿器无补偿直埋敷设，要比较三种型式的经济分析。

如果ΔT产生的轴向热应力小于某一个值时，可以做预制直埋式保温管无补偿直埋敷设。

预制直埋式保温管直埋敷设有补偿直埋敷设预制直埋式补偿器一定要做防水井，预制直埋式补偿器工作时，补偿器缩短伸长，缩短量或伸长量都在200mm～300mm，补偿器的保温防水部分，防水外护管脱裂，地下水进入补偿器保护套夹层，供水温度大于100℃，夹层里的水汽化2240倍，周围地下水升温，聚氨酯硬质泡沫碳化水解，负离子浓度升高腐蚀工作钢管。

补偿器井室要做密封防水井室，过墙套管也要密封防水，补偿器井室要处于干燥状态。

预制直埋式保温管有补偿直埋敷设，建议用一次性补偿器无补偿直埋敷设，一次性补偿器设临时井室，热网运行时一次性补偿器工作，到一定补偿量（理论计算，补偿量按照ΔT/2时温度变化产生的位移量）后，焊死一次性补偿器，补偿器部分防腐保温，回填临时井。

回水加设补偿器就是邪教！

冰天雪地的，预制直埋式保温管有补偿直埋敷设预应力无补偿直埋敷设就是邪教！

一次网运行温度提温要考虑的几个问题：

一次网能不能提温，提温多少？提温后热网是否安全？

一次网设计供回水温度125℃/75℃，基本都是这个参数，决定这个参数的基础是聚氨酯硬质泡沫耐温125℃，峰值是142℃。

1.首先考虑预制直埋式保温管直埋敷设的敷设方式：是预制直埋式保温管预应力无补偿直埋敷设，是预制直埋式保温管一次性补偿器无补偿直埋敷设，还是预制直埋式保温管有补偿直埋敷设。

预制直埋式保温管预应力无补偿直埋敷设和预制直埋式保温管一次性补偿器无补偿直埋敷设，供水温度是不是按照125℃设计的？再有是预制直埋式保温管有补偿直埋敷设，设计的运行温度下的补偿器补偿量。

2.预制直埋式保温管直埋敷设保温管聚氨酯硬质泡沫耐温？

聚氨酯硬质泡沫耐温与聚氨酯硬质泡沫的密度直接相关，用汉诺威（诺丁汉）的聚氨酯硬质泡沫耐温长期机械性能实验，都是聚氨酯硬质泡沫密度是不小于60kg/m³，在此前提条件的耐温和寿命。

预制直埋式保温管管件和预制直埋式保温管接头保温，聚氨酯硬质泡沫密度在38kg/m³～45kg/m³之间，此时的聚氨酯耐温80℃左右，甚至在80℃时，聚氨酯硬质泡沫已经开始碳化。

国内预制直埋式保温管企业，单独为预制直埋式保温管件和预制直埋式保温管接头保温单独设计聚氨酯硬质泡沫密度的厂家不超过十家，单独设计的聚氨酯硬质泡沫自由发泡密度是60kg/m³，99.99%的保温管厂家预制直埋式保温管件和预制直埋式保温管接头保温的聚氨酯硬质泡沫原料，使用的是预制直埋式保温管的直管料；耐温达不到设计要求的125℃！

3.如何验证预制直埋式保温管直埋敷设保温管的接头保温和预制直埋式保温管件是否聚氨酯硬质泡沫已经碳化？

正在运行的管网，夜间用热成像测量一段长度的地表温度，观察地表温度变化来判断预制直埋式保温管直埋敷设保温管的保温层保温效果，如果有规律的地表温度变化，那就是预制直埋式保温管聚氨酯硬质泡沫在某些固定位置已经碳化，但不排除整个热网预制直埋式保温管聚氨酯硬质泡沫碳化，因为用的聚氨酯原料不一样，热网运行温度100℃时，预制直埋式保温管聚氨酯硬质泡沫已经开始碳化，原因不外乎是聚氨酯硬质泡沫密度不达标，多甲基多苯基异氰酸酯（MDI）中掺了TDI。

无论是预制直埋式保温管聚氨酯硬质泡沫碳化还是预制直埋式保温管接头保温处聚氨酯硬质泡沫碳化，热网都不能再升温，提高用户温度，只能提高热介质的流速来实现。

换道超车，用自锚式自补偿承插口球墨铸铁保温管，首先不用考虑热网提温时的工作管轴向热应力变化，其次是自锚式自补偿承插口球墨铸铁保温管接头保温，用的是耐温300℃的保温材料，自锚式自补偿承插口球墨铸铁保温管用的是喷涂缠绕工艺，聚氨酯硬质泡沫密度远远大于65kg/m³，不存在运行温度125℃时的聚氨酯硬质泡沫碳化！接头保温距离20mm耐高温无机保温材料，在热网运行130℃时，无机绝热材料长期机械性能超过10000小时，预期寿命大于70年！

全国各地热网爆管此起彼伏，那是过去式，今年开始，预制直埋式保温管直埋敷设热网爆管又讲成数量级的激增。

原因：

第一，今年以前的热电联产是以热定电，保供热，热网升温降温是按照天气变化，逐步升温逐步降温的过程，无论是升温还是降温，频次少，过程缓慢，预制直埋式保温管直埋敷设热网工作钢管的轴向热应力缓慢的升降，延长钢管的疲劳寿命；预制直埋式保温管有补偿直埋敷设，补偿器失效爆管，专题介绍。

第二，今年以后的热电联产预制直埋式保温管直埋敷设管网，由于以电定热，随上网电价格因素影响，抽气供热也随着波动，波动频次是天天波动，预制直埋式保温管无补偿直埋敷设，预制直埋式保温管有补偿直埋敷设，工作钢管的轴向热应力每天变化；预制直埋式保温管无补偿直埋敷设，锚固段的预制直埋式保温管工作钢管疲劳寿命极速下降；预制直埋式保温管有补偿直埋敷设，补偿器外防腐保温，外套漏水造成聚氨酯泡沫碳化水解分解负离子，补偿器失效爆管。

解决热网爆管的根本办法，更新保温管的型式，轴向热应力不影响工作管的应力变化，改变补偿方式，不用传统的预制直埋式保温补偿器！

如何做到？

采用自锚式自补偿承插口球墨铸铁保温管，运行温度变化，长度8.15米的球墨铸铁管产生位移被承插口吸收，轴向热应力几乎为零！

工作管的耐高温弹性密封圈，补偿量在8mm以内，在介质温度130℃时，疲劳寿命大于50年，不内漏；外防腐保温，采用弹性橡胶套密封，弹性密封橡胶套，气密试验可以达到0.1Mpa，弹性疲劳寿命大于50年。

通过对比，解决热电联产大口径长输热网爆管的方法，首选的是保温管型式和材料。

计划经济和市场经济的区别，是各企业都有盈利点，都有可持续发展的动力！

徐州正在试压的预制直埋式保温管直埋敷设管网打压爆管！

徐州预制直埋式保温管规格DN1200，运行设计压力1.6Mpa，水压试验1.8Mpa时，补偿器爆管热网泄露，水泵抽水抽不脱。

徐州市长要求管网20号供热。

设计单位是徐州的设计院。

预制直埋式保温管有补偿直埋敷设水压试验前提：

预制直埋式保温管有补偿直埋敷设，管沟还槽标准，管底还砂垫层100mm，胸腔填砂，管顶100mm砂垫层，机械分层夯填管沟。

固定墩强度达到设计要求，按照《预制直埋式保温管直埋敷设施工规范》回填管沟。

补偿器一端是固定支墩，另一侧是自由端，自由端长度要大于摩擦长度。

摩擦长度计算，根据砂子和预制直埋式保温管外护管摩擦系数（取0.2），根据水压试验压力，计算自由端盲板力，预制直埋式保温管直埋敷设保温管累计长度的摩擦力要大于盲板力，才能进行预制直埋式保温管直埋敷设管网强度实验（1.5倍）和水压试验（1.25倍）。

管沟是淤泥，不适合做预制直埋式保温管有补偿直埋敷设，淤泥与预制直埋式保温管的摩擦系数大大小于0.15，没办法计算回填土和预制直埋式保温管的摩擦力！要么就补偿器按照补偿长度，两端设固定支墩。

补偿长度已知，温差已知，按照回填材料摩擦系数已知，补偿段长度计算：

ΔL=α×ΔT×L。

计算补偿段长度L。

按照计算的L补偿器两端设置固定墩，固定墩允许位移3～6mm，在计算补偿长度时，ΔL－12mm。

预制直埋式保温管无补偿直埋敷设规范，国内35年前就颁布实施，预制直埋式保温管有补偿直埋敷设规范，35年前也有规范。

固定墩的标准图37年前就引进了UPONOR ECOPIPE的图集。

东三省热网爆管存在的共性：

1.热网普遍采用预制直埋式保温管有补偿直埋敷设，补偿器失效爆管。

2.预制直埋式保温管直埋敷设，保温管保温层聚氨酯硬质泡沫密度低，聚氨酯硬质泡沫碳化爆管。

3.预制直埋式保温管直埋敷设接头保温用铁丝扎，接头套袖用1mm～2mm的卷材替代电熔套，接头保温进水聚氨酯硬质泡沫碳化爆管。

3.预制直埋式保温管直埋敷设接头保温，聚氨酯硬质泡沫密度低聚氨酯硬质泡沫碳化爆管。

4.预制直埋式保温管直埋敷设接头保温，不填充聚氨酯硬质泡沫，套袖漏水爆管。

5.预制直埋式保温管外护管全部再生料，外护管开裂爆管。

东三省一个明星城市，从开始供热到上周，一次性爆管30多次！

新赛道，自锚式自补偿承插口球墨铸铁保温管，喷涂缠绕，聚氨酯硬质泡沫密度大于60kg/m³，甚至密度在70kg/m³，聚氨酯硬质泡沫在热网运行125℃时不碳化，峰值142℃；缠绕聚乙烯外护管，完全是管道级高密度聚乙烯，外护管寿命大于50年不开裂，外护管各方向取样测试，断裂伸长率大于500%，拉伸强度大于19Mpa，满足国标要求。

以供水125℃，安装温度20℃计算，自锚式自补偿承插口球墨铸铁保温管热网非刚性连续性的特点，每个补偿段8.15米（单管长度）为例计算承插口最大补偿量：

ΔL=0.011×（125－20）×8=9.24（mm）。

补偿部分有承插口吸收，密封是弹性密封，密封材料130℃长期机械性能实验，寿命大于50年。

热网非刚性连接，运行后的轴向热应力几乎为零，热网应力爆管机率为零。

以电定热的经营模式，热网供热温度不再是连续升温，连续降温，预制直埋式保温管直埋敷设工作钢管受介意温度频繁变化轴向热应力频繁变化，钢管疲劳爆管。

自补偿承插口球墨铸铁保温管，因为是非连续刚性接头，介质温度变化，热应力转化为应变有承插口吸收，不会产品铸铁管疲劳爆管。

自补偿承插口球墨铸铁保温管接头保温，保温长度10mm～20mm，保温材料用耐温300℃的弹性保温层，密封材料用弹性橡胶套密封，宽度400mm的密封胶套，用不锈钢打包带扎紧，间距300mm，弹性橡胶套最大变形比：9.24÷300×100=3.08%。

橡胶套的弹性变形不小于400%，弹性橡胶套在弹性变形4%以内疲劳寿命大于1万次，满足自锚式自补偿承插口球墨铸铁保温管直埋敷设预期寿命50年的要求。

东三省和西北五省加中原大地的热网爆管是常态，亲临一个城市旅游，今年从供热开始到上周，供热一次网爆管大于30次，平均一天大于两处热网爆管！

按照实际发生的问题，有几个特殊案例，值得深思：

1.预制直埋式保温管直埋敷设管网，接头保温和预制直埋式保温管件外护管塑料焊接漏水！

DN1400和DN1200长输热网，预制直埋式保温管接头保温处漏水，电热熔套接头保温，电热熔套材质和高密度聚乙烯外护管材质不一致，电热熔套接头电热熔套和外护管焊接热熔不完全，造成接头保温漏水，聚氨酯硬质泡沫密度低两个原因，任何一个原因都能让接头保温漏水；电热熔套漏水，预制直埋式保温管直埋敷设，每个接头间距12米，钢管潜在位移量ΔL=0.012×100×12=14.4（mm），外护管随钢管位移，电热熔套热熔不完全，造成电热熔套和外护管焊接脱焊，地下水进入接头保温聚氨酯硬质泡沫层，聚氨酯硬质泡沫水解碳化；地下水接触工作钢管，地下水汽化，再次水解聚氨酯硬质泡沫，保温管接头处地下水负离子浓度升高，腐蚀工作管。

接头保温聚氨酯硬质泡沫，密度34kg/m³，热网运行，接头保温处聚氨酯硬质泡沫碳化，接头保温处的电热熔套升温老化，电热熔套焊接脱焊，地下水进入保温层接触工作钢管汽化，空间的热水汽化体积增大2240倍，撕裂电热熔套，接头保温处钢管裸露在负离子浓度高的环境加速工作管腐蚀。

预制直埋式保温管件塑料焊接，外护管焊不透，工作管件位移，撕裂管件外护管焊缝，地下水水解聚氨酯硬质泡沫，聚氨酯硬质泡沫碳化；例如DN1400预制直埋式保温弯头位置位移量，假如摩擦长度200米（可以计算），预制直埋式保温管直埋敷设弯头处位移量ΔL=0.012×100×200=240（mm），外护管虾米弯塑料焊接，很容易焊口撕裂；再就是预制直埋式保温弯头，聚氨酯硬质泡沫密度40kg/m³，热网工作温度，足以使聚氨酯硬质泡沫碳化，外套和工作弯头脱离，外护管受覆土压力变形，塑料焊接焊口撕裂。

2.DN1400热网长输几十公里，部分接头保温，没有填充聚氨酯硬质泡沫，接头保温漏水，水解预制直埋式保温管聚氨酯硬质泡沫，热网失效；部分保温管接头保温，聚氨酯硬质泡沫密度仅35kg/m³，接头保温聚氨酯硬质泡沫碳化，接头保温漏水。

3.预制直埋式保温管直埋敷设热网设计。

热网设计，可以是预制直埋式保温管无补偿直埋敷设设计，也可以是预制直埋式保温管有补偿直埋敷设设计，无可厚非。

预制直埋式保温管无补偿直埋敷设，是把工作钢管的许用应力利用上，根据温差产生的轴向热应力和许用应力的计算结果，可以用预制直埋式保温管冷安装无补偿直埋敷设，预制直埋式保温管预应力无补偿直埋敷设，预制直埋式保温管一次性补偿器无补偿直埋敷设。

所有按照预制直埋式保温管无补偿直埋敷设的热网，热网爆管事故接近零事故！

预制直埋式保温管有补偿直埋敷设，预制直埋式补偿器要设置在防水井内，预制直埋式保温管直埋敷设热网沉降一致，所有的预制直埋式保温管有补偿直埋敷设都没有做到，热网几乎100%爆管。

预制直埋式补偿器，用外护管做连续防水，补偿器直埋敷设，补偿器工作，补偿量位移量200mm～300mm，外护管不位移，聚乙烯外护管焊接焊口撕裂，外护管漏水，地下水进入补偿器夹层，水汽化，体积增大2240倍，再次撕裂外护管；反复汽化地下水，补偿器夹层负离子浓度升高，不锈钢波纹管在高负离子浓度的污水环境加速腐蚀，补偿器失效热网爆管！

以上三个例子，最后一个是今年的实例，还不止一个。

前面两个，是面对面聊天，用户谈的他们自己的热网，有正在抢修的，有上半年把预制直埋式保温管刨出来来维修的。

长输热网爆管分析

接头保温型式

1.预制直埋式保温管直埋敷设接头保温。

电热熔套接头保温，首先电热熔套材质和预制直埋式保温管外护管材质，熔融指数一致，材质本身是管道级高密度聚乙烯，电热熔套材质同样是管道级高密度聚乙烯，同排号。其次是电熔套热熔丝宽度大于等于六倍的预制直埋式保温管外护管厚度；再就是聚氨酯硬质泡沫密度要达到60kg/m³，聚氨酯是接头保温专用料，接头保温聚氨酯硬质泡沫耐温不低于125℃；自由段单位长度保温管轴向伸长ΔL：

ΔL=α×ΔT×1

=0.012×（120－20）×1=1.2（mm/m）

每根管伸长量

ΔL₁=1.2×12=14.4（mm）。

电热熔套融接长度大于等于六倍外护管厚度，能连续传递外护管轴向应变。

高密度聚乙烯弹性模量相比工作钢管的弹性模量不在一个数量级，同样聚氨酯硬质泡沫弹性模量相比工作钢管弹性模量不在一个数量级，聚氨酯硬质泡沫和高密度聚乙烯外护管随工作钢管的热位移一起移动。

为防止电热熔套和外护管焊接脱焊，在电热熔套和预制直埋式保温管外护管搭接处，用宽度300mm的热缩套加强密封防水，防止接头保温聚氨酯硬质泡沫进水水解碳化腐蚀工作钢管，热网爆管。

2.自锚式自补偿承插口球墨铸铁保温管接头保温。

自补偿承插口球墨铸铁保温管单只保温管，管端裸露聚氨酯硬质泡沫部分，首先用热缩帽密封防水，单只自补偿承插口球墨铸铁保温管的保温层是独立腔体。

承插口处接头处，内密封是专用密封圈，供水温度130℃是使用寿命是52年。

承插口外接头保温，轴向保温层长度20mm～30mm，保温材料导热系数0.017W/m²•K。憎水防水，耐温大于300℃。

承插口接头保温防水，采用整体专用弹性橡胶套，橡胶套内部有3mm的凸环，防水橡胶套密封接头保温时，用宽度40mm的不锈钢紧固带张紧，扎紧橡胶套，挤压橡胶套内接触面的凸环，凸环压强大于0.1Mpa，实现100%防水密封。

自补偿承插口球墨铸铁保温管管底埋深4米时，路面积水，对接头保温底部的水压0.04Mpa，接头保温防水密封橡胶套密封压强0.1Mpa，比地下管底水压大2.5倍。

橡胶套为有机材料，耐酸碱盐，在地下水寖泡使用寿命不小于50年。

接头保温橡胶密封套为弹性材料，承插口球墨铸铁保温管每根8米，接头处极限位移量ΔL：

ΔL=0.011×（120－20）×8=8.8（mm）

橡胶密封套宽度400mm，两条不锈钢紧固带之间间距300mm，弹性伸长率：

ξ=8.8÷300×100=3%。

是弹性橡胶套允许弹性伸长率的1%不到。

弹性橡胶套从耐环境腐蚀寖泡到弹性疲劳，都能满足自补偿承插口球墨铸铁保温管直埋敷设保温管预期寿命50年的要求。

接头保温密封橡胶套加钱密封，用宽度600mm，厚度2mm的热缩套，覆盖宽度400mm的密封橡胶套，做到双防水密封！

沿海核电厂供热路径：

热源，核电厂首站。

方式：

单管水热同传，介质是淡化海水。

一次网供回水循环，介质是地表水。

保温管工作管选择：

钢管和球墨铸铁管。

1.钢管

钢管的抗腐蚀性，钢管采用有机内涂层防腐，由于有机涂料的针孔腐蚀，焊口处的内涂层焊接时碳化等种种原因，国内外还没有过关的热水钢管内涂层，无论是淡水还是淡化海水。

2.球墨铸铁管

球墨铸铁管材质，比钢管材质抗氧化腐蚀，化学腐蚀，电化学腐蚀性能提高，特别是球墨铸铁管是承插接头，承插接头没有绝缘橡胶密封圈绝缘，形成电化学腐蚀的原电池电子交换有障碍，微生物腐蚀和CO₂腐蚀，球墨铸铁管内表面，是无机层防腐，不锈蚀不结垢，不产生微生物，无机物防腐层也不产生CO₂腐蚀。

单纯从寿命讲，钢管有热应力腐蚀和各种腐蚀，热水管网钢管预期寿命30年；球墨铸铁管，没有热应力腐蚀和各种化学腐蚀，热水管网预期寿命大于50年。

应用场景

沿海岸敷设，道路崎岖不平，道路九曲十八弯，采用预制直埋式保温管直埋敷设，增加无数大倍率保温弯头，自补偿承插口球墨铸铁保温管，每个承插接头处，允许3°左右的转角，解决了项目投资。

水热同传

淡化海水对钢管的腐蚀还没有办法解决，球墨铸铁管可以远距离输送淡化海水。

施工周期

预制直埋式保温管无补偿直埋敷设，预应力无补偿直埋敷设，要求敞槽施工，一次性补偿器无补偿直埋敷设，管线折角多，补偿器失效爆管；自补偿承插口球墨铸铁保温管直埋敷设，不需要预应力无补偿直埋敷设，也不需要一次性补偿器无补偿直埋敷设，可以边开挖管沟边对接管道边回填管沟；因为自补偿承插口球墨铸铁保温管不需要外护管传递摩擦力，所以可以用素土回填，减少素土外运和回填砂垫层。

施工周期

预制直埋式保温管焊接施工，探伤，打压，周期长，施工进度慢；自锚式自补偿承插口球墨铸铁保温管，工作管承插接头，弹性密封接头保温，速度快，比传统的预制直埋式保温管施工速度快5～10倍，减少占地时间。

海底沉管敷设，前面有专题科普，不再介绍。

预制直埋式保温管河底沉管过河施工组织设计：

第一步，计算预制直埋式保温管参数，例如DN1200保温管，规格φ1220×14/φ1370×14，计算单位长度预制直埋式保温管总重。

1.钢管，直径φ₁=1220，壁厚δ₁=14，容重d₁=7850。

重量W₁：

W₁=（φ₁－δ₁）×δ₁×π×d₁

=（1220－14）×14×3.14×7850/1000000=416公斤/米。

2.聚氨酯硬质泡沫，保温厚度δ₂

δ₂=（1370－2×14－1220）/2=61（mm）。

聚氨酯硬质泡沫容重d₂60kg/立方米。

单位长度重量W₂：

W₂=（φ₁＋δ₂）×δ₂×π×d₂

=（1220＋61）×61×3.14×60/1000000=15kg/m。

3.高密度聚乙烯外护管单位重量

外护管外径φ₃=1370，壁厚δ₃=14，容重d₃=960。

单位长度重量W₃：

W₃=（1370－14）×14×3.14×960/1000000=57kg/m。

4.充水重量W₄：

钢管内径φ₄=1220－2×14=1192

充水体积V₄：

V₄=πφ₄²/4

=3.14×1.192×1.192/4=1.115m³

重量W₄=1.115×1000=1115kg/m。

充水后单位长度总重量W：

W=416＋15＋57＋1115=1603kg/米。

单位长度保温管体积

V₅=3.14×1.37×1.37/4=1.473立方米。

整体管容重d：

d=W/V₅=1.603/1.473=1088kg/m³。

通过计算，充水后的预制直埋式保温管整体容重大于水的容重，可以河底沉管，预制直埋式保温管不用配重！

第二部分，沉管过河施工组织设计。

1.浮桥式沉管过河施工组织设计。

2.河堤焊接整体吊装式沉管过河施工组织设计。

顶管过河和盾构过河略。

具体方案：

1.浮桥式沉管过河施工组织设计。

浮桥，是指有船对接浮桥，打桩架设浮桥，总之是能承重，突出河水水面的临时工作面。

把要沉底过河敷设的预制直埋式保温管吊到浮桥上焊接，接头保温，两端按照敷设深度和预制直埋式保温管出水高度焊接预制直埋式保温弯头和出地管，所有接头保温用电热熔套接头保温加热缩套加强密封防水，按照DN1200工作钢管的允许挠度和起吊重量，选择吊车数量和起吊点，距离浮桥一定距离开挖管沟，吊车同时起吊，悬吊在沉河位置水面以上，管道注水，边注水，预制直埋式保温管边下沉，一直沉到河底管沟，两根管施工组织设计一致，管沟不用回填，河道中水流会填平管沟。

2.河堤焊接整体吊装式沉管过河施工组织设计。

河堤焊接吊装沉管，和浮桥施工组织设计方法一致，吊装时预设吊车位置即可。

预制直埋式保温管河底沉管过河，预制直埋式保温管管顶埋深设计，不通航平原河道，管顶埋深按照水利部门要求的河道槽底深度以下200毫米；通航河道管顶埋深以河道槽底深度管顶覆土1000毫米；泄洪河道，按照冲击深度，管顶覆土冲击深度加1000毫米。

球墨铸铁保温管接头，内外弹性密封

内密封：

新兴铸管专用橡胶圈密封，密封圈一段有强度要求，支撑两端承插口球墨铸铁同轴，另一端是弹性材料；设计的橡胶密封圈，和铸铁管的接触面经过严格计算，突出在宽度上，能承受两端管不同沉降的重量；内贴合面和承插口的凹槽紧密结合，橡胶密封圈的密封面，设计为凹凸弧状，承插口装配时，凹凸弧面受压变形，起到弹性密封的效果；橡胶密封圈和介质接触端为弹性材料，介质压力提高，橡胶密封圈变形，密封效果加强；橡胶密封圈的宽度，同时保障承插时，橡胶密封圈不翻滚，各密封面起到设计预期的密封效果。

外密封

采用专用橡胶套密封，借助橡胶套的弹性，和橡胶套内侧的凸起的一体的密封凸出齿，接头保温做完后，套上密封橡胶套，用宽度40mm的不锈钢打包带扎紧橡胶套，使橡胶套内侧环装凸齿弹性变形起到密封作用。

球墨铸铁保温管直埋敷设承插口自补偿长度计算，举例，安装温度T₁=20℃，运行温度T₂=120℃，球墨铸铁管长度8米，自补偿量ΔL：

ΔL=0.011×（120－20）×8=8.8（mm）

承插口极限的自补偿量，也不过10mm，内密封的橡胶圈凹凸部分弹性变形至少5mm，轴向滑动几乎微乎其微；外密封橡胶套，两个不锈钢打包带距离200mm，最大补偿8.8mm，伸长率计算ΔS：

ΔS=8.8÷200×100=4.4%。

橡胶套断裂伸长率远远大于200%，伸长率在4.4%时，安全运行大于10000次！

这就是球墨铸体保温管直埋敷设接头保温不漏水的诀窍！

加固型球墨铸铁保温管直埋敷设接头保温

在原来接头保温的基础上，用宽度大于橡胶套宽200mm的热缩套，在橡胶套的外侧热缩，热缩套和球墨铸铁保温管外护管的粘接宽度100mm，大于球墨铸铁保温管外护管厚度10倍，起到加强密封及保护不锈钢打包带不受地下水腐蚀。

加强密封的接头保温外防水寿命大于50年！

钢管热膨胀系数是12×10⁻⁶m/m•℃；聚氨酯硬质泡沫热膨胀系数是180×10⁻⁶m／m•℃；高密度聚乙烯外护管热膨胀系数是220×10⁻⁶m/m•℃。

预制直埋式保温管是钢管、聚氨酯硬质泡沫、高密度聚乙烯外护管组成的一个整体，在保温管工作时，温差ΔT变化，钢管产生应变，聚氨酯硬质泡沫的变化（聚氨酯硬质泡沫和钢管的粘接强度200kPa），高密度聚乙烯外护管的变化（聚氨酯硬质泡沫和高密度聚乙烯外护管粘接强度120kPa）的变化。

通过筒式传热，根据聚氨酯的导热系数0.033计算保温层径向温度降低，计算预制直埋式保温管的表面温度（预制直埋式保温管覆土深度，土壤在干湿条件下的导热系数），再根据聚氨酯硬质泡沫弹性模量，高密度聚乙烯外护管的弹性模量，计算三位一体保温管工作以后的状态。

要的数据是，预制直埋式保温管直埋敷设，钢管位移，是不是聚氨酯硬质泡沫和高密度聚乙烯外护管和钢管同步位移（热涨冷宿）？

理论计算用《传热学》、《筒式传热》中公式建模，很容易计算出来，波动大是土壤的导热系数和覆土深度。

如何用实验验证计算的准确性？

需要用砂箱实验，砂箱实验不是预制直埋式保温管的产品标准里的内容，但是预制直埋式保温管长期机械性能验证的一个实验手段，来佐证预制直埋式保温管直埋敷设热网保温管的预期使用寿命和喷涂缠绕保温管直埋敷设热网保温管的预期使用寿命，当然保温管产品标准里要求的参数一个都不能少，汇总到一起进行综合评价保温管直埋敷设热网保温管的预期使用寿命。

再就是保温管直埋敷设热网保温管工作时，三种材料脱层离鼓的验证，也需要做砂箱实验验证！

直埋预制保温层球墨铸铁保温管道接头保温密封验证：

工作管密封胶圈有密封胶圈的长期机械性能测试，外护管橡胶套同样有长期机械性能测试。

组合测试，在全寿命周期的接头内外密封长期机械性能测试，需要砂箱实验验证。

密闭的透明砂箱，长度8米，承插口在4米位置，保温管砂箱两端露出砂箱，管顶覆土（砂），注水灌满，管道连接热源，做120℃，20℃循环温度升温降温测试，保温层设报警线，漏水后报警，验证温度变化影响的接头处内渗漏和外部接头保温橡胶弹性防水泄露。

以热网一个采暖期供水温度变化50次，30个采暖期（预期30寿命）计算疲劳寿命，30年1500次。

检验实验装置内保温管接头强化疲劳寿命，安全系数取1.5倍，循环温度2250次后，内密封和外密封不渗漏为合格。

以2250次不泄露为基础，做3000次，4000次，5000次，10000次温度变化后的接头泄露实验，验证直埋预制保温层球墨铸铁供热管道预期寿命。

2024年以电定热以后，热网温度变化周期不再是以热定电时期，热网供水温度变化频次不再是一个采暖期逐步升温逐步降温的过程，是峰谷电价决定供热介质温度变化，在保障总热量输出（结算）量的同时，供热介质温度每天都波动，造成热网工作管温度变化轴向热应力变化对接头保温的考验！

预制直埋式保温管无补偿直埋敷设电预热技术

预制直埋式保温管无补偿直埋敷设电预热两个先决条件，首先满足敞槽施工，二是直埋段足够长！

电预热段，又分为电预热后两端固定，电预热前一端固定，电预热后两端都是自由端。

电预热后两端焊接固定，电预热长度计算：

计算预热温度T

T=T₁＋（T₂－T₁）/2

计算预热长度ΔL

ΔL=α×T×L=0.012×T×L

单位：mm

预热温度确定后，根据预制直埋式保温管直埋敷设长度L计算出预热后预制直埋式保温管伸长量ΔL（mm）。在预热伸长量达到计算值时，预热段和两端的预制直埋式保温管焊死。

一端固定

一端固定端，另一端自由端预热温度和预热长度选择，就需要计算自由端的回缩量，预热温度要提高。

自由端回缩量ΔL₁

计算预热温度下的摩擦长度L₁

ΔL₁=0.012×T×L₁（mm）

预热伸长量是∑L=ΔL＋ΔL₁

预热温度可以通过∑L来计算预热温度

∑L=0.012×ΔT₁×L

计算出一端自由端的预热温度ΔT₁。

按照ΔT₁的计算温度预热，也可以不参考ΔT₁而直接把预热伸长量作为参考。

预制直埋式保温管直埋敷设两端自由端的预热。

分别计算两端的回缩量ΔL₂，计算总的回缩量∑L。

∑L=ΔL＋2×ΔL₂

电预热时，参考∑L进行电预热，也可以通过∑L计算电预热温度。

∑L=0.012×ΔT₂×L

计算ΔT₂。

预制直埋式保温管无补偿直埋敷设电预热温度确定，基本就这三种路径，不分预制直埋式保温管直埋敷设两端的固定端和自由端，都按照第一种预热温度确定，电预热无补偿直埋敷设预热温度，就是胡鬼，假如预制直埋式保温管管网的预热长度不够，电预热就是无用功！

2000年以前，我就给预制直埋式保温管电预热无补偿直埋敷设预热温度和预热伸长量建模！

还槽前提前释放一半的应变，运行时降低一半轴向热应力，运行时的轴向热应力仅为许用应力［σ］得75%过更低，热网运行50年不爆管，热网运维费用为零，热网投资节约25%。

热网爆管此起彼伏，为什么？

大温差长输热网，都是各地区的重点工程，也是政府特别关注的低碳节能供热的重大关切项目！

集中供热，热源是成熟的心脏，用户有冻的流鼻涕的稳定热用户群，市场稳定，热网爆管就成了集中供热痛点！

暂且不提预制直埋式保温管直埋敷设热网设计，重点说预制直埋式保温管和热网系统。

预制直埋式保温管招标文件，要求堪比两弹一星要求的严格，实事上呢？

预制直埋式保温管工作钢管，采用国标钢管，完全满足9711的国标，材质不存在问题，壁厚呢？正负偏差，管端坡口，椭圆度，端部垂直等等。

预制直埋式保温管保温层，聚氨酯硬质泡沫，是CO₂发泡系统，还是环戊烷发泡系统，它们的密度和耐温怎么满足设计要求。

预制直埋式保温管外护管，用管道级高密度聚乙烯纯原料，外护管挤出成型的挤出机条件，螺杆长径比，冷却段长度，外护管的残余应力？

预制直埋式保温管聚氨酯浇注发泡，高压发泡机枪头出口压力，多甲基多苯基异氰酸酯和组合聚醚的混合充分程度，两种原料的比例，两种原料的温度参数？

预制直埋式保温管件，工作弯头是不是正火热煨，整体热煨的弯头直管段长度是否达标，预制直埋式保温三通，开孔是否轴向热应力加强，轴向热应力受力面积加强，预制直埋式保温变径轴向热应力加强等！

预制直埋式保温管注料孔的密封，热融堵的型式，是薄壁中空还是实心，是否有加强防水密封热缩固定片？

预制直埋式保温管接头保温，电热熔套融合程度，气密试验情况，气密试验合格后，预制直埋式保温管直埋敷设热网接头保温长期机械性能，接头保温电热熔套焊口需不需要热缩套加强防水，热缩套基材是辐射交联还是化学交联，热熔胶是否添加抗氧剂？

再简单阐述预制直埋式保温管直埋敷设热网施工：热网施工是不是干槽作业，槽底铺砂垫层，胸腔还砂，管顶还砂，自由端还砂，预制直埋式保温管直埋敷设覆土深度，还槽夯填密实度，预制直埋式保温管直埋敷设热网应力集中位置的处理，热网自由端位置回填材料的选择等。

预制直埋式保温管无补偿直埋敷设分冷态无补偿直埋敷设，一次性补偿器无补偿直埋敷设，预热无补偿直埋敷设三种。

在ΔT≤80℃时，采取冷态无补偿直埋敷设，这样热网投资最低。

原理是土壤摩擦力限制预制直埋式保温管热网运行时轴向热应力产生的位移，端部自由段靠预制直埋式保温弯头吸收一个摩擦段的位移量。

当ΔT≥80℃时，不释放部分位移来降低轴向热应力，轴向热应力大于工作钢管的许用应力［σ］，工作钢管会屈服变形，热网会产生爆管，解决办法是提前释放一部分位移或运行中释放一部分位移，降低轴向热应力。

第一个解决方法是供水管道在一定距离加装一个一次性补偿器，做临时井，运行一段时间，观察一次性补偿器的伸缩，补偿器在收缩到设计位置时，焊死一次性补偿器，补偿器做防腐保温，回填，临时井作废，这样轴向热应力降低一半，轴向热应力在许用应力［σ］以内运行，热网不会爆管，其中不用加固定支架，由土壤摩擦力建立驻点，这样不影响施工进度，热网投资增加在3%以内，热网预期寿命50年，不爆管，50年内热网运维费用为零。

第二个解决方案，是预制直埋式保温管无补偿直埋敷设，使用管道提前预热回填的方式，提前预热轴向热应力和应变，也是同样的道理，把回填温度设计到预热温度Ty，预热温度确定：Ty=（T₂－T₁）/2＋T₁；管网提前释放一半的轴向热应力，运行时的轴向压应力和停热时的轴向拉应力，都在许用应力［σ］范围以内，热网运行安全，热网投资比冷态无补偿直埋敷设要高3%～5%，热网寿命可达到50年的预期寿命，50年内热网不爆管，运维费用为零。

这三种方式的预制直埋式保温管无补偿直埋敷设的先决条件就是ΔT，还有施工条件限制，最好的无补偿直埋敷设选择，首选冷态无补偿直埋敷设，其次是一次性补偿器无补偿直埋敷设，最后是预热无补偿直埋敷设。

比有补偿直埋敷设，节约投资25%！

预制直埋式保温管聚氨酯硬质泡沫密度设计

第一是预制直埋式保温管直埋敷设时的抗压强度，第二是在设计的聚氨酯硬质泡沫在此密度时的导热系数，第三是聚氨酯硬质泡沫在此密度下的耐温，第四是聚氨酯硬质泡沫在此密度时和高密度聚乙烯外护管的衔接强度和工作钢管的衔接强度以判断预制直埋式保温管的整体性。

聚氨酯硬质泡沫密度60kg/m³时，聚氨酯硬质泡沫的导热系数是0.033W/m•K，不是聚氨酯硬质泡沫最小的导热系数，密度在50kg/m³时，导热系数更小，保温性能更好！

聚氨酯硬质泡沫密度在60kg/m³时，抗压强度不小于0.3Mpa，优于国标，抗压强度高，满足预制直埋式保温管直埋敷设热网的整体抗压，满足DN800预制直埋式保温管直埋敷设覆土0.8米，DN1600预制直埋式保温管直埋敷设覆土1.6米的强度要求。

聚氨酯硬质泡沫密度在60kg/m³时，耐温能达到142℃，密度低了，耐温达不到，聚氨酯硬质泡沫会在热网运行时碳化。

综合预制直埋式保温管直埋敷设热网的要求，才确定了聚氨酯硬质泡沫密度是60kg/m³，密度高了，聚氨酯硬质泡沫导热系数增加，密度低了，聚氨酯硬质泡沫和工作钢管及高密度聚乙烯外护管剪切刚度不够，整体保温管脱裤子，聚氨酯硬质泡沫密度低了，聚氨酯碳化，热网爆管！

预制直埋式保温管直埋敷设接头保温施工组织设计：

清理裸露钢管表面，清理预制直埋式保温管端部30cm外护管表面。

要求，钢管表面无油污，焊渣，杂物，灰尘；外护管表面无泥土，干燥，洁净。

根据电热熔套长度，计算电热熔套和外护管的搭接长度，划线。

要求电热熔套和保温管端部外护管搭接长度一致。

套电热熔套，电热熔套端部被压部分，用设备剥出30度角的斜边。

两端和中部用紧固带张紧电热熔套。

接通电源开始加热电热熔套，搭接处有热熔的高密度聚乙烯融化料，溢出料高度3mm，停止加热。

用φ28的扩孔器开注料孔，打压端头插入注料孔，气压0.02Mpa，用肥皂水涂焊口不冒泡，10分钟压力表不掉压为合格。

用φ28的扩孔器开排气孔。

计算保温空间的体积V

V=（φ＋δ）×δ×3.14×0.4。

注料重量G

G=V×60。

异氰酸酯：组合聚醚=1:1，搅拌10秒钟，从注料孔注料。

反应结束，聚氨酯硬质泡沫从注料孔和排气孔溢出，用木塞堵住注料孔和排气孔。

聚氨酯硬质泡沫熟化10分钟，取掉木塞，用φ32扩孔器给注料孔和排气孔扩孔。

用堵塞加热器，同时加热注料孔和排气孔，同时加热实心高密度聚乙烯堵塞，孔和堵塞表面融化，用堵塞封堵注料孔和排气孔。

用角磨机打磨堵塞裸露部分，用200×200，加热的固定片粘接封堵位置。

用热缩带和固定片密封电热熔套两端焊缝，用固定片密封电热熔套轴向焊缝。

预制直埋式保温管直埋敷设管网爆管，为什么？

1.工作钢管内壁化学腐蚀！

怎么解决？

涂敷防腐材料！

解决了吗？

没有！

目前还筛选不出来合适的涂敷的防腐材料！

防腐漆不行吗？

不行！

防腐漆涂敷以后，工作钢管内壁防腐漆长期寖泡，有针孔腐蚀！运行后，防腐漆和钢管受热，线胀系数不同步，防腐漆涂层脱落。

如何解决？

选用耐腐蚀材料，那就是球墨铸铁管，附加和球墨铸铁管线胀系数接近的耐高温的无机防腐涂料。

2.电化学腐蚀。

预制直埋式保温管直埋敷设，工作钢管是连续结构，杂散磁场作用工作钢管，形成电化学腐蚀。

怎么办？

选用分断的有绝缘材料隔断的球墨铸铁管做工作管，不能形成长距离的导体，也就克服部分电化学腐蚀，无机防腐材料本身，也不能形成正负极，就避免了热网工作管的电化学腐蚀。

3.微生物腐蚀

预制直埋式保温管直埋敷设管网，工作钢管长期寖泡，锈蚀结垢等，产生微生物腐蚀钢管，怎么解决？

球墨铸铁保温管工作管，内壁是无机防腐减阻层，长期寖泡不产生微生物，其它部分配套设施产生微生物，对无机防腐减阻层不产生腐蚀。

4.CO₂腐蚀

预制直埋式保温管直埋敷设管网，介质中CO₂腐蚀钢管。

如何解决？

介质中CO₂不腐蚀球墨铸铁内无机防腐减阻层。

5.应力腐蚀

预制直埋式保温管直埋敷设管网，工作时工作管产生轴向热应力，应力集中位置保管开裂褶皱。

怎么解决？

自补偿承插球墨铸铁保温管，每段都自补偿，锚固段预制球墨铸体保温管直埋敷设管网，轴向热应力接近零，不产生应力腐蚀。

6.疲劳爆管

预制直埋式保温管直埋敷设管网，因为热电联产热源输出温度频繁波动，预制直埋式保温管直埋敷设工作管受温度变化，轴向应力变化频繁造成工作钢管疲劳爆管。

怎么解决？

自锚式自补偿球墨铸铁保温管，承插柔性接头，温度变化变成位移量变化，轴向热应力永远处于最低状态，避免工作管疲劳爆管！

长输热网保温管直埋敷设历史：

1.1 供热保温管道概述

1.1.1 供热保温管道的定义

集中供热保温管，由输送介质的管道，其中包括钢管，球墨铸铁钢管，高密度聚乙烯管，增强玻璃钢管道等刚性疏水管道；保温材料主要是硬质聚氨酯泡沫，还有高温供水复合的纳米气凝胶毡；防腐材料，包括直埋敷设保温管外护管，选用高密度共聚聚乙烯专用料，管廊架空和室外架空的镀锌板螺旋风管。

1.1.2 供热保温管道的原理

供热保温管保温，是聚氨酯的微孔结构，壁薄，有强度，能抗压，壁薄，传热截面积小，阻断热传导；微孔，闭孔率高，泡孔结构内气体导热系数低，阻断对流传热，硬质聚氨酯泡沫保温厚度大于30mm，没有贯穿的通孔，没有辐射通道，阻断辐射热；解决大温差供热，供水温度大于硬质聚氨酯泡沫的使用温度，在工作钢管表面加一层10mm的气凝胶毡，纳米气凝胶毡也是微孔结构，二氧化硅气凝胶孔径接近空气分子直径，空气对流失去对流空间，二氧化硅气凝胶颗粒晶相整齐，晶相表面形成反射层，也组织热传导，对流传热和辐射传热；目前预制直埋保温管主要保温材料，还是硬质聚氨酯泡沫，依靠聚氨酯泡沫的微孔结构保温。

1.1.3 供热保温管道的分类

供热保温管道分类，一类是直埋敷设，一类是管廊或室外架空敷设；直埋敷设预制直埋保温管，有管中管两步法预制直埋保温管，有喷涂缠绕保温管，有喷涂缠绕玻璃钢保温管，有一步法保温管，一步法保温管因为各项指标不符合城镇集中供热保温管道质量要求，被逐步淘汰，黄夹克（玻璃钢）保温管，外护管防水不达标被取代。架空敷设保温管，基本被镀锌螺旋风管预制保温管取代了传统的黄夹克保温管，软质保温棉保温管，镀锌螺旋风管保温管，抗磕碰，阻燃，有一定机械强度，美观，目前是管廊架空保温管是室外架空保温管的主要用管。

1.2 供热保温管道技术研究现状

1.2.1 预制直埋式保温管技术

预制直埋保温管生产技术，引进于欧洲80年代的成熟技术，工作钢管，硬质聚氨酯泡沫保温材料，高密度聚乙烯外护管，1986年天津管道集团从欧洲引进了生产线和技术，开始生产预制直埋保温管，引进之前，天津已经从芬兰ECOPIPE进口了预制直埋保温管，用于天津城市集中供热，并且是穿越海河的沉管水下敷设，基于产品的优势，天津管道集团开始引进国际上最先进的设备和技术，生产预制直埋保温管，为国内集中供热提供保温管产品，1987年，哈尔滨东光机械厂军转民，引进预制直埋保温管生产线和技术；陆续进口芬兰预制直埋保温管的城市有牡丹江，鸡西，太原，石河子，运行30多年证明，产品预期寿命超过了30年，鉴于国内集中供热市场发展迅猛，预制直埋保温管需求量增加，北京豪特耐，沈阳久悦，大连凯威赫分别引进预制直埋保温管生产线和技术。1986年国内开始的城市集中供热用直埋敷设技术开始，全部用的预制直埋保温管。

1.2.2 喷涂缠绕保温管技术

喷涂缠绕保温管生产技术比预制直埋保温管生产技术在欧洲晚几年，到在80年代已经是成熟的生产技术，优势是，一台挤出机，能够挤出几个规格的保温管外护管的需求，预制直埋保温管，一台挤出机，要挤出不同规格的高密度聚乙烯外护管时，更换模具，调试参数，并且规格范围受到局限，一个生产企业，需要一系列不同规格挤出机；喷涂缠绕保温管挤出机就相对简单，挤出的塑料条（带），可以给不同规格的保温管包覆聚乙烯外护管；在国内引进第二条生产线时，哈尔滨东光机械厂反复论证，结论是喷涂缠绕保温管生产工艺，外护管螺旋缠绕搭缝粘接有风险，没有选择喷涂缠绕保温管生产工艺；国内大温差长输，预制直埋保温管直径达到1200，1400，1600等，大口径外护管挤出机投入大，占地也大，很多企业投资上有困难；因为热网长输管线长，口径大，用户在考虑热网投资成本，提出来保温层厚度和外护管厚度可以调整，喷涂缠绕保温管特点之一就是可以调整聚氨酯泡沫保温层厚度和聚乙烯外护管厚度，再就是一条生产线能满足很多规格保温管生产，占地小，基于这些特点，国内井喷式推广喷涂缠绕保温管生产工艺。

1.3 供热保温管道技术发展水平情况

直埋敷设保温管的主流，预制直埋保温管和喷涂缠绕保温管，两种工艺各有利弊，预制直埋保温管，高密度聚乙烯外护管提前加工，挤出工艺附加的聚乙烯外护管的残余应力得到释放，外护管开裂降低到最低，缺点是聚氨酯泡沫密度不均匀，喷涂缠绕保温管，连续生产，聚氨酯发泡熟化时间短，应力没有释放，聚乙烯缠绕，冷却段短，残余应力大，聚氨酯残余应力和聚乙烯残余应力叠加，外护管开裂风险大，优点是聚氨酯泡沫密度均匀。这两种生产工艺，预制直埋保温管，可以通过调整聚氨酯发泡原料的流动性和反应时间，改善聚氨酯泡沫密度不均匀的问题，喷涂缠绕保温管的聚氨酯熟化，可以把喷涂聚氨酯泡沫后，熟化时间加长释放应力，外护管材料改变聚乙烯的拉伸强度和断裂伸长率来克服残余应力开裂。

1.3.1 我国供热保温管道技术水平所处阶段

预制直埋保温管的引进消化吸收，时间长，积累的经验多，喷涂缠绕保温管生产工艺，在模仿的基础上，时间短，研发能力不够；整个保温管生产企业，技术人员占整个从业人员的比例不足0.1%，再就是保温管规格无限放大，没有任何实验数据。

1.3.2 与国外供热保温管道的技术差距

直埋敷设保温管，国内不论从数量上还是大规格上，远远超出国外，国外的热网，基本没有长输管线，直径都在DN1000以内，国外的技术和设备，也是围绕这DN1000以下的开发，国内复制国外技术，大口径外护管没有先例，没有可比性。

1.4 现有技术存在的问题

大口径预制直埋保温管开裂现象比较罕见，大口径喷涂缠绕保温管开裂现象要比预制直埋保温管多，问题出在大口径喷涂缠绕保温管外护管壁厚加厚时，聚氨酯泡沫保温层厚度加厚的残余应力，外护管壁厚加厚的残余应力叠加造成的开裂，如何消除这些残余应力或减小残余应力，避免外护管开裂，需要严格的材料筛选和工艺设计，需要做强化老化试验。

预应力安装的整体焊接：

预应力安装的实质是将一部分热胀变形在管线整体焊接前释放，可以采取设置一次性补偿器和预热的方法来实现预应力安装。

无论采取何种方式，在释放热胀变形的过程中，管道将承受摩擦阻力的作用。在设置一次性补偿器的方式中，释放热胀变形前先回填，管道将承受较大的土壤摩擦阻力。在预热方式中，虽然是敞口预热，但管道本身的自重也会产生摩擦阻力。因此，设计的预热温度仅是针对预应力管段的平均预热温度，为达到整体的预应力效果，实际焊接温度应大于设计的预热温度。

为了控制整体的预应力效果，整体焊接的条件不应按温度控制，而应按所释放的热胀变形量来控制。

预应力安装所释放的热胀变形量可按下式计算：

△L=L×(Tp-Te)×α

式中：

△L：设计释放的热变形，m；

L： 预应力安装的管段长度，m。对于一次性补偿器，为一次性补偿器两侧的驻点或固定点的间距；对于预热而言，为预热管段的长度。

Te：环境温度，℃；

Tp：设计预热温度，一般为设计供水温度T1和环境温度Te的平均值，℃；

α：钢材的线膨胀系数，取12×10⁻⁶m/(m℃)；

在设计中，还应注意以下几点：

设置一次性补偿器方式中，不同的一次性补偿器应根据各自的设计补偿量来决定是否焊接，而不是同时焊接。

预热方式中，前一个预热管段的收缩量应加到相连的后一个预热管段上。

摩擦长度计算：

摩擦长度的计算即：温差引起的钢管轴向力和一定长度的保温管产生的摩擦力相等时保温管的长度

轴向力F=E×α×（t2—t1）×A （003）

A：钢管管壁截面积（mm2）

摩擦力F=f×Lf （004）

F：每米管长的摩擦力（N/m）

Lf：摩擦长度（m）

在这一段内两力相等（长出摩擦长度部分不在有位移）

Lf= E×α×（t2—t1）×A/μ×ρ×g×(H+Dy)×π×Dy （005）

Μ：摩擦系数（0.2--0.4）

Ρ:回填材料密度（kg/m3）

G:重力加速度9.81（m/s2）

H:管顶覆土深度（m）

Dy:保温管外护管外径（mm）

预热温度计算：

无补偿直埋敷设，假如供水温度120℃，夏季敷设，施工温度20℃，如果电预热温度是：

T=T1+（T2－T1）/2=20+（120－20）/2=70℃。

预热价格，30万/公里。

假如不用电预热，用一次性补偿器，摩擦长度大管在300米左右，一次性补偿器双向补偿，600米一个，补偿量量为：

ΔL=α×L×ΔT=0.012×600×70=504mm。

一边焊接管道，一边打压还槽，把补偿器补偿量做好标记，管道伸长504mm，焊死补偿器，最小伸长量，120℃－80℃=40℃，温差80℃可以冷态无补偿敷设。

ΔL=α×L×ΔT=0.012×600×40=288mm。

就是说，这600米伸长288毫米，就能焊死一次性补偿器。

一次性补偿器不用担心它失稳和失效，价格也就几万元，并且仅供水总，更主要是不用晾槽！

不用补偿器，不用固定墩，热网主材投资节约10%以上，没有爆管风险，50年预制直埋式保温管供热管网运维费用为零！

预制直埋式保温跨越三通优化定型设计：

把跨越三通的支管方向，都定型为顺着水流方向，丁字口的90度夹角，改为顺流方向的30度夹角，从流体力学计算是正确的；90度夹角，支管回水汇入主管，形成湍流，也为主管回水形成阻力，支管回水形成一堵无形的水的阻力墙，第一增大回水阻力，第二干管里的杂质被回水阻力墙挡住，不利于回水干管排污；供水三通也是一样，按照水流方向夹角30焊接三通，供水由干管分配到支管一部分供水，跟都江堰分水鱼嘴一样，水流顺势而流，没增加任何阻力，90度夹角泽不同，供水要往从主管里分出一部分往支管里钻，除影响流速以外，还增大流体阻力！

奇葩天天有，热网何其多！

热力管按照自来水敷设，等着爆管！

干管轴向热应力，被墙限制位移，干管弯头处应力增大，弹性壁变成刚性臂，撕裂弯头！

在应力集中的弯头开孔，降低弯头强度，弯头被撕裂爆管！

支管轴向热应力使支管热位移（热胀冷缩大于100mm）没地方释放，死拉硬拽干管三通开孔，撕裂干管三通开孔和直管跨越三通弯头；这个位置接三通，干管还不补强，热网开车，很快热网爆管！

跨三的支管，满可以用整体乙字弯连接，减少支管弯头处焊口数量，支管和干管连接，支管（带直管段）斜45度斜接干管，减少所有焊接焊口的剪切力！

非驻点位置开三通，干管位移撕裂支管！没有补偿乙字弯的支管位移撕裂干管！

做了加强的干管弯头和三通，支管乙字弯三通，三通距离距离弯头处的距离，至少6～8米的弹性壁，吸收支管的位移，支管轴向力不会撕裂干管三通！

弯头，在预制直埋式保温管直埋敷设的热网里，就是一个不折不扣的补偿原件！预制直埋式保温弯头的补偿量，就是一个摩擦长度的伸长量，根据温差，管径，覆土深度，管沟还填的材料不同，摩擦长度也不同；摩擦长度一般就100m～200m，弯头的补偿量也就是100mm～200mm；这些参数都需要实际计算；

ΔL=α×ΔT×Lf（mm）。

既然预制直埋式保温弯头是补偿装置，弯头处一定不能开三通，开三通的位置，一定远在锚固点！

预制直埋式保温管直埋敷设的笑话！

像这破活，日鼓日鼓都是弯头，都是焊口，都是故障点！

弯头上开三通！支管上来的轴向力推拉弯头，干管上的轴向力和位移，推拉支管三通，供热以后管道的热应力产生的应变，几个方向开始扯！

弯头是应力最集中的地方，开个大洞，受力截面积被挖掉一大块，在轴向剪切力，轴向热应力，扭矩的作用下，很快热网爆管！

预制直埋式保温管接头保温，电热熔套和保温管热熔结合，电热熔管道级高密度聚乙烯材料和预制直埋式保温管外护管的管道级高密度聚乙烯，熔融指数一致或接近，熔融指数值相差不大于8%；电热熔套密封，密封程度及检测方法是气密性检验，陆地直埋敷设预制直埋式保温管，接头密封检验，气压0.03Mpa，海底沉管直埋敷设，气密性检验要提高到0.1Mpa；电热熔套，提供的是发泡时和覆土后承压的机械强度和密封防水性能；预制直埋式保温管生产过程中，聚乙烯外护管本身存在残余应力，聚氨酯浇注发泡产生残余应力；在残余应力释放过程中，外护管变短；接头保温处，热网运行，接头保温处钢管伸长0.4mm，电热熔套和预制直埋式保温管外护管产生切力，预制直埋式保温管外护管长度回缩5mm～10mm，同样产生电热熔套和预制直埋式保温管外护管的切力；热网工作时接头部分产生的0.4mm位移，供热水温变化，接头处的工作钢管0mm～0.4mm伸长，一直在变化，预制直埋式保温管外护管蠕变缩短周期，365天～720天，逐渐缩短，一个动态的剪切力和一个逐步增大的剪切力，撕裂电热熔套接头保温；电热熔套的生产方式，分子链排列方向与切力成90度，更容易撕裂电热熔套；对电热熔套的要求，原料方面，用管道级高密度聚乙烯，熔融指数一致或接近。加强防水措施，附加热缩套，做弹性密封，在回填材料的挤压下，越压越紧，热缩套和预制直埋式保温管之间不是机械密封，是弹性密封，不会被撕裂。

文章来源天津大学赵武芝老师《保温管科技》