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关于“塑套钢直埋蒸汽保温管的可靠性问题 承德市热力集团有限责任公司 张骐 摘要：根据应用经验、论证，在适宜的应用条件下，采取必要的技术措施，“塑套钢”直 埋蒸汽保温管的可靠性是有保证的。 关键词：聚乙烯外护管直埋蒸汽管道保温可靠性 一、前言 城镇集中供热的蒸汽管道敷设受到环保和路障的限制，直埋几乎成了唯一的选择。 蒸汽管道实现直埋敷设在我国仅有不到十年的历史。在早期试验应用中多采用塑料 外护管，人们称之为“塑套钢”，塑料外护管主要有高密度聚乙烯外护管和不饱和聚酯玻璃 钢两类。应用在地下水位较高的她区，出现了不少冒漏事故，有的不得不更换。因此，对 “塑套钢”的可靠性提出质疑，主张应用钢套管外护，即所谓的“钢套钢”。 应该说“钢套钢”在耐温、节点焊接可靠性等方面远优于“塑套钢”。但却有两个问题： 一是造价问题，在等同条件下，不含牺牲阳极保护，要比高密度聚乙烯贵约30％；二是腐 蚀寿命问题，据有关资料报道，按目前常用的环氧煤沥青防腐，在50—60℃的热环境下， 防腐层寿命仅8—10年。 我公司结合自己的应用环境和经济承受能力，蒸汽管道直埋选用了高密度聚乙烯“塑 套钢”。第一条管线(DN250)已正常运行三年，排潮管无一冒气；第二条管线也已正常运 行二年。因此，增强了我们的信心，在2001年新建DN400直埋蒸汽管道，仍设计选用这 种“塑套钢”复合保温结构。 二、把握施工中技术环节。保证“塑套锕”的可靠性 从工程实践中我们体会到，抓好下列技术环节，“塑套钢”的运行安全和使用寿命是可 以保证的。 1、把好聚乙烯外护管的质量关 聚乙烯密度不同，分子结构不同，因而性能有较大变化。例如密度太高，结晶度高．属 线性结构，短链分支为0。长链分支也为0，因此短链韧性低，不宜用做套管。 美国布郎教授从断裂力学的观点研究了聚乙烯使用寿命与材料的关系，得出的结论 是：在相同条件下，聚乙烯分子量越高，寿命越长；分子量越低，寿命越短。但分子量过高， 熔融指数减少，会给加工和挤出造成很大困难。 此外，分子结构支链的数量和长度也影响到材料的柔顺性、强度和耐环境应力开裂等 性能。 布郎教授在65．5。C环境下做了带不同支链结构的聚乙烯的应力一断裂时间曲线(见 图1) ·153· 50 65．5℃ 窖10 ＼ 鍪5 r 图1聚乙烯的应力一断裂时间曲线 图中表示了1000个碳原子中有4个支链、2个支链和不带支链三种条件的寿命情况 可见，不带支链的寿命要短得多。 表1 几种牌号聚乙烯的支化度比较 聚乙烯牌号 TR400 6300肘 J1340 支化度(％) 8．4 6．9 6．3 支化度高，具有较多的支链。从表I所列的几种高密度聚乙烯牌号的支化度比较来 看，应属zR一400为好，所以“塑套钢”聚乙烯的品种的选择是十分重要的。 为了保证实际使用效果。应对聚乙烯外保护套管的性能进行严格的检测。 除了常规的物理、力学性能检测，达到国家相关标准的要求外，对其耐温性能应进行 严格的检测鉴定。 对于管道专用的高密度聚乙烯，国内标准和德国DN30670—91标准规定最高使用温 度为70℃。可选材料能否达到这一要求。应该进行相关性能检测。例如： 压痕硬度 满足在70±2℃时，压痕深度≤O．33ram； 耐热老化性能 应检测在100。C下，4800h熔体指数的变化，其变化率≤35％。 2、认真做好管道的接点处理 国内外许多直埋蒸汽管道的冒漏事故主要是管道接点外护破损或滑脱引起外水渗入 保温层造成的。这类节点包括保温补口、固定支架、波纹管补偿器、弯头、三通以及疏水点 与直管段的外护接口，可以说，这都是直埋管道外护防水的薄弱环节。