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【PE-RT II型热力管】客户担心的工作管与聚氨酯热胀冷缩错位问题?

发布时间:2017-11-19
PE-RT II热力管宜采用直埋敷设,也可采用管沟或其他敷设方式,在直埋敷设过程中,很多供热单..

PE-RT II热力管宜采用直埋敷设,也可采用管沟或其他敷设方式,在直埋敷设过程中,很多供热单位比较关注塑料管道的热膨胀问题,因为塑料材料的热膨胀系数一般较大,约为钢管的10倍,担心管道的热胀冷缩会使管段产生位移或者管道屈服,影响系统   ,其担心是多有的。

pe-rt II热力管直埋供热管道轴线方向的力主要来自管道热胀冷缩产生的热应力和管道与土壤之间的摩擦力,当管段与土壤之间的摩擦力大于或等于管道产生的热应力时,管段将不会产生热位移,即存在锚固段。以PE-RT II型管道作为直埋供热管道,高工作温度取80℃,低循环温度采用10℃,管道所产生的轴向热应力与土壤摩擦力可分别按公式1与公式2进行计算。

公式1(管道轴向热应力):

 F = A × λ × △T ×E × 106

式中:F——轴线方向每米管道的自由膨胀产生的应力,N;  

E——工作温度下 PE-RT Ⅱ 的弹性模量MPa,(23℃时为850MPa, 60℃时为330MPa, 80℃时为90MPa);

λ——PE-RT Ⅱ的线性膨胀系数,1.2×10-4m/m?K;

A——管道截面面积,m2;

?T——安装时温度和较高工作温度的温度差,℃。公式2(土壤摩擦力)

【PE-RT <wbr>II型热力管】客户担心的工作管与聚氨酯热胀冷缩错位问题?

式中:F——管道轴线方向单位长度摩擦力(N/m);

ρ——土壤密度(kg/m3),可取2800kg/m3;

g ——重力加速度(N/Kg);

μ ——摩擦系数;(0.15~0.4)

H ——管道埋   (m);当H>1.5m时,H取1.5m;

Dc ——预制保温管外壳的外径(m)。

 在80℃温度下,由试验得出PE-RTII型管道的拉伸屈服强度约为15.0MPa,工作管和保温层之间的剪切强度为0.09MPa,可以计算出各规格管道在工作温度下所能承受的较大拉力

结论分析

a.工作管和保温层之间的   小剪切强度为0.09MPa,工作管的轴向应力远小于工作管和保温层之间的剪切应力,因此工作管和保温层之间不会出现脱层的现象。

b.轴向应力与管段的长度无关,摩擦力与管段长度成正比。

c.由计算以及上表的数据可以看到,dn90以下及   小口径的管道,单位长度的摩擦力就足够抵消管道的轴向应力;dn110以上及较大直径的管道,需要较长的直埋距离才能依靠摩擦力抵消轴向应力,以轴向应力较大的dn355的管道为例,直埋管段长度大于或等于6米时,管道与土壤之间的摩擦力即可克服管道热胀冷缩所产生的轴向热应力,使管段固定不会产生热位移。因此管道   可采用直埋无补偿的方式进行敷设,且无需采用额外的固定措施。

【PE-RT <wbr>II型热力管】客户担心的工作管与聚氨酯热胀冷缩错位问题?

d.   由计算得出管道热胀冷缩产生的热应力远小于管道在工作温度条件下产生屈服时所需要的拉伸力,因此管道不会因内部的热应力导致管道屈服,不会影响管道的各项力学性能,且塑料材料属于粘弹性材料,存在应力松弛现象(所谓应力松弛是指在   条件下,材料内部的应力随时间而逐步衰减的现象),管道内部的热应力会随时间逐渐减小至。

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