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    【PE-RT II型熱力管】客戶擔心的工作管與聚氨酯熱脹冷縮錯位問題?

    發布時間:2017-11-19
    PE-RT II熱力管宜采用直埋敷設,也可采用管溝或其他敷設方式,在直埋敷設過程中,很多供熱單..

    PE-RT II熱力管宜采用直埋敷設,也可采用管溝或其他敷設方式,在直埋敷設過程中,很多供熱單位比較關注塑料管道的熱膨脹問題,因為塑料材料的熱膨脹系數一般較大,約為鋼管的10倍,擔心管道的熱脹冷縮會使管段產生位移或者管道屈服,影響系統   ,其擔心是多有的。

    pe-rt II熱力管直埋供熱管道軸線方向的力主要來自管道熱脹冷縮產生的熱應力和管道與土壤之間的摩擦力,當管段與土壤之間的摩擦力大于或等于管道產生的熱應力時,管段將不會產生熱位移,即存在錨固段。以PE-RT II型管道作為直埋供熱管道,高工作溫度取80℃,低循環溫度采用10℃,管道所產生的軸向熱應力與土壤摩擦力可分別按公式1與公式2進行計算。

    公式1(管道軸向熱應力):

     F = A × λ × △T ×E × 106

    式中:F——軸線方向每米管道的自由膨脹產生的應力,N;  

    E——工作溫度下 PE-RT Ⅱ 的彈性模量MPa,(23℃時為850MPa, 60℃時為330MPa, 80℃時為90MPa);

    λ——PE-RT Ⅱ的線性膨脹系數,1.2×10-4m/m?K;

    A——管道截面面積,m2;

    ?T——安裝時溫度和較高工作溫度的溫度差,℃。公式2(土壤摩擦力)

    【PE-RT <wbr>II型熱力管】客戶擔心的工作管與聚氨酯熱脹冷縮錯位問題?

    式中:F——管道軸線方向單位長度摩擦力(N/m);

    ρ——土壤密度(kg/m3),可取2800kg/m3;

    g ——重力加速度(N/Kg);

    μ ——摩擦系數;(0.15~0.4)

    H ——管道埋   (m);當H>1.5m時,H取1.5m;

    Dc ——預制保溫管外殼的外徑(m)。

     在80℃溫度下,由試驗得出PE-RTII型管道的拉伸屈服強度約為15.0MPa,工作管和保溫層之間的剪切強度為0.09MPa,可以計算出各規格管道在工作溫度下所能承受的較大拉力

    結論分析

    a.工作管和保溫層之間的   小剪切強度為0.09MPa,工作管的軸向應力遠小于工作管和保溫層之間的剪切應力,因此工作管和保溫層之間不會出現脫層的現象。

    b.軸向應力與管段的長度無關,摩擦力與管段長度成正比。

    c.由計算以及上表的數據可以看到,dn90以下及   小口徑的管道,單位長度的摩擦力就足夠抵消管道的軸向應力;dn110以上及較大直徑的管道,需要較長的直埋距離才能依靠摩擦力抵消軸向應力,以軸向應力較大的dn355的管道為例,直埋管段長度大于或等于6米時,管道與土壤之間的摩擦力即可克服管道熱脹冷縮所產生的軸向熱應力,使管段固定不會產生熱位移。因此管道   可采用直埋無補償的方式進行敷設,且無需采用額外的固定措施。

    【PE-RT <wbr>II型熱力管】客戶擔心的工作管與聚氨酯熱脹冷縮錯位問題?

    d.   由計算得出管道熱脹冷縮產生的熱應力遠小于管道在工作溫度條件下產生屈服時所需要的拉伸力,因此管道不會因內部的熱應力導致管道屈服,不會影響管道的各項力學性能,且塑料材料屬于粘彈性材料,存在應力松弛現象(所謂應力松弛是指在   條件下,材料內部的應力隨時間而逐步衰減的現象),管道內部的熱應力會隨時間逐漸減小至。

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