波紋管補償器是利用波紋管中的彈性元件的有效伸縮來吸收管線由于熱脹冷縮等原因而產生的尺寸變化的一種補償裝置。在直埋供熱管道中,外壓單式軸向波紋管補償器因其具有補償量大、壽命長、經濟性好的特點而得到廣泛應用。但它對安裝的要求較高,需要嚴格按照設計及技術規(guī)范施工,保證補償器與前后直埋管道同軸,距補償器12米范圍內不應有折角和彎頭安裝前應將管溝底部夯實鏟平,否則將造成壽命縮短甚至變形失效。
某公司煤礦棚戶區(qū)改造項目集中供熱工程熱水管線全長19公里,全線采用直埋形式,地質條件復雜,設計溫度110℃,采用外壓單式軸向波紋管補償器,共設置560個。由于各種原因,在管道試壓過程中先后出現(xiàn)了多起補償器損壞的情況,造成了較大經濟損失,并影響了工期。本文根據該工程實際情況,就試壓過程中軸向波紋管補償器容易發(fā)生變形失效的幾種情況進行探討,并提出預防措施,以供廣大同仁在施工中予以重視與預防。
固定墩強度未達到規(guī)定要求。由于工期緊,試驗段固定墩澆筑第三天就進行強度試驗,試驗壓力達到1.85MPa(設計供水工作壓力2.4 MPa,強度試驗壓力為設計工作壓力的1.5倍即3.6 MPa)時補償器被拉長而報廢,同時固定墩發(fā)生位移而失效,需要重新返工。
按照施工規(guī)范的規(guī)定,試壓前固定墩的混凝土應達到設計強度,固定墩上部及四周已按照規(guī)范進行回填。該固定墩前側為90°彎頭,試壓時承受盲板力,而固定墩未達到設計強度,四周及墩頂沒有進行回填,因而造成固定墩及補償器的變形損壞。
二、壓力試驗段劃分不合理。試驗段劃分時沒有考慮補償器位置,直接在補償器附近加盲板試壓,補償器與盲板之間沒有固定墩,盲板自由端沒有進行加固或加固不合適,試壓時補償器承受內壓力被拉長而報廢。本工程中某段試壓管道與不試壓管道相隔10米,補償器與盲板之間沒有固定墩,為了保證試壓安全,對補償器進行了加固,但沒有按照廠家要求進行,試壓管道與非試壓管道之間用三根16槽鋼進行連接,槽鋼之間用三塊鋼板進行固定,在回水管道試驗壓力升到1.5MPa(設計回水工作壓力1.6 MPa,強度試驗壓力為設計工作壓力的1.5倍即2.4 MPa)時補償器猛然伸長達180mm,槽鋼扭成了麻花狀。
長距離供熱管道需要分段進行試壓,試驗段的劃分除了按照施工班組或施工隊進行劃分外,還應考慮補償器及固定墩的位置,一般不應有自由端,更不能把補償器做為自由端,否則應對管端或補償器進行可靠加固,使其不能自由移動。一般情況下,打壓段與非打壓段不能相隔太遠,兩者之間應用打壓短管連接,打壓短管一般不大于1米,以方便拆卸,見附圖1。管端加固應采用同徑鋼管頂在兩段管道中間,使管端剛性固定而不能發(fā)生位移,因而補償器也就避免了承受內壓力。如無法使管端剛性固定,則應將補償器進行加固,使其剛性連成一體。補償器的加固方法見下節(jié)?! ?nbsp;
三、補償器前端出現(xiàn)彎頭。由于補償器前端為彎頭,補償器沒有經過加固就進行打壓,致使補償器承受軸向內拉力而發(fā)生變形損壞。
在有彎頭的情況下,一般不應再設置補償器,因為彎頭本身具有熱補償作用,補償器在壓力試驗及管道運行中都承受盲板力。因此這種情況應該與設計協(xié)商取消補償器。在沒有取消補償器的情況下試壓時,應首先對補償器進行加固,然后才能進行壓力試驗。以DN700補償器為例,如附圖2所示,加固應采用6根∠100*63*8角鋼或10槽鋼,沿圓周均布焊接。角鋼一端焊在補償器外護管上,另一端通過100*250*10鋼板焊在接管上。兩端焊縫長度均不小于200mm,以保證焊接強度。試壓結束后角鋼及鋼板等及時割除,切割時焊縫位置留茬,不得損壞波紋補償器。
四、補償器本身質量問題。補償器安裝前應會同生產廠家、業(yè)主、監(jiān)理一起對其質量進行驗收,檢查其型號、規(guī)格是否與設計相符,尺寸偏差是否在規(guī)范允許范圍內,并要校對產品合格證,安裝前按照設計圖紙核對每個補償器的型號和安裝位置及安裝方向,杜絕不合格產品安裝到管線上造成返工損失。
另外,管道試壓時應緩慢升壓,排凈管內空氣;保壓時間嚴格按照設計或規(guī)范規(guī)定,不得隨意延長;泄壓時壓力不能下降太快,防止形成負壓,否則將降低補償器的疲勞強度。由于波紋管的材料為不銹鋼,因此試壓用水中的氯離子含量不能超過25PPM。
綜上所述,補償器的損壞都是由于沒有嚴格按照施工規(guī)范及設計要求施工造成的,因此,我們在施工過程中必須認真學習與研究規(guī)范和設計圖紙,嚴格履行報驗程序及設備材料進場驗收程序,切實按照規(guī)范及設計要求施工,就能避免補償器的損壞,減少不必要的經濟損失,保證施工質量與工期。