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荷載與受力分析埋入地下的電纜套管主要是承受外部荷載的壓力,沒有內壓。通常外部荷載是由電力排管上部土壤,堆積物或汽車的重量組成。土壤荷載是隨深度的增加而增加的;汽車荷載屬于集中的局部荷載,是通過土層的擴散傳遞規律對套管施加壓力,并伴隨由汽車引起的動荷載作用。
為了起見,上海地區電力排管的荷載條件按城市一級道路要求考慮的,即每根電纜套管所承受的外部荷載就等于汽車與土壤的荷載之和。塑料柔性管道的“環壓理論”是目前國內外同行廣泛接受和應用的管道結構分析理論,即在外荷載作用下,管材橫斷面變形率Δy/D(%)≥2%,且管壁不發生裂紋。
電力電纜套管變形率指標可達2.5%,也屬于柔性管道。根據這個理論,埋地式套管的計算,應將管道與其周圍的土壤視為一個完整的結構體系。這個體系在外荷載的作用下,管道截面由正圓逐漸變成橢圓的同時對兩側土壤擠壓,產生變形約束(回彈抗力)。
這個回彈抗力呈二次拋物線分布(M.GSpangle),;將使套管周圍的土壓力分布趨于均勻環壓狀態,有助于降低環向應力,減小套管的變形,提高管材承受垂直外荷載的能力。在外荷載的作用下,套管截面內;曙產生環向彎曲拉應力,當這個拉應力超過套管自身的彎曲強度時,管壁因沿縱向出現斷裂而破壞,喪失承載能力。
因此作為受壓套管,彎曲強度是一項必不可少的物理力學性能指標,不能沒有,否則就很難確定套管的內在質量是否滿足工程的要求。但是在現行 標準《埋地式高壓電力電纜用氯化聚氯乙稀(PVC-C)套管》GB/T2479-2004的規定中,還是沒有給出這項關鍵指標,感到難以理解。
由此可以看出,套管的受力除了與其所承受的外荷載和自身的材料性能有關,還與套管周圍回填土的性質和密實程度有關。因此,直埋排管在施工時對回填土工藝提出了特殊的要求,不僅回填土材料要按規定選擇,還要逐層夯實達到規定的密實度,通常是80%一95%才能保證回填土對于套管有足夠的支撐──分擔受力。
施工單位很難保證直埋排管回填土的施工質量,影響了電纜線路的和使用壽命,這也正是為什么上海地區要選擇現澆混凝土排管的重要原因之一。3.試驗溫度與環片熱壓縮力電纜排管通流試驗資料表明,當電纜線芯持續載流的 工作溫度達到90℃時,套管內壁長期的溫度一般在70℃左右;當電纜線芯偶而出現過載的溫度105℃(電纜生產廠要求,為了延長電纜的使用壽命,對于電纜過載偶然出現次數和持續時間應控制在小范圍)。疏松的回填工對埋地式套管受力是非常不利的。但是在大多數情況下試驗過載的持續時間約5h時,套管內壁的短期溫度 不會超過90℃。
在試壓管段上的消火栓,閥,自動排氣閥等處試壓時應設盲板,將所有敞口堵嚴,試壓合格后,須立即將閥門,消火栓,閥等處所設的盲板撤下,恢復這些設備的功能。6,廢土運送:為了做到文明施工, 應將施工中挖掘出來的廢土運送到其他地方填埋,并對當地恢復原樣。
從使用壽命50年的角度,縱觀國內外PE壓力管道的連接方式,.一般都是用的熱熔連接或電熱連接,有少教地方也有用機械方式連接和承插連接的,沒有采用螺紋連接和粘接的。PE壓力管道的使用效果如何,在很大程度上與所選的接頭結構和連接過程所選用的參數有關。
經驗表明,接頭是PE管道易損壞的部分,目前,國際上普遍采用不可拆卸的焊接接頭,即熱熔連接和電熔連接方式,這是經濟并能保證PE管道長期使用的連接方式。下面對兩種連接方式作個簡述,以進行比較。(一)熱熔焊接熱熔焊接技術的要點,是利用加熱工具,把管件和管材連接端面加熱到特定溫度,在可控壓力下,經特定的時間后,使熔融材料達到粘流態的特定溫度,再使管材和管件在一定壓力下融合在一起。
熱熔連接傳統的方法有:對接,承插,鞍型三種,其中可靠的是對接焊,用得也多。熱熔對接焊的優點:(1)如果操作方確,連接焊口可靠性會很高,使用壽命很長。(2)管材用量少,成本低,長直管線連接的經濟效益顯著。
(3)若采用符合ISO12176-1熱熔機標準的焊接設備,對接焊技術比較容易掌握。熱熔對接焊的不足:(1)空間狹窄時,操作比較困難。(2)焊接對中要求高,由于焊接時要求對中偏差不得大于10%,故對小口徑管材及薄壁管焊接有一定困難。
(3)不同牌號樹脂實施焊接時,質量難以保證,需要做驗證試驗。(二)電熔焊接電熔焊接也稱電熱熔焊接,它是通過對電熱熔管件內表面的電阻絲通電,使管材和管件相連接的界面加熱,熔化,熔融,冷卻到要求的時間后才能達到焊接的目的。
供水管件的品種過去,用于供水的管道主要是鑄鐵管。室外主要用砂模鑄鐵管,室內用的是鍍鋅鑄鐵管,又可分為冷(電)鍍鋅和熱鍍鋅兩種。我國已規定在2000年6月1日起淘汰砂模鑄造管件和冷鍍鋅鑄鐵管,逐步限制熱鍍鑄鐵管在的使用,推廣使用鋁塑復合管,塑料管等。
因此,目前使用的管道主要有三大類。 類是金屬管,如內搪塑料的熱鍍鑄鐵管,鋼管,不銹鋼管等。第二類是塑復金屬管,如塑復鋼管,鋁塑復合管等。第三類是塑料管,如PP—R(交聯聚丙烯高密度網狀工程塑料)。 還規定各種涉及飲用水管道的管子和配件,必須有門的批件,方可銷售。
供水管道中常用塑料代號及含義:PP—R交聯聚丙烯高密度網狀工程塑料PE高密度聚乙烯PP聚丙烯PB聚丁烯PEX交連聚乙烯供水管道的綜合性能要求:作為供水管道,要求衛生,,節能,方便。因此檢驗一種管道,應從四個方面查起。
即衛生:管道及配件須對人體無任何損害。:有足夠的強度和優異的力學性能以及抗老化,耐熱等性能。節能:內壁光滑,耐腐蝕,對流體阻力小,保溫性能好。方便:聯接,施工方便,可靠,具有推廣使用的可能。如達不到以上四個要求,就會損害使用人的身體和財產。
幾種供水管簡介:1,鋁塑復合管鋁塑復合管是早替代鑄鐵管的供水管,其基本構成應為五層,即由內而外依次為塑料,熱熔膠,鋁合金,熱熔膠,塑料。鋁塑復合管有較好的保溫性能,內外壁不易腐蝕,因內壁光滑,對流體阻力很小;又因為可隨意彎曲,所以安裝施工方便。
作為供水管道,鋁塑復合管有足夠的強度,但如橫向受力太大時,會影響強度,所以宜作明管施工或埋于墻體內,但不宜埋入地下。鋁塑復合管的連接是卡套式的,因此施工中一是要通過嚴格的試壓,檢驗連接是否牢固。二是防止經常振動,使卡套松脫。
三是長度方向應留足安裝量,以免拉脫。2,塑復銅管塑復銅管以純銅(紫銅)作管件,外覆PE塑料,從綜合性能上看,塑復銅管略優于鋁塑復合管。例如強度更好些,壽命更長,耐熱性能也更好些。但保溫性能略差。純銅有極高的耐腐蝕能力,使用一段時間后,內表面會出現一層綠色氧化物。
但對管子的壽命,流量,以及對流體的阻力,基本上沒什么影響。銅綠對人體無損,且對細菌有一定的殺滅能力。塑復銅管的安裝方法有卡套式和焊接式兩種,焊接式的更可靠些。銅管,不銹鋼管:這類管子除了保溫性能差外,其他的指標如強度,壽命對流體的阻力等都很好,設宜作冷水管道。
如用于熱水輸送,應加保溫護套。連接方式以卡套式為主,銅管也可以焊接。內搪塑鍍鋅鑄鐵管:即在普通的鍍鋅管內壁搪一層塑料,使其具備耐腐蝕,阻力小,保溫好的性能,同時具有鍍鋅管本身強度高的特性。這種管道大多采用羅紋連接。塑料管:塑料管只要材料選用符合標準要求,可具有足夠的強度,壽命,,衛生。它是所有管道中保溫性能 的。塑料管采用熱熔焊接,可靠程度高,只要施工正確,經試壓正常的管道焊接處,不會出現滲漏脫落。
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耐老化性現在PPR管材將PE管制成藍色或玄色,特別是加入2%炭黑后會防止光線和紫外線。PVC管仍是制成黃色或白色,不能長期在陽光下暴曬。環境地暖管PE管對人體和環境均沒有損害。因為使用重金屬鹽類做不亂劑,所以PVC管會對水質和泥土產生重金屬污染,如采用焚燒法回收廢舊PVC管材,還會產生二惡英等有害物質。
大口徑管采用結構壁管可將地暖管埋地管分為實壁管和結構壁管2大類,壓力管一般使用實壁管。環剛度代表排水管承受外壓負載的能力,與管材的慣性矩和彈性模量成正比,與管徑的立方成反比。在環剛度相同的前提下,使用結構壁管比使用實壁管節約材料50%-70%。
結構壁管有6種類型:PVC雙壁波紋管,PVC加筋管,HDPE雙壁波紋管,HDPE環繞糾纏管,克拉管和玻璃鋼夾砂管。目前使用多的是:Φ500mm以下,PVC雙壁波紋管,PVC加筋管和HDPE雙壁波紋管;Φ500mm以上,HDPE雙壁波紋管,克拉管,環繞糾纏管和玻璃鋼夾砂管。
大口徑HDPE雙壁波紋管是6種結構壁管中長處凸起的類型,PE-RT管材原因是地暖管省,本錢低,PB管材效率高,整體PB管材好,施工利便和使用。地暖管管材管道的鋪設被公以為分水器利便經濟,操縱時可靠且綠色環保的特點。
地暖管管材不僅分水器耐侵蝕的上風,而且跟著銅和鋼材本錢的不斷進步,輸水用地暖管管材管道的市場蓬勃PB管材。辛辛那提擠出技術有限PB管材針對不同地暖管如PEX,PP,PE-RT及復合材料等,為客戶提供量身定制的擠出PB管材線以適應不斷增長的市場需求。
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