摘要：在城市的發(fā)展和進步中，人們對生活質(zhì)量的要求越來越高，其中供熱管線工程對居民的生活產(chǎn)生了較大的影響。由于供熱管線多是鋼管，這就容易發(fā)生熱應(yīng)力，本文筆者就供熱管線的熱應(yīng)力進行了分析，探討了進行熱補償?shù)募夹g(shù)，目的是為供熱管線工程的發(fā)展提供指導(dǎo)和借鑒，進而為居民生活質(zhì)量的提高奠定堅實的基礎(chǔ)。

　　關(guān)鍵字：供熱管線,熱應(yīng)力,熱補償,熱補償器,計算

　　在城市的熱管線工程中，選用的管道大多是鋼管，這樣鋼管的長度變化如果缺乏妥善的處理，就會容易產(chǎn)生熱應(yīng)力，進而會對管道造成嚴重的威脅，對人們的生活造成了很大的不便。在熱應(yīng)力中，其危害主要是引起管道的變形，致使管道接口與設(shè)備進行連接時會發(fā)生漏水，其次在熱媒為蒸汽或者是溫度過高的水時，會對管道系統(tǒng)造成嚴重的破壞。這就需要對熱應(yīng)力進行計算和分析，利用熱補償技術(shù)減少熱應(yīng)力的危害。

　　一、供熱管線熱應(yīng)力的概述

　　（一）管道受熱的伸長量

　　在對熱管線的熱應(yīng)力進行分析時，需要首先計算管道的熱伸長量，進而為熱補償提供重要的依據(jù)。在管道的熱伸長量的基礎(chǔ)上，得出管道在受熱的情況下產(chǎn)生熱伸長時形成的壓縮應(yīng)力，為了保證熱補償達到固定的要求，需要計算出管道熱伸長量的最大值，因此需要取冷態(tài)安裝條件的最低溫度和熱態(tài)運行條件的最高溫度之間的最大溫差。鑒于在實際的熱管道的安裝時，會受到氣候條件的影響，因此，對于管道安裝時的溫度不能取統(tǒng)一的值，要根據(jù)具體的安裝溫度來確定，在充分考慮氣候條件和施工環(huán)境的基礎(chǔ)上，確定合適的管道安裝溫度。

　�。ǘ�）對管道熱應(yīng)力的控制

　　由于供熱管線的熱應(yīng)力對管道具有嚴重的破壞作用，會引起管道的變形或者是破裂，因此需要進行熱補償，一般而言對供熱管線的熱補償主要是采用在管道上安裝熱補償器的方式。在補償器的作用下，可以對管道的熱伸長量進行一定的補償，進而減少管壁上的應(yīng)力或者是支架上的作用力。在對供熱管線進行敷設(shè)時，補償器在管道的安全運行方面發(fā)揮了重要的作用，其失穩(wěn)主要分為兩種情況，即平面失穩(wěn)和軸向的柱狀失穩(wěn)。前者是因為一個或者是幾個波紋的平面相對于波紋管軸線發(fā)生轉(zhuǎn)動而傾斜，但其波平面的圓心基本在波紋管的軸線上。這是由于內(nèi)壓產(chǎn)生的子午向彎曲應(yīng)力和周向薄膜應(yīng)力的合力超過材料屈服強度，局部出現(xiàn)塑性變形所致。而后者重要是因為柱失穩(wěn)波紋管的波紋連續(xù)地橫向偏移，使波紋管偏移后的實際軸線成弧形或S形，這種情況多數(shù)是因為波紋數(shù)太多，波紋管有效長度L跟內(nèi)徑d之比（L/d）太大造成的。為避免失穩(wěn)情況發(fā)生，需要對管道應(yīng)進行應(yīng)力驗算。

　　二、供熱管線熱應(yīng)力的熱補償

　　為了減少或者避免熱應(yīng)力對供熱管線的破壞作用，需要采取一定的措施對熱應(yīng)力進行熱補償，進而保證供熱管線的正常作業(yè)。在供熱管線工程中，對熱應(yīng)力進行的熱補償主要是借助熱補償器進行的。在實際的應(yīng)用中，熱補償器主要有以下幾種：自然補償器、方形補償器、波紋管補償器、套筒式補償器和球形補償器等。每一種熱補償器都有著各自的特點和優(yōu)勢，綜合而言，前三種主要是通過補償材料的變形，進而吸收熱伸長，后兩種是利用管道的位移實現(xiàn)對熱伸長的吸收。相對而言，自然補償有著明顯的優(yōu)勢，既方便又經(jīng)濟，因此需要加強對自然熱補償器的使用，真正的發(fā)揮其對管線熱應(yīng)力的補償作用。

　�。ㄒ唬┳匀谎a償器和方形補償器

　　自然補償器是一種經(jīng)濟方便的補償設(shè)備，是利用管道在自然轉(zhuǎn)彎時構(gòu)成的幾何圖形的彈性對管道的熱膨脹進行補償，一般來說，自然補償器的形狀有L形和Z形。

　　方形補償器是利用彎管的變形對管道的熱伸長進行補償，是由四個90度無縫鋼管煨彎或機制彎頭構(gòu)成的U型補償器，具有顯著的優(yōu)勢，表現(xiàn)在安裝簡單方便，便于后期的維修，并且具有較大的補償能力，適合于各種壓力和材料，具有很大的適應(yīng)性。但是該補償器也有著自身的不足和缺陷，主要表現(xiàn)在補償器的尺寸較大，占用了較大的空間�？傮w而言，方形補償器在使用前通常進行預(yù)先的冷拉處理，一般將預(yù)拉的神量為管道伸長量的一半，這就大大的提高了其補償能力。

　�。ǘ�）套筒式補償器

　　該補償器由填料密封的套管以及外殼管兩個方面著手，并且這兩部分是進行同心套裝的，因此可以實現(xiàn)軸向的補償。在管線的溫度發(fā)生變化時，芯管通過在外殼管中的移動實現(xiàn)熱補償，但是該補償器需要在一定的時間內(nèi)進行填料的更換，避免出現(xiàn)新的泄露點。該補償器具有較大的補償能力，造價低，并且占地面積小，一般適用于壓力較小的管道，多用于管井和管溝中，通過焊接實現(xiàn)與管道的連接。

　�。ㄈ�）波紋管補償器

　　波紋管補償器是不銹鋼材料制成的，在對波的形狀進行改變來實現(xiàn)熱補償?shù)�，一般由多個連續(xù)的波狀管構(gòu)成，該補償器憑借中體積小重量輕的優(yōu)勢得到了廣泛的關(guān)注，但是相對于其他補償器而言，其補償能力不大，且價格較高，限制了其在供熱管線熱補償中的應(yīng)用。在實際的補償應(yīng)用中，為了保證套筒補償器與波紋管補償器沿軸向補償和直線位移，它們應(yīng)靠近固定支架安裝，必要時還應(yīng)設(shè)導(dǎo)向支架，以控制橫向位移，防止失去效能。

　　（四）球形補償器

　　它是靠一組兩個或三個球形接頭的靈活轉(zhuǎn)動及其所構(gòu)成的相應(yīng)角度變化來補償管道的膨脹。特點：具有很好的耐壓和耐溫性能，能適應(yīng)230℃的高溫和4×105Pa的壓力，使用壽命長，運行可靠，占地面積小，基本上無需維修，補償能力大。工作時變形應(yīng)力小，減少了對支座的要求，在架空的管道中發(fā)揮了重要的作用。

　　結(jié)束語：

　　鑒于供熱管線對居民生活產(chǎn)生了較大的影響，在管道的敷設(shè)中要做到利用先進的技術(shù)，做到經(jīng)濟合理并且安全適用。由于供熱管線的熱應(yīng)力會對供熱管線造成嚴重的影響，需要對熱應(yīng)力進行計算和控制，并采取有效的熱補償技術(shù)，加強對熱應(yīng)力的熱補償措施。為了有效的實現(xiàn)對熱應(yīng)力的熱補償，常用的方法是選用合適的熱補償器，因此在熱補償器的使用中，要結(jié)合管道的結(jié)構(gòu)特點以及補償器的優(yōu)點和缺陷，做到合理選擇，正確應(yīng)用，進而為供熱管線的正常工作奠定堅實的基礎(chǔ)。

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