鹽湖地區(qū)廠內(nèi)管道設(shè)計探討

趙 小 昉

(化工部長沙設(shè)計研究院，湖南 長沙 410116)

鹽湖地區(qū)廠內(nèi)管道設(shè)計探討

趙 小 昉

(化工部長沙設(shè)計研究院，湖南 長沙 410116)

以鹽湖地區(qū)某工廠建設(shè)為例，根據(jù)該廠所在地的氣象條件及工程地質(zhì)條件，介紹了廠內(nèi)管道材質(zhì)的選擇方式，并對管線的設(shè)計要點與連接措施進行了分析，以減少管道滲漏，提高廠房的安全穩(wěn)定性。

管道，滲漏，連接，土壤性質(zhì)

鹽湖蘊含豐富的鹽類，具有重要的經(jīng)濟價值和科學意義，是重要的礦產(chǎn)資源。眾多化工企業(yè)在該地區(qū)開發(fā)鹽湖礦床，規(guī)模日益擴大。青海柴達木、新疆塔里木等地海拔較高，構(gòu)造運動和氣候特點是鹽湖地區(qū)內(nèi)鹽堿土形成的主要原因，地貌形態(tài)多為鹽殼。鹽漬土的工程地質(zhì)條件一般有四個特點：溶陷性、脹縮性、透水性和腐蝕性。鹽湖地區(qū)的某工廠建設(shè)，需要根據(jù)該地區(qū)的土壤性質(zhì)進行設(shè)計。

1 氣象條件

建廠所在地為典型的大陸性氣候，干旱少雨，晝夜溫差大，夏季炎熱，冬季寒冷，春秋季節(jié)多風沙。歷年最高氣溫45.2 ℃，最低氣溫-28.7 ℃。歷年平均降水量23 mm，日最大降水量28.8 mm，年蒸發(fā)量2 800 mm。場地季節(jié)性凍土的標準凍結(jié)深度1.4 m。

2 工程地質(zhì)條件

鹽漬土腐蝕性和鹽脹性：場地土按含鹽化學成分判定為氯鹽漬土，按含鹽量判斷為超鹽漬土。土中硫酸鹽含量大于2%,由于勘查區(qū)地表水補給較少，地下水極為貧乏，土中含水量極低，產(chǎn)生鹽脹所需水分不充分，鹽脹不明顯。鹽漬土產(chǎn)生鹽脹的土層厚度約為1.5 m，鹽脹力一般小于100 kPa。鹽漬土的溶陷性及地基承載力：場地礫砂層具溶陷性。整體評價場地鹽漬土的溶陷程度為輕微～中等，溶陷等級為Ⅰ級～Ⅱ級。場地土承載力特征fak=200 kPa。

3 材質(zhì)選擇

建廠所在地環(huán)境最低溫度達-28.7 ℃，低溫的影響主要是凍結(jié)給排水管網(wǎng)，阻止水的輸送，嚴重時引起供給排水管網(wǎng)的凍裂、引起廠房和設(shè)備基礎(chǔ)塌陷。廠內(nèi)生產(chǎn)和生活都需要淡水，生產(chǎn)區(qū)和生活辦公區(qū)都鋪設(shè)有淡水管網(wǎng)。但是所有建構(gòu)筑物都建在可溶性的重鹽漬土上面，如果淡水使用和廢(淡)水的排放不當會造成浸溶和浸蝕建筑物和設(shè)備的基礎(chǔ)，引起坍塌事故。常用給水管材有鋼筋混凝土管、球墨鑄鐵管、PVC-U給水管、涂塑鋼管、HDPE管、鋼骨架塑料復合管(含超高分子聚乙烯復合管)、玻璃鋼管。塑料管及復合管材塑料管是高科技化學建材，具有水流損失小、節(jié)能節(jié)材、施工便捷且經(jīng)濟性能佳等優(yōu)點，應用廣泛。但是，由于塑料及其復合管的強度低，一旦鹽漬土遭受侵蝕形成坑洞，管材就會凹陷拉裂。使用承插連接的鋼筋混凝土管、球墨鑄鐵管、玻璃鋼管，因為連接密封性能差造成漏水。所以，鹽湖地區(qū)適用涂塑鋼管和使用內(nèi)外防腐的鋼管。常用排水管材有混凝土管、鋼筋混凝土管、陶土管、金屬管、塑料管等。使用承插連接的混凝土管、鋼筋混凝土管、陶土管、塑料管均不適用于鹽堿地。金屬管抗壓、抗震、抗?jié)B透性好，內(nèi)壁光滑，水流阻力小，管節(jié)長，這些特點都符合鹽湖地區(qū)對管材的要求。

4 連接措施

管線的設(shè)計安裝，應考慮抗震和管線振動、脆性破裂、溫差應力破壞、失穩(wěn)、高溫蠕變破裂、腐蝕破裂及密封泄露等因素，并采取安全措施加以控制。與工藝設(shè)備、貯罐、貯槽連接的管道均采用柔性連接，熔融料漿、蒸汽等高溫管道的配管多采用自然膨脹或加膨脹節(jié)的方式減少熱脹冷縮產(chǎn)生的應力破壞。室外閥門井經(jīng)常出現(xiàn)閥門的法蘭盤拉開，室外消火栓也發(fā)生脹裂現(xiàn)象。國家標準圖集里消火栓的連接以鑄鐵為主，未對塑料管的連接進行說明和指導。據(jù)了解，管線檢修時，保溫井蓋在使用后未及時關(guān)閉，造成上述原因。鹽湖地區(qū)管線大多呈收縮狀態(tài)，膨脹現(xiàn)象少有。伸縮接頭可補償管道一定范圍內(nèi)的位移、錯位和撓曲并吸收管路的熱脹冷縮和振動。在閥門的一端或兩端設(shè)置伸縮節(jié)，并將其處于壓縮的最大值。在鹽湖地區(qū)使用PE管埋地時，針對熱脹冷縮現(xiàn)象，使用伸縮節(jié)將導致滲漏點增加。伸縮接頭和塑料管采用法蘭連接，密封性能較熱熔連接差。根據(jù)塑料管的熱膨脹系數(shù)大，可自然彎曲特點，可采用蛇形敷設(shè)的方式抵消收縮產(chǎn)生的形變。

5 結(jié)語

鹽湖地區(qū)因為特殊的工程地質(zhì)條件，對管道防滲要求嚴格。規(guī)范[1]指出管道試壓在規(guī)定滲漏范圍內(nèi)均達標。通過采用強度高的管道、高密封性能及靈活應變管材收縮的措施，使鹽湖地區(qū)給、排水管道用水安全可靠，為生產(chǎn)建設(shè)提供有力的保障。

[1] GB 50268—2008，給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范[S].

Design analysis on network in saline lake areas

Zhao Xiaofang

(ChangshaDesign&ResearchInstitute,theMinistryofChemicalIndustry,Changsha410116,China)

Taking the workshop construction in salt lake area as an example, according to its weather conditions and engineering geology conditions, the paper introduces in-plant pipeline material selecting methods, and analyzes pipeline design points and connecting measures, with a view to reduce pipeline leakage and improve the workshop safety and stability.

pipeline, leakage, connection, soil quality

2015-02-06

趙小昉(1981- )，女，工程師

1009-6825(2015)12-0122-01

TU823.2

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