城镇供热直埋保温塑料管道的应力分析

结合工程实例,对城镇供热直埋保温塑料管道PE-RTⅡ的单位长度摩擦力、过渡段长度、应力状态、热伸长量、保温层应力验算进行研究,得出以下结论:过渡段长度、轴向应力和过渡段伸长量与管道的弹性模量、运行温差有关,而直埋保温塑料管道的弹性模量随温度的增加而减小,即塑料管的弹性模量与运行温度负相关,且变化很大。因此要求得这些量的最大值,就必须找出这些量为最大时的工况。将弹性模量关于温度的拟合公式代入这些量的计算公式,然后对管道工作温度求导,即可找到这些量为最大时的温度工况。由于PE-RTⅡ管道的弹性模量比钢质管道小很多,所以塑料管道的轴向力比相同管径钢质管道小很多,从而塑料管道过渡段最大长度比钢质管道小很多,即塑料管道只需很短的直管段就能锚固。在适用供热工况(压力小于或等于1. 0MPa、温度小于或等于75℃)下,PE-RTⅡ管道处于弹性状态,且最大当量应力远小于其所在工况的拉伸屈服强度。在适用供热工况下,PE-RTⅡ管道可以采用无补偿冷安装的敷设方式;膨胀量很小,可以不考虑热补偿。在适用供热工况下,PE-RTⅡ直管段的应力验算合格,满足要求。在适用供热工况下,只需要根据PE-RTⅡ管道的最大工作压力和设计应力来选择管系列,就可以保证其直管段应力验算合格。PE-RTⅡ直埋管道保温层应力符合规范要求。保温层实际承受压力为最大可承受压力的9. 09%～25. 07%,实际轴向剪切力为最大可承受轴向剪切力的13. 63%～37.61%。说明保温层在正常覆土深度情况下是安全的。