直埋式预制保温管作为城市热力输送系统的核心部件，其预热处理工艺直接影响管网运行稳定性与使用寿命。本文从技术原理、工艺流程、质量控制三个维度展开系统解析，结合实际工程案例阐述关键技术要点。
一、预热处理技术基础
核心作用机制
应力释放：通过预热使钢管产生1/2设计膨胀量，将运行期轴向热应力降低至许用应力[σ]的75%以下，避免应力集中导致的层间剥离。某供热工程采用该技术后，焊缝开裂率从1.2%降至0.1%。
位移控制：预热后两端固定，使管道在温度变化时仅产生可控位移，某DN1400管道工程实测位移量误差≤3mm，达到《CJJ/T81-2013》标准要求。
接口密封：预热过程中热熔套与管皮1粘结，配合热缩带防护，全部去掉地下水渗入风险，某沿海工程应用后接口渗漏率降为0。
失效案例警示
北方某供热项目未进行预热处理，运行3年后发生管网爆裂，事故分析显示轴向应力超标2.3倍，维修成本超预算300%。
南方某化工园区蒸汽管道因预热温度不足，导致补偿器拉裂，直接经济损失达800万元。
二、预热处理工艺流程
（一）施工准备
管沟处理
沟槽底宽应达到管道膨胀需求，某DN1200管道工程要求沟底宽度≥3.5m，坡度≤1:3，回填砂采用0-20mm石硝，确定管道自由伸缩。
回填前需设置温度补偿段，长度计算公式为：L=α×ΔT×L₀（α为线膨胀系数，ΔT为温差，L₀为设计长度），某工程通过优化补偿段长度，使热应力降低40%。
设备配置
采用智能温控电预热系统，功率范围50-200kW，温度控制精度±1℃，配备无线传输模块，实时监控预热参数。
传感器布置间距≤20m，主要监测弯头、三通等应力集中部位，数据采集频率≥1次/分钟。
（二）预热实施
温度计算
两端固定模式：T=T₁+(T₂-T₁)/2（T₁为安装温度，T₂为设计运行温度），某工程计算得预热温度为85℃，实测伸长量与设计值偏差≤1.5%。
一端自由模式：需提升预热温度10-15℃，并计算自由端回缩量ΔL₁=0.012×T×L₁，某DN1000管道工程通过该调整，使自由端位移量控制精度达90%。
过程控制
升温速率≤5℃/h，恒温阶段保持2-4小时，某工程通过优化恒温时间，使保温层与钢管界面剪切强度提升至1.8MPa。
实时监测伸长量，当达到设计值时立即回填，采用分层夯实工艺，管顶500mm范围内密实度≥88%。
（三）接口处理
热熔套安装
选用不怕低温（-40℃）聚乙烯热熔套，加热时间15-20分钟，搭接宽度≥50mm，配合热缩带实现双重密封。
接口处涂刷防腐涂料，干膜厚度≥200μm，电火花检漏电压≥15kV。
补偿器设置
一次性补偿器安装间距≤100m，补偿量≥1.2倍设计膨胀量，某工程通过优化补偿器布置，使管道应力降低35%。
补偿器中缝焊接采用氩电联焊工艺，焊缝射线探伤合格率1，磁粉检测无裂纹缺陷。
三、质量控制体系
过程监控
建立三维数字化监控平台，实时显示预热温度、伸长量、应力分布等参数，某工程通过该系统提前发现3处潜在风险点。
关键工序实施双岗复核制，操作人员与质检员需在记录表上签字确认。
成品验收
外观检查：热熔套无鼓包、开裂，热缩带无翘边，防腐层无漏涂。
性能测试：预热段轴向位移量误差≤5%，接口密封性0.6MPa水压试验30分钟无渗漏。
文档归档：保存预热曲线、伸长量记录、检测报告等资料，存储期限≥30年。
应急处理
制定断电、超温等应急预案，配备移动式柴油发电机和备用温控系统。
建立24小时支持团队，某工程通过远程指导在4小时内完成故障处置。
该预热处理体系在京津冀、长三角等地区已形成成熟应用模式，使管网爆管事故率从0.8%降至0.02%，寿命延长至40年以上。随着智能监测与物联网技术的融合，预热工艺正推动行业向服务完善、智能化、绿色化的方向发展，为城市能源动脉提供全生命周期稳定确定。
