浅谈大管径直埋热水供热管道的技术要点

浅谈大管径直埋热水供热管道的技术要点
浅谈大管径直埋热水供热管道的技术要点

浅谈大管径直埋热水供热管道的技术要点

发表时间:2018-06-08T15:15:41.437Z 来源:《建筑模拟》2018年第4期作者:胡光黄辉[导读] 针对公称直径大于500mm的大管径直埋热水供热管道的特点,探讨了在设计计算及安装运行中的技术要点。

浙江省工业设备安装集团有限公司浙江杭州 310001摘要:针对公称直径大于500mm的大管径直埋热水供热管道的特点,探讨了在设计计算及安装运行中的技术要点。

关键词:大管径;直埋;供热管道;技术要点直埋供热管道无补偿冷安装方式以其构造简单、占地少、施工期短、维修量小、运行耗电量少、使用寿命长等优势,已成为城市热网的主要安装方式。已颁布实施的CJJ/T81-98《城镇直埋供热管道工程技术规程》(以下简称《规程》)的适用范围为公称直径≤500mm的直埋热水供热管道。随着我国供热事业的飞速发展,《规程》的适用范围已不能满足热网建设的需要,直埋热水供热管道的最大管径已达到DN1000~1200mm。在设计时,由于对大管径直埋热水供热管道(以下简称大管径管道)的强度设计无章可循,易出现设计人员简单地采用有补偿安装方式,设置补偿器和固定支座,既增加了热网的造价又降低了热网的可靠性。本文对大管径直埋热水供热管道的技术要点进行探讨。

1 安装方式的选择

补偿器是管道系统中极易损坏的部件,增设补偿器易造成管网事故概率上升。设置固定支座使预制直埋保温管的保护层断点增加,降低管网整体的密闭性,土壤中的水分易渗入腐蚀钢管。大管径管道往往是热网的输送干线,要求有较高的可靠性和安全等级,因此大管径管道不宜采用有补偿安装方式,宜采用无补偿冷安装方式。

采用无补偿冷安装时,尽量将管道上的三通分支、阀门等布置在驻点位置,依靠摩擦自然锚固,限制管件的位移,并利用Z形弯管的分支,减少补偿器和固定支座的数量。但也不是完全不设补偿器和固定支座,设计中为简化受力状况,在下列情况还需设置补偿器:防止直管的循环塑性变形和整体失稳;保护折角、三通、变径管及阀门等管件;减小对固定支座的推力。同样,在下列情况还需设置固定支座:当阀门或三通主管不能承受所连接直管的内力作用时,需在内力较大的一侧设置固定支座;在三通支管设置固定支座(或补偿器)限制支管的热胀变形向三通转移。

必须指出,在无补偿冷安装中设置少量的补偿器和固定支座的目的,主要是控制管件的热位移和减小对固定支座的推力,这与有补偿安装中用于控制直管段温度应力有本质区别。

2 技术要点

2.1设计计算

(1)管道的安全状态

大管径与小管径管道的区别在于其相对壁厚较薄,除存在小管径管道可能出现的强度失效和整体失稳外,还增加了局部失稳和椭圆化变形。因此,稳定失效成为大管径管道的主要失效方式。产生局部失稳的原因是管道的轴向应变,轴向应变取决于热胀变形的大小和释放程度,还与管道的截面参数有关。产生局部失稳的可能性随着钢管平均半径的增大而增加,随着管壁的增厚而减少,除此之外,采用预热安装、提高安装温度、减小温升轴向力、降低热胀变形量也能增强抗局部失稳的能力。作用在管道上的垂直荷载(包括土壤荷载和车辆荷载)是产生椭圆化变形的主要原因,土壤荷载随着管道的埋深增大而加大,车辆荷载随管道的埋深增大而减小。椭圆化变形也与管道的截面参数有关,在相同的垂直荷载作用下,钢管的平均半径越大,椭圆化变形越大;管壁越厚,椭圆化变形越小,因此,加大覆土深度、设置过路套管、适当增加管壁厚度,可防止椭圆化变形。

《规程》只给出了直管的循环塑性变形、整体失稳的计算模型及弯头疲劳分析的计算模型,未给出直管局部失稳、椭圆化变形及折角、三通和变径管的强度计算模型:因此,需进一步完善直管与管件的强度计算模型,合理设计管件结构,保证直管与管件的安全。

(2)管道单位长度摩擦力的计算《规程》提供的直埋管道单位长度摩擦力计算公式未考虑管道的自重,虽然管道自重对小管径管道的单位长度摩擦力影响不大,但对大管径管道的影响不可忽略。公称直径>500mm的大管径管道单位长度摩擦力F的计算式为:式中F——大管径管道单位长度摩擦力,N/m ——预制直埋保温管外壳与土壤的摩擦系数 p——土壤密度,kg/m3 g——重力加速度,m/s2 h——管顶覆土深度,m dc——预制直埋保温管外壳的外径,m W——单位长度预制直埋保温管注满水后的重量,N/m (3)预制直埋保温管的技术标准 CJ/T 114-2000《高密度聚乙烯外护管聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管》没有涉及大管径预制直埋保温管的规格标准,未强调对钢管进行抛丸处理及对PE外护管进行电晕处理,因此不能保证钢管、聚氨酯层、PE外护管三者间具有足够的剪切强度。此外,该标准中没有明确要求将检漏报警线纳入管子。

(4)直埋阀门的技术标准

直埋阀门在高轴向力作用下,会产生不同于管道的破坏方式,变形较大时将导致不能正常工作。我国目前尚无直埋阀门标准,生产厂家不能提供直埋阀门能承受的最大轴向力的数据。若按公称压力选型,易出现被拉坏的现象,因此需进一步完善相关技术标准。

(5)小角度折角的最大允许范围《规程》对小角度折角的允许值偏大。当采用无补偿冷安装时,在锚固段中小角度折角的最大允许值为:当最大循环温差分别为90、100、110、>110℃时,小角度折角的最大允许值分别为2.0°、1.0°、0.5°、0.0°。当采用预热安装时,轴向应力还存在一定的强度余量,小角度折角的允许范围为1°~5°。

直埋供热管道设计

热水直埋供热管网的设计 天津市热电设计院 李春庆 1 概述: 国内外直埋技术的发展已有60余年的历史,由于直埋管道具有不影响环境美化、施工简便、工期短、维修工作量少的特点,因此特别是近三十年来热水供热管道直埋敷设发展迅速,相应形成了一整套直埋敷设的设计原理和计算方法。80年代初,我国首次在一些城市的热网工程中采用从北欧国家引进的直埋保温管进行直埋敷设,经历了二十年的发展,无论在预制保温管的生产和安装技术上,还是在直埋供热管网的设计理论和方法上,我国的供热管道直埋技术都得到了飞速发展,直埋敷设现已成为我国城市热网的主要敷设方式。 早在70年代,北京煤气热力设计研究院就将当时已应用于火力发电厂汽水管道上的应力分类法推广到直埋供热管网上,其最显著的特点是对温度应力采用安定性分析,这样,直管段通常可采用既不预热也不补偿的无补偿冷安装方式。然而,在80年代中,我国很多的直埋供热管网使用的都是从北欧引进的预制保温管,这样,很多设计单位也相应地采用了北欧的弹性分析法进行直埋管网设计。采用弹性分析时,为保证管道始终处于弹性状态,直管段通常要采用设置补偿装置、预热或设置一次性补偿器的安装方式。进入90年代,多年的直埋热网运行经验,让我国大多数设计人员认识到,在直管段对温度应力采用弹性分析的确过于保守,越来越多的设计人员开始应力分类法进行直埋管道的强度设计。此时,北欧也已意识到这一点,1993年版的《ABB供热手册》中介绍了一种管道应力已超过弹性范围的冷安装方式,接着在1996年版的欧洲标准《区域供热整体式预制保温管的设计、计算和安装》和1997年为解释该标准而出版的《集中供热手册》中则明确地提出应力分类法。 1999年,在唐山市热力公司、北京市煤气热力设计研究院、哈尔滨建筑大学和沈阳市热力设计研究院等单位的努力下,历经六年的国家行业标准《城镇直埋供热管道工程技术规程》(CJJ/T81-98)颁布实施,标准明确规定了采用应力分类法进行直埋热力管道的强度设计,标准的颁布也标志着我国直埋管道设计理论进入了国际先进水平。但目前国内《规程》中所给定的管道受力等计算图表中数据均限制管径在DN500以下。然而随着我国供热事业的飞速发展,规程适用范围已不能满足实际热网的需要,城市热网

城市热力管网设计规定

压力管道设计技术规定(城市热力管网)

为了节约能源,保护环境,促进生产,改善人民生活,发展我国城市集中供热事业,提高集中供热工程设计水平和城市热力管道设计质量,特制定本文件。 1 范围 本标准规定了城市热力管网的设计 本标准适用于由供热企业经营,以热电厂或区域锅炉房为热源,对多个用户供热,自热源至热力站的城市热力管网;也适用于城市热力管网新建、扩建或改建的管道、中继泵站和热力站等工艺系统管道设计;也适用于热水热力管网供热介质设计压力小于或等于2.5MPa,设计温度小于或等于200℃;蒸汽热力管网供热介质设计压力小于或等于1.6MPa,设计温度小于或等于350℃。 2引用标准 下列标准中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是不注日期的引用标准,其最新版本适用于本规定。 工业设备及管道绝热工程设计规范 GB 50264 建筑设计防火规范 GB 50016 城市供热管网工程施工及验收规范 CJJ 28 城市热力管网设计规范 CJJ 34 城市供热管网质量检验、评定 CJJ/T 81 城市供热系统安全运行技术规程 CJJ/T 88 3供热介质选择 3.1 对民用建筑物采暖、通风、空调及生活热水热负荷供热的城市热力管网应采用水作 供热介质。 3.2 同时对生产工艺热负荷和采暖、通风、空调、生活热水负荷供热的城市热力管网供 热介质按下列原则确定: a)当生产工艺热负荷为主要负荷,且必须采用蒸汽供热时,应采用蒸汽作供热介质; b)以水为供热介质能够满足生产工艺需要(包括在用户处转换为蒸汽),且技术经济合理时,应采用水作为供热介质; c) 当采暖、通风、空调热负荷为主要负荷、生产工艺又必须采用蒸汽供热,经技术 经济比较认为合理时,可采用水和蒸汽两种供热介质。 4热力管网型式的确定

CJJ28 2014城镇供热管网工程施工及验收规范

城镇供热管网工程施工及验收规范(CJJ28-2014) 1 总则 1.0.1为规范城镇供热管网工程的施工及验收,保证工程质量,制定本规范。1.0.2本规范适用于采用明挖、暗挖、顶管、定向钻等施工工艺,并符合下列参数的城镇供热管网工程的施工及验收: 1 工作压力小于或等于1.6MPa,介质温度小于或等于350℃的蒸汽管网; 2 工作压力小于或等于2.5MPa,介质温度小于或等于200℃的热水管网。 1.0.3工程施工过程中应采用无污染或减少污染的技术和施工工艺,并应制定相应的环境保护措施。 1.0.4在湿陷性黄土区、流砂层、腐蚀性土、冻土等地区和地震、巷道区建设城镇供热管网工程,应符合国家现行相关标准的规定。 1.0.5城镇供热管网工程施工及验收除应符合本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定。 2 施工准备 2.1 一般规定 2.1.1工程开工前应根据工程规模、特点和施工环境条件,确定项目组织机构及管理体系。 2.1.2工程开工前应编制施工组织设计,并应经有关单位审批后方可组织施工。 2.1.3对危险性较大的分部分项工程应编制专项方案,并应经专家论证。 2.1.4工程开工前,应根据国家环境保护法律法规和工程项目情况,制定保护环境、减少污染和其他环境公害的措施。 2.1.5施工安全管理措施应符合国家法律法规及国家现行有关标准的规定。 2.2 技术准备 2.2.1工程开工前应进行设计交底。 2.2.2工程开工前应取得设计文件、工程地质和水文地质等资料,并应进行图纸会审和设计交底会。 2.2.3工程开工前应组织施工管理人员踏勘现场,了解工程用地、现场地形、道路交通以及邻近的地上、地下建(构)筑物和各类管线等情况。 2.2.4工程开工前应结合工程情况对施工人员进行技术培训。 2.3 物资准备 2.3.1工程施工所需的材料及设备应符合设计要求,且应有产品合格证明文件。办理验收手续。并应组织进场检验,设备采购供应计划,物资准备应编制材料、2.3.2.

《城镇直埋供热管道工程技术规范》

1 总则 1.O.1为统一我国城镇直埋供热管道工程的设计、施工及验收标准,促进直埋管道技术的发展和推广,制定本规程。1.O.2本规程适用于供热介质温度小于或等于150℃、公称直径小于或等于DN500mm的钢制内管、保温层、保护外壳结合为一体的预制保温直埋热水管道。 1.O.3在地震、湿陷性黄土、膨胀土等地区应遵守《室外给水排水和煤气热力工程抗震设计规范》(GB50032)、《湿陷性黄土地区建筑规范》(GBJ25)、《膨胀土地区建筑地基技术规范》(GBJ112)的规定。 1.O.4直埋供热管道工程设计、施工和验收除应符合本规程外,尚应符合《城市热力网设计规范》(CJJ34)、《城市供热管网工程施工及验收规范》(C J J28)等国家现行有关标准的规定。

2术语和符号 2.1术语 2.1.1 屈服温差temperature difference of yielding 管道在伸缩完全受阻的工作状态下,钢管管壁开始屈服时的工作温度与安装温度之差。 2.1.2固定点fixpoint 管道上采用强制固定措施不能发生位移的点。2.1.3活动端free end 管道上安装套筒、波纹管、弯管等能补偿热位移的部位。2.1.4锚固点natural fixpoint 管道温度变化时,直埋直线管道产生热位移管段和不产生热位移管段的自然分界点。 2.1.5 驻点 stagnation point 两侧为活动端的直埋直线管段,当管道温度变化且全线管道产生朝向两端或背向两端的热位移,管段中位移为零的点。2.1.6锚固段fully restrained section 在管道温度发生变化时,不产生热位移的直埋管段。2.1.7过渡段partly restrained section 一端固定(指固定点或驻点或锚固点),另一端为活动端,当管道温度变化时,能产生热位移的直埋管段。2.1.8单长摩擦力friction of unit lengthwise pipeline 沿管道轴线方向单位长度保温外壳与土壤的摩擦力。2.1.9过渡段最小长度m i n i m u m f r i c t i o n l e n g t h 直埋管道第一次升温到工作循环最高温度时受最大单长摩擦力作用形成的由锚固点至活动端的管段长度。2.1.10过渡段最大长度maxi mum fr icti on lengt h

热力管道的设计与优化

热力管道的设计与优化 摘要:热力管道是钢铁行业中的主要管道,其合理设计是安全性、经济性的保证。本文主要介绍了在热力管道的设计方面应注意的几个问题,说明热应力的计算及其对管道工程的影响,管系柔性以及对补偿形式的选择,以达到设计优化。 关键词:热力管道;热应力;热补偿;管系;柔性 abstract:the design and installation of pressure pipe line have entered into standardization management,the thermal pipe line is the main piping in steel industry.this paper relates to describe the design of thermal pipe line ,the calculation of thermal stress and its inference to the pipe line engineering,flexible pipe system and selection of the form of the compensations ,to reach the optimized design and engineering “prepotency”finally. key words: thermal pile;thermal stress;thermal compensation;pipe system;flexble 中图分类号:s611 文献标识码:a 文章编号: 热力管道在城市供热和工业生产中是非常普遍的。在工业企业,尤其是钢铁行业中分布极广,是钢铁行业中的主要管道,但是不少单位对它的安全性尚未给予足够的重视。 热力管道的安全涉及到设计、制造、安装、检验、使用、维修等多个环节,其中设计是基础,是能否保证安全运行的重要一环。

直埋供热管道设计浅析

直埋供热管道设计浅析 发表时间:2018-02-11T14:33:29.480Z 来源:《建筑学研究前沿》2017年第28期作者:刘欣 [导读] 随着《城镇直埋供热管道工程技术规程》(以下简称为规程)的发布,技术已经很成熟,实际运用也越来越广泛。鹤壁市淇滨热力有限公司河南鹤壁 458030 摘要:直埋供热管道的设计要按照《城镇直埋供热管道工程技术规程》的条文规定来执行。本文简要的分析了直埋供热管道的设计、施工,以供参考。 关键词:直埋;供热管道;设计 1设备安装、材料说明 近年来,在供热外网工程中普遍采用直埋供热管道,直埋敷设方法同传统的地沟敷设方法相比具有占地少、施工周期短、维护量小、寿命长等诸多优点,近些年来预制保温管施工技术也有了很大的发展,已颁布的《城镇直埋供热管道工程技术规程》标志着直埋技术在我国已经趋于成熟,因此,在供热管道的施工中,直埋敷设越来越多地被采用。 (1)供热管线采用钢管,外管道连接均采用焊管;阀门与管材采用法兰连接。材料供应方式:主材及配件均由业主供应,施工单位只负责安装。 (2)材料进场:进场的所有材料均分类堆放整齐。钢管、水泥,底部均设垫木,砂石料底部进行平整后铺垫红砖,配件及零星材料均堆放在库房的架了上,对场地精心布局、合理使用,材料现场应保持清洁,归类整齐,并有排水设施,为保持现场环境清洁,所有拉运材料的车辆均加以覆盖,避免在置办期间管道内进入杂物,造成施工完毕后清扫不便,也避免了抛撒和爆灰,影响当地居民的正常生活。2材料设备验收 管材、管件及设备运至现场后,必须由材料员(质检员配合)逐根、逐件的检查外保温层、防腐层及管口椭圆度、壁厚等质量指标并做好标记记录,检验记录包括验收项目,标准、结果、检验人和检验日期,不合格品不准使用。管材管件设备进场后,应备有合格证、材质单无产品合格证的不能接收。 3管材的运输与储存 供热管材管件均有规格、生产厂的厂名和执行的标准号,在管件上有明显的商标和规格,并符合 GB/T29047-2012 标准的规定,管材管件具体要求指标如下:管材应水平堆放在平整的地面上,不得不规则堆放。当用支垫物支垫时,支垫宽度不得小于75mm,其间距不得大于 1m,外悬的端部不宜大于500mm。管材储存时,摆放应平整,撂放高度不超过2米。管材在运输时及装卸过程中,禁止剧烈撞击抛掷。管材运输时,管与管之间需留有一定的间隙,层与层之间用垫木隔开,并且高度不超过2米。在管材运输过程中,保证管壁不受损伤前提下不同直径的管材允许套装。管材与管件在运输、装卸和搬运时应采用不小于50mm的吊装带轻放,不得抛、摔、拖。4《城镇直埋供热管道工程技术规程》规程适用条件 《城镇直埋供热管道工程技术规程》适用于供热介质温度≤150℃、公称直径≤DN500的钢制内管、保温层、保护外壳结合为一体的预制保温直埋热水管道。这里对适用条件提出了两个界限,即温度界限和管径界限。在规程总则的条文说明中给出了详细的解释,温度条件是设计热网经济性和安全性的重要参数,针对的是预制保温管的保温材料耐温能力、使用寿命,另外根据现有理论在强度方面这个温度也是安全的;采用管径界限是因为规程中在强度计算、管道热伸长计算中对荷载做了简化,对小管径误差不大,对大管径而言计算结果会有较大偏差,是不安全的。在使用本规程时必须满足其适用条件。 5直埋敷设方式 直埋敷设分有补偿敷设和无补偿敷设两种。无补偿敷设具有投资省、工期短和施工简便的优点;有补偿敷设相对于无补偿敷设来说,投资较大、占地较多、工期较长、施工较复杂。因此在满足管网安全的前提下,要优先采用无补偿敷设方式,近几年来在工程实践中应用的越来越多。 6管网的布置与敷设 在确定了各单体建筑的入口之后,结合管网综合图来布置管线,满足热力管道与其他管线的间距要求。管网的其他要求如管道覆土深度、排气泄水、分支管三通弯头的保护、阀门附件的要求等详见规程中的具体要求。 规程中明确提出,应力验算采用目前国内外先进的应力分类法。应力分类法是将管道上的应力分为一次应力、二次应力和峰值应力三类,并采用相应的应力验算条件。 一次应力:是由管道内压及持续外载产生的应力(力作用)。当应力达到甚至超过屈服极限时,管道将产生较大变形甚至破坏。这种应力是非自限性的,应力验算采用弹性分析或极限分析。 二次应力:是由于管道热胀冷缩等变形受约束而产生的应力(位移作用)。当部分材料超过屈服极限时,由于产生小量的塑性变形,变形协调得到满足,变形就不再继续发展。它具有自限的特点,采用安定性分析。 峰值应力:指管道或附件(如三通等)由于局部结构不连续或局部热应力效应而产生的应力增量。它的特点是不引起显著的变形,是一种导致疲劳裂纹或脆性破坏的可能原因,必须根据管道整个使用期限所受的循环荷载进行疲劳分析。但对低循环次数的供热管道,对在管道上出现峰值应力的三通、弯头等局部应力集中处,可采用简化公式,计入应力加强系数进行应力计算。在计算中,直埋供热管道的一次应力的当量应力不应大于钢材在计算温度下的基本许用应力;二次应力及一次应力的当量应力变化范围不应大于钢材在计算温度下基本许用应力的三倍;管道局部应力集中部位的一次应力、二次应力和峰值应力的当量应力变化幅度不应大于钢材在计算温度下基本许用应力的三倍。 根据安定性理论,当直管段的当量应力变化范围满足下列表达式的要求时,管系中允许有锚固段存在:бj=(1-v)бt-αE(t2-t1)≤3[б] 式中бj——内压、热胀应力的当量应力变化范围,MPa; v——钢材的泊松系数;

直埋热力管道的强度设计计算

直埋热力管道的强度设计计算 【摘要】本论文以管道直埋技能的概述为分析对象,并对直埋供热管道的效果及应力特色进行了阐述,结合该实际情况,对直埋热力管道的强度设计计算进行了探讨。 【关键词】直埋,热力管道,强度设计 一、前言 随着当今施工水平的不断提高,生产和生活中对施工过程以及施工质量的要求也日益渐高。因此,积极采用科学的方法,不断完善直埋热力管道的强度设计计算就成为管道施工中十分紧迫的问题。 二、管道直埋技能的概述 管道直埋技能通常优于有沟埋敷,当前已运用于供热、输油等工程范畴。关于这类疑问,经过数值办法处置,过于杂乱。实践运用中假定保温层外表面温度均匀散布,这样就简化为单层域复连通疑问,该疑问已有解析解。事实上,保温层外表面温度是不均匀散布的。这些年在研讨保温层准静态热力损害以及管道强度和安稳性,剖析埋设区土壤的冻融状况和土壤的热物性改变等许多技能疑问都需求对直埋管道保温层及其土壤邻域的温度场和热流密度进行较精确的剖析,前述简化办法必定致使温度场核算欠精确,以致不能满意后继演算的需求。 三、直埋供热管道的效果及应力特色 所有使管道发生内力及应力的要素都称为效果(又称荷载)。不一样类型的效果,使管道发生不一样性质的应力,进一步能够致使不一样办法的损坏。温度和压力是热力管道上最主要的两种效果。关于直埋管道,还有轴向位移发生的土壤轴向摩擦力和侧向位移发生的土壤侧向紧缩反力。别的,在管道有些布局不连续处会发生应力会集,对应的应力称为峰值应力。峰值应力不会致使明显的变形.但循环改变的峰值应力,也会构成钢管内部布局的损害,致使管道疲惫损坏。因为土壤的均匀支撑,管道的自重没有发生自重弯曲应力,故通常忽略不计。可是关于热网中常用的管道,其公称壁厚要远远大于该压力所需的规划壁厚,内压发生的实践应力也就远远小于管材的屈服应力。相反,因为管道中热胀变形不能彻底开释,使管道发生了较大的轴向压力和压应力,其间轴向压应力能够与屈服应力处于同一数量级上。因而,在直埋敷设热力管道中,内压的影响较小,管道发生爆裂的能够性很小,而温度的影响则较大,管道强度规划中应主要思考温度改变发生的循环塑性变形和疲惫损坏。 四、直埋热力管道的强度设计计算 1、直埋供热管道热力核算

采暖热水管道过河直埋施工

采暖热水管道过河直埋施工 简介:采暖热水管道河底直埋敷设施工的提出、施工方案、施工组织实施、取得的效果。关键字:热水管道河底直埋围堰 在热力管道敷设中,有时会遇到河流的阻碍。以沈阳某热电公司施工现场为例,所需跨越的河宽100米,雨季时河面水宽90米。为节省过河工程投资,节约时间,建议采用河底直埋的敷设方式。 采用河底直埋敷设,在管沟开挖、敷设、防水等问题上与一般的直埋有一定的差异,不能按照常规做法解决。因此我们成立了课题小组进行技术论证分析,提出下述解决办法(热水管道选用聚氨酯预制直埋保温管道,结构为工作钢管+聚氨酯发泡保温层+高密度聚乙烯外护管壳): 施工时间在条件允许的情况下,应尽量选择在枯水期,这时的河底水位较低、施工便利、截流难度小。由于管道需横穿河道底部敷设,因此较特殊的重要施工内容为:截流、打围堰、在围堰内的管道敷设。通过打围堰分两步进行截流,如图所示:

第一段施工示意图

第二段施工示意图 具体施工方案如下:管道过河工程施工方案一、施工前准备

1、施工前,应对开槽范围的地上、地下障碍物进行核查,逐项清查障碍物构造情况,以及与管网工程的相对位置关系。 2、按设计规划红线进行放线,按放坡系数1:1.25确定每段开挖宽度。 3、土方开挖前,必须先测量放线,测设高程,在挖掘土方施工过程中,应进行中线、槽断面、高程的校核。 二、围堰 因河中有水无法施工,故根据河床内具体情况,先测量河底宽度、河水流量及相关规定,于河底先清底,围堰至河床3/4处,于堰内挖一深坑集水,用水泵抽水。待堰内水抽干后,清理淤泥、放线,并用潜水泵随时抽水,并保证无积水情况下开槽(如遇雨季施工,河底水位高,且多为淤泥层,潜水泵无法正常使用,在这种情况下,可采用在围堰内打井降水的处理方案。将DN300混凝土管壁上钻若干个25mm的孔洞,用打桩机将混凝土管打入地下,混凝土管总长16至20米,外填中石子,管内用潜水泵抽水。在将要挖掘的管沟两侧根据河内水位的高低、水量的大小取4至10处井点进行降水)。 1、围堰施工分为两个阶段: 1)第一段于岸边开始至3/4处,先上游,后下游。先上游段为双层叠堰,中间压土踩实以防渗水,高度为1.5米左右,宽为1米;下游为单层叠堰,高度1米左右,宽度为0.7米,顺水流方向也为双层叠堰(南堰),高度为1.5米,宽为1米,留有1/4处为流水段。如施工处于雨季,则围堰的高度及厚度可适当加大。围堰可由草袋、编织袋装满砂石而成,对于水面较宽,水流较急的地方,也可采用先下石笼(钢筋焊制的铁笼,内装毛石),再填充装砂石的草袋或编织袋的方法。 2)第二段施工在第一段施工完成、检查验收合格并回填后进行。先叠双层堰(北堰),高、宽与南堰相同,再拆第一段岸边下游单层堰,下游段拆完,拆上游段并同时清理河底,不留残留物。要求河床施工后必须同施工前一样平整,不能阻滞河水流淌。 2、在北堰完成且第一段拆堰成功后,开始对剩余叠堰施工。仍然是上游为双层叠堰,下游为单层,并拆除南堰墙,清理淤泥,放线开槽施工。这里需要注意的是,为了保证第一、二段施工的管段能够完好焊接,建议在两段施工的围堰有一定的重合部分。因此在第二段施工中,北堰应距河床为1/2河宽,待第二段安装工程完毕后,回填合格验收,并开始拆除堰墙,同时清理河底不留残留物,按要求清理干净并平整。 三、管线土方沟槽施工

直埋供热管道工程设计

直埋管断面布置尺寸参考(mm) 注:放坡角60°,或放坡比1:1.5。 弹性分析法直埋管过渡段长度(m)驻点轴向应力(kN)及热伸长量(mm) 注:工作压力1.6MPa、温差130℃,摩擦系数0.4,热胀系数12.6×10-6℃-1。

安定分析法直埋管过渡段长度(m)驻点轴向应力(kN)及热伸长量(mm) 注:工作压力1.6MPa、温差130℃,摩擦系数0.4,热胀系数12.6×10-6℃-1。 热水管网水力计算表

注:一次网(130℃/70℃,Kd=0.5mm,γ=958.4kg/m3) 热水管网允许流速(《城市供热手册》汤惠芬范季贤) 热水管网经济比压降(《城市供热手册》汤惠芬范季贤) 注:使用范围7~10km,设一级中继泵站时比压降取推荐值的1.2倍,设有两级时取1.4倍。 直埋热水管道工程设计 医药化工项目外管设计工作中,常会出现直埋热水管道的设计方案,针对该设计工作,综合规范、标准图集、论文、制造商等各渠道而来的技术资料、工程案例和经验,现做如下初步概括的总结和阐述: 直埋热力管道分为无补偿直埋敷设和有补偿直埋敷设。无补偿直埋敷设又可分为冷安装无补偿、预应力无补偿。预应力无补偿有分为机械拉伸、敞槽预热、一

次补偿等多种形式。预热方式又分为热水、热风和电热等。一般DN800以下的管道可设计为冷安装无补偿方式。 一、直埋管的稳定性验算 (1)整体稳定性分析:直埋管最小覆土深度应满足垂直稳定性要求,一般而言,大于DN700的直管道不必从垂直稳定性考虑限制其埋深。 (2)局部稳定性分析:公称直径不大于DN800、工作温差小于85℃时,不会出现局部失稳;当供水温度大于130℃、公称直径大于DN800时,采用标准壁厚的钢管,在锚固段可能会出现局部皱结。 二、直埋管的强度验算 无补偿管段强度验算有两种强度验算理论:弹性分析法(第四强度理论)和安定分析法(弹塑性分析,第三强度理论)。 直埋管的安定条件判断,根据应变大小可分为不发生任何塑性变形 (△ε≤2εs,|ε|<εs,安定状态)、发生有限塑性变形(△ε≤2εs,|ε|>εs安定状态),发生循环塑性变形(△ε>2εs,不安定状态) (1)极限分析:为防止管道出现塑性流动,必须保证一次应力小于屈服极限σs。考虑安全因素后,设计应保证一次应力不大于许用应力[σ]。 (2)安定分析:为使管道处于安定,必须保证一次应力(工作压力产生的内力,包括轴向应力和环向应力)与二次应力(热应力,升温产生轴向压应力,降温产生轴向拉应力)共同作用下当量应力变化范围小于2倍屈服极限σs。考虑安全因素后,用抗拉强度σb代替2σs。管道安定条件:当量应力变化范围不大于 3[σ]。

供热直埋敷设管道预制保温管技术要求

供热直埋敷设管道预制保温管技术要求 1、概述 本文所指的管道用于供热工程热力网部分一次网。输送热媒为热水,供回水设计温度为130/70℃,设计公称压力为1.6MPa。设计为无补偿冷安装直埋敷设。 2、供货范围 本次采购预制保温管为¢1220×14(回水管道);¢1220×16(供水管道);预制保温管道的保温层采用聚氨酯,保温厚度不小于59mm;保护层厚度不小于14mm;预制保温管定尺长度12m;供、回水管道外护壳分别印有明显字体标示管道属性。 3、技术要求 3.1规范及标准 3.1.1高密度聚乙烯外套管、聚氨酯泡沫保温层及组合成品管

螺旋缝埋弧焊钢管产品应符合《石油天然气工业管线输送系统用钢管》标准GB/T9711-2011。焊缝要求100﹪射线探伤,焊缝探伤标准≥Ⅱ级。 性能满足3.3.1.1要求,使用寿命在140度的长期运行温度下不能低于30年,并提供针对保温管供应商产品的检测报告。 保温管道应具有抗蠕变性能,在30年的使用寿命内,任一点的蠕变变形量不能超过20 mm,并提供针对保温管供应商产品的检测报告。 3.3制造要求 为确保预制聚氨酯保温管钢管、保温层、外护管三位一体的工艺整体结构,要求严格执行钢管外表面抛丸处理,外壳管内表面电晕处理。 3.4测试检验 供货商应按制造标准要求进行有关检验,并提供所有具有法律效力的检验报告。

3.5制造厂家及资质 (1)、制造商应具备ISO9000质量保证体系认证书及预制保温管生产许可证。 (2)、制造商注册资金3500万元人民币或450万美元以上,具有5年以上制造经验,上年度销售额1.5亿元人民币以上。履行过单个合同额2000万元人民币以上工程。 (3)、制造商有过类似项目经历。 3.6预制聚氨酯保温管要厂商提供的资料: 生产厂家应提供完整的产品样本(包括钢管、聚乙烯管的规格、聚氨酯的厚度等)以及各类相关有效的实验报告。提交资料如下: (1)材质合格证。 (2)钢管机械性能实验报告。 (3)钢管焊缝外观质量检验报告。 (4)焊缝射线探伤检验报告。 (5)出厂水压试验合格证。 (6)安装及使用说明书。 (7)直埋保温管的技术参数和性能测试报告书。 (8)生产厂家介绍,要求具有多年的工程运行实例。 (9)当地生产厂家出具的质量合格证。 (10) 预制聚氨酯保温管、管件所执行的标准。 4、管材 4.1标准 中国国家行业标准 CJ/T114-2000 《高密度聚乙烯外护管聚氨酯泡沫塑料预制保温管》 4.2检验 符合中国国家行业标准CJ/T114-2000。

采暖系统管道施工工艺详解

采暖系统管道施工工艺 1.安装场合及特点 采暖系统是建筑工程中一个重要组成部分。根据建筑工程的不同要求和用途,有多种供热形式:分为低压蒸汽采暖、高压蒸汽采暖、低温水采暖、高压水采暖和余热采暖等。 目前普遍采用的是低温水供热,因为它比蒸汽可节约能源20%-30%。目前民用住宅工程采暖管道,大多数采用明装管道,优点是能充分发挥热效能。除了高级建筑工程采用管廊、管井外,尽量不采用暗装管道。因不便于维修、更换等,所以采用明装比较广泛。 采暖系统是由引入管、导管、立支管及散热器、阀门、集气罐、膨胀水箱、除污器、减压器、疏(回)水器等配件所组成。 本章节适用于工业与民用建筑群室外供热管道和室内采暖管道安装工艺。 室外供热管道通常用于饱和蒸汽压力小于等于0.8MPa,热水温度不超过150℃的室外采暖及生活热水供应管道(包括直埋管道或架空管道)安装工程。 室内采暖管道安装适用于建筑热水温度小于等于150℃的采暖管道安装。 2.材料及机工具要求 2.1管材:碳素钢管、无缝钢管。管材不得弯曲;锈蚀,无飞刺、重皮及凹凸不平现象。 2.2管件:无偏扣、方扣、乱扣、断丝,不得有砂眼、裂纹和角度不准确现象。 2.3阀门:规格型号和适用温度,压力符合设计要求。铸造规矩,无毛刺、无裂纹,开关灵活严密,丝扣无损伤,直度和角度正确,手轮无损伤。有出厂合格证,安装前应按有关 规定进行强度、严密性试验。 2.4附属装置:减压器、疏水器、过滤器、补偿器、法兰等符合设计要求,应有产品合 格证和说明书。 2.5其他材料:型钢、圆钢、管卡子、螺栓、螺母、油、麻、垫、电气焊条等。选用时 应符合设计要求。 2.6机具:砂轮锯、套丝机、台钻、电焊机、煨弯器等。 2.7工具:压力案、台虎钳、电焊工具、管钳、手锤、手锯、活扳子等。 2.8其他:钢卷尺、水平尺、线坠、粉笔、小线等。 3.作业条件 3.1室内: 3.1.1干管安装:位于地沟内的干管,一般情况下,在已砌筑完成和清理好的地沟、未盖沟盖板前进行安装、试压和隐蔽;位于顶层的干管,在结构封顶后安装;位于楼板上的干管,须在楼板安装后,方可安装;位于天棚内的干管,应在封闭前安装、试压和隐蔽。

CJJ 28-2004城镇供热管网工程施工及规范

城镇供热管网工程施工及规范(CJJ 28-2004) 目录 前言2 1 总则4 2 工程测量4 2.1 一般规定4 2.2 定线测量4 2.3 水准测量4 2.4 竣工测量5 2.5 测量允许偏差5 3 土建工程及地下穿越工程6 3.1 开挖工程6 3.2 土建结构工程7 3.3回填工程12 3.4地下穿越工程13 4焊接及检验13 4.1 一般规定13 4.2 焊接准备14 4.3 焊接18 4.4焊接质量检验19 5管道安装及检验20 5.1 一般规定21 5.2 管道加工和现场预制管件制作21 5.3 管道支、吊架安装24 5.4 管沟和地上敷设管道安装25 5.5 直埋保温管道安装26 5.6 法兰和阀门安装27 5.7补偿器安装28 6 热力站、中继泵站及通用组装件安装29 6.1 一般规定29

6.3 站内设备安装30 6.4通用组装件安装33 7 防腐和保温工程34 7.1 防腐工程34 7.2 保温工程35 7.3保护层37 8试验、清洗、试运行38 8.1 试验38 8.2 清洗39 8.3试运行40 9 工程验收41 9.1 一般规定41 9.2 竣工验收41 9.3 工程质量验收方法42 条文说明 中华人民共和国建设部 公告 第283号 建设部关于发布行业标准《城镇供热管网工程施工及验收规范》的公告现批准《城镇供热管网施工及验收规范》为行业标准,编号为CJJ 28—2004,自2005年2月1日起实施。其中,第3.1.3、3.1.9、 3.1.13、 3.4.3、 4.4.4 (4)、 6.4.5 (5)、 8.1.8、 8。2.6(2)条(款)为强制性条文,必须严格执行。原行业标准《城镇供热管网工程施工及验收标准》OJ28—89和《城市供热管网工程质量检验评定标准》CJJ 38-90同时废止。 本标准由建设部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行。 中华人民共和国建设部 2004年12月2日 前言 根据建设部建标[2002]84号文的要求,标准编制组在广泛调查研究、认真总结实践经验并广泛征求意见的基础上,修订了本规范。 本规范的主要技术内容是:1总则;2工程测量;3土建工程及地下穿越工程;4焊接及检验;5管道安装及检验;6热力站、中继泵站及通用组装件安装;7防腐和保温工程;8试验、清洗、试运行;9工程验收。 修订的主要内容是: 1 将原规范的适用范围扩大到二级管网工程; 2 增加了浅埋暗挖法施工及验收的技术要求; 3 补充了直埋保温管道的制作、施工、验收要求; 4 修改了钢管、管路附件及设备等供热管网工程专用设施的质量及安装要求; 5 对近十年来出现的新技术、新工艺纳入了本规范,同时修改了不相适应的内容;

城市直埋式供热管道固定墩的结构设计浅析

城市直埋式供热管道固定墩的结构设计浅析 1、城镇供热管道设计 1.1直埋供热管道的应力 无论多大的直径埋管道, 管道内部压力产生的压力主要是管介质和管道轴向摩擦当土壤的轴向位移, 和管土的侧向位移横向压缩反应。压力产生的内部压力和土壤侧向压缩反应引起的二次应力计算方法根据现有“城”的直埋供热管道工程技术规范(CJJ / t81 - 98) 计算, 但现有的土压力引起的轴向摩擦“纪律”忽 略管道本身重量的影响,这在小直接埋管道强度计算是没有问题, 但是对于大直 埋管道由于管道本身自重大, 当发生管道轴向位移时, 由自重产生的管道和土壤之间的摩擦不应被忽视。 1.2过渡段长度计算 当补偿装置的两端直接管间距大于过渡段的长度限制(最大长度的摩擦) 两次, 可以形成两个( 自然)锚点之间的无偿部分( 自然锚固段); 当补偿设备间距小于或等于两次过渡段的长度, 由一个静止的点分为两个过渡段(补偿) 。没有补偿直埋敷设方式冷安装条件: 根据弹性理论分析(1.35 c eq[美国])或更低,只要温差不大于弹性安装温差直管道直埋敷设方式不允许安装补偿器和无偿, 管道在弹性状态下运行。换句话说, 当安装一个温差大于弹性温差, 直部分中不允许存在锚定, 必须安装补偿器, 设置补偿器的最大间距是管存在过渡段的锚固长度的两倍。过渡段长度可以根据现有的停滞时期在单轴应力和摩擦。 弹性温度(58.0 ~ 67.4 C)和管道工作压力(1.0 ~ 2.5 Mpa), 公称直径(dn40 - 1000)。采暖管道安装温度计算在10C ,供水温度的设计一般都大于80C ,温度低于 80E ,因此,无论第二网络,直接埋管供水管道必须安装补偿装置、回水管可以考虑无偿。 根据弹塑性理论分析(c eq 3( c )或更少),等效应力小于屈服极限的两倍,引入安全系数后, 取而代之的是容许应力的 3 倍。基于弹性稳定性分析的温度(121.0?149.3 C )也增加了许多,这样,即使水温高达140C,采用直线冷段和安装没有补偿直埋敷设方式。然而,由于高应力检查值,需要三通,弯头等应力集中 在本地配件在必要的加强措施。基于弹塑性理论分析, 类似于弹性理论, 在安装温

《城镇直埋供热管道工程技术规范》

1 总则 1.O.1为统一我国城镇直埋供热管道工程的设计、施工及验收标 准,促进直埋管道技术的发展和推广,制定本规程。 1.O.2本规程适用于供热介质温度小于或等于150℃、公称直径小于或等于DN500mm的钢制内管、保温层、保护外壳结合为一 体的预制保温直埋热水管道。 1.O.3在地震、湿陷性黄土、膨胀土等地区应遵守《室外给水排水和煤气热力工程抗震设计规范》(GB50032)、《湿陷性黄土地区建筑规范》(GBJ25)、《膨胀土地区建筑地基技术规范》(GBJ112)的 规定。 1.O.4直埋供热管道工程设计、施工和验收除应符合本规程外,尚应符合《城市热力网设计规范》(CJJ34)、《城市供热管网工程施工及验收规范》(C J J28)等国家现行有关标准的规定。 .1

2术语和符号 2.1术语 2.1.1 屈服温差temperature difference of yielding 管道在伸缩完全受阻的工作状态下,钢管管壁开始屈服时的工作温度与安装温度之差。 2.1.2固定点fixpoint 管道上采用强制固定措施不能发生位移的点。 2.1.3活动端free end 管道上安装套筒、波纹管、弯管等能补偿热位移的部位。 2.1.4锚固点natural fixpoint 管道温度变化时,直埋直线管道产生热位移管段和不产生热位移管段的自然分界点。 2.1.5 驻点stagnation point 两侧为活动端的直埋直线管段,当管道温度变化且全线管道产生朝向两端或背向两端的热位移,管段中位移为零的点。 2.1.6锚固段fully restrained section 在管道温度发生变化时,不产生热位移的直埋管段。 2.1.7过渡段partly restrained section 一端固定(指固定点或驻点或锚固点),另一端为活动端,当管道温度变化时,能产生热位移的直埋管段。 2.1.8单长摩擦力friction of unit lengthwise pipeline 沿管道轴线方向单位长度保温外壳与土壤的摩擦力。 2.1.9过渡段最小长度m i n i m u m f r i c t i o n l e n g t h 直埋管道第一次升温到工作循环最高温度时受最大单长摩擦力作用形成的由锚固点至活动端的管段长度。 2.1.10过渡段最大长度maximum friction length 直埋管道经若干次温度变化,单长摩擦力减至最小时,在工 作循环最高温度下形成的由锚固点至活动端的管段长度。 2.2符号 A——钢管管壁的横截面积(m2); D C——预制保温管外壳的外径(m); D i——钢管内径(m); D O——钢管外径(m); .2

CJJ28-2004城镇供热管网工程施工及验收规范

城镇供热管网工程施工及验收规范 Code for construction and acceptance of city heating pipelines 标准号:CJJ28-2004/J372-2004 发布日期:2004 年12 月02 日 实施日期:2005 年02 月01 日 发布单位:中华人民共和国建设部出版单位:中国建筑工业出版社 ★摘要:为提高城镇供热管网工程的施工水平,保证工程质量,制定本规范。本规范适用于工作压力不大于 1.6MPa、介质温度不高于350C的蒸汽管网和工作压力不大于 2.5MPa,介质温度不高于200C的热水管网。城镇供热管网工程施工及验收, 除应符合本规范外,尚应符合国家现行有关强制性标准的规定。 ★Summary: In order to improve the construction level of city heating pipelines and insure the engineering quality, we constitute this code. It is applicable to the steam pipelines and hot water pipelines, whose working press does not exceed 1.6MPa and 2.5MPa respectively, and the medium temperatures are respectively not more than 350°C and 200C. Expect for this code, the construction and acceptance of city heating pipelines should also accord to other forcible respect standards that are being enforced at present. 总则 1.0.1 为提高城镇供热管网工程的施工水平,保证工程质量,制定本规范。 1.0.2 本规范适用于符合下列参数的城镇供热管网工程的施工及验收: 1工作压力P<1.6MPa,介质温度T W350C的蒸汽管网; 2工作压力P<2.5MPa,介质温度T W200C的热水管网; 1.0.3 施工单位开工前应熟悉图纸和现场,并应按建设单位或监理单位审定的施工组织设计组织施工。工程施工和工程所需的材料及设备必须符合设计要求且有产品合格证;设计未提出要求时,应符合国家现行有关标准的规定。工程变更、材料及设备需代用或更换时,必须得到设计部门的同意。产品进入现场,应办理验收手续。 1.0.4 在湿陷性黄土区、流砂层、腐蚀性土等地区和地震区、巷道区建设供热管网工程,除执行本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定。 1.0.5 城镇供热管网工程施工及验收,除应符合本规范外,尚应符合国家现行有关强制性标准的规定。 5 管道安装及检验 5.1 一般规定 5.1.1 制作卷管、受内压管件和容器用的钢板,在使用前应做检查,不得有超过壁厚允许负偏差的锈蚀、凹陷以及裂纹和重皮等缺陷。 5.1.2 预制防腐层和保温层的管道及管路附件,在运输和安装中不得损坏。 5.1.3 管件制作和可预组装的部分宜在管道安装前完成,并应经检验合格。 5.1.4 钢管、管路附件等安装前应按设计要求核对型号,并按本章的规定进行检验。 5.1.5 雨期施工应采取防止浮管及防止泥浆进入的措施。 5.1.6 施工间断时,管口应采用堵板封闭;管道安装完成后,应将内部清理干净,并及时封闭管口。 5.1.7 管道法兰、焊缝及其他连接件的安装位置应留有检修空间。 5.2 管道加工和现场预制管件制作 5.2.1 公称直径小于或等于500mm 的弯头应采用机制弯头,其他各种管件宜选用机制管件。 5.2.2 在管道上直接开孔焊接分支管道时,切口的线位应采用校核过的样板画定。 5.2.3 弯管制作应符合下列规定: 1 弯管制作应符合设计要求及国家现行标准《钢制弯管》SY5257、《钢制对焊无缝管件》GB 12459 和《钢板制对焊管件》

《城镇直埋供热管道工程技术规范》

1总则 1.O.1为统一我国城镇直埋供热管道工程的设计、施工及验收标 准,促进直埋管道技术的发展和推广,制定本规程。1.O.2本规程适用于供热介质温度小于或等于150℃、公称直径小于或等于DN500mm的钢制内管、保温层、保护外壳结合为一 体的预制保温直埋热水管道。 1.O.3在地震、湿陷性黄土、膨胀土等地区应遵守《室外给水排水 和煤气热力工程抗震设计规范》(GB50032)、《湿陷性黄土地区建 筑规范》(GBJ25)、《膨胀土地区建筑地基技术规范》(GBJ112)的规定。 1.O.4直埋供热管道工程设计、施工和验收除应符合本规程外, 尚应符合《城市热力网设计规范》(CJJ34)、《城市供热管网工程施 工及验收规范》(CJJ28)等国家现行有关标准的规定。

2术语和符号 2.1术语 2.1.1 屈服温差temperature difference of yielding 管道在伸缩完全受阻的工作状态下,钢管管壁开始屈服时的 工作温度与安装温度之差。 2.1.2固定点fixpoint 管道上采用强制固定措施不能发生位移的点。 2.1.3活动端free end 管道上安装套筒、波纹管、弯管等能补偿热位移的部位。2.1.4锚固点natural fixpoint 管道温度变化时,直埋直线管道产生热位移管段和不产生热 位移管段的自然分界点。 2.1.5驻点stagnation point 两侧为活动端的直埋直线管段,当管道温度变化且全线管道 产生朝向两端或背向两端的热位移,管段中位移为零的点。 2.1.6锚固段fully restrained section 在管道温度发生变化时,不产生热位移的直埋管段。 2.1.7过渡段partly restrained section 一端固定(指固定点或驻点或锚固点),另一端为活动端,当 管道温度变化时,能产生热位移的直埋管段。 2.1.8单长摩擦力friction of unit lengthwise pipel ine 沿管道轴线方向单位长度保温外壳与土壤的摩擦力。 2.1.9过渡段最小长度mi nim u m frict ionlen g t h

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