硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料是一種絕熱防腐高分子合成材料，用作防腐保溫保冷層，它導(dǎo)熱系數(shù)低、密度小、強(qiáng)度高、吸水性小、絕熱、絕緣、隔音效果好、化學(xué)穩(wěn)定性能好，作為一種絕熱材料，廣泛應(yīng)用于石油、化工、運(yùn)輸、建筑、日常生活等領(lǐng)域，如輸油和輔熱水管道、油庫(kù)、貯罐、冷庫(kù)、空調(diào)、冰箱、集中供熱供汽管道等設(shè)施的保溫保冷。有數(shù)據(jù)顯示，用硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料保溫的管道比傳統(tǒng)的管道可減少熱損失35％，節(jié)約了大量能源，減少了維修費(fèi)用。另外，它還具有優(yōu)良的防水防腐性脂，可直接埋入地下或水中，使用壽命可達(dá)20～30年以上，使用溫度-190～120℃。
保溫管是絕熱管道的簡(jiǎn)稱(chēng)，保溫管用于液體、氣體及其他介質(zhì)的輸送，在石油、化工、航天、軍事、集中供熱熱、*空調(diào)、市政等管道的絕熱保溫工程。
保溫管的分類(lèi)
鋼套鋼復(fù)合保溫管
鋼套鋼復(fù)合保溫管保溫結(jié)構(gòu)依據(jù)滑動(dòng)方式不同可分為兩大類(lèi)：
1、內(nèi)滑動(dòng)式：保溫結(jié)構(gòu)由工作鋼管、硅酸鋁、減阻層、微孔硅酸鈣、隔熱層、不銹鋼緊固鋼帶、鋁箔反射層、聚氨酯保溫層、外套鋼管、外防腐層組成。內(nèi)滑動(dòng)型保溫鋼管是由輸送介質(zhì)的鋼管+復(fù)合硅酸鹽或微孔硅酸鈣+硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料+外套鋼管+玻璃鋼殼防腐保護(hù)層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。各種管件節(jié)點(diǎn)保溫處理技術(shù)成熟，質(zhì)量可靠。
2、外滑動(dòng)式：保溫結(jié)構(gòu)由工作鋼管、玻璃棉保溫隔熱層、鋁箔反射層、不銹鋼緊固鋼帶、滑動(dòng)導(dǎo)向支架、空氣保溫層、外護(hù)鋼管、外防腐層組成。
聚氨酯保溫管
聚氨酯保溫管從里到外分三層結(jié)構(gòu)：
保溫管
*層：工作鋼管層
根據(jù)設(shè)計(jì)和客戶的要求一般選用無(wú)縫鋼管、螺旋鋼管和直縫鋼管。鋼管表面經(jīng)過(guò)*的拋丸除銹工藝處理后，鋼管除銹等級(jí)可達(dá)GB8923-1988標(biāo)準(zhǔn)中的Sa2級(jí)，表面粗糙度可達(dá)GB6060.5-88標(biāo)準(zhǔn)中R=12.5微米。
第二層：聚氨酯保溫層：
用高壓發(fā)泡機(jī)在鋼管與外護(hù)層之間形成的空腔中一次性注入硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料原液而成，即俗稱(chēng)的“管中管發(fā)泡”。
第三層：高密度聚乙烯保護(hù)層：
預(yù)制成一定壁厚的黑色或黃色聚乙烯塑料管材。其作用一是保護(hù)聚氨酯保溫層免遭機(jī)械硬物破壞，二是防腐、防水。[1]
保溫管性能及相關(guān)指標(biāo)
保溫管的結(jié)構(gòu)
高溫預(yù)制直埋保溫管主要由四部分組成。
（1）工作鋼管：根據(jù)輸送介質(zhì)的技術(shù)要求分別采用有縫鋼管、無(wú)縫鋼管、雙面埋弧螺旋焊接鋼管。
（2）保溫層：采用硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料。
（3）保護(hù)殼：采用高密度聚乙烯或玻璃鋼。
（4）滲漏報(bào)警線：制造高溫預(yù)制直埋保溫管時(shí)，在靠近鋼管的保溫層中，埋設(shè)有報(bào)警線，一旦管道某處發(fā)生滲漏，通過(guò)警報(bào)線的傳導(dǎo)，便可在檢測(cè)儀表上報(bào)警并顯示出漏水的準(zhǔn)確位置和滲漏程度的大小，以便通知檢修人員迅速處理漏水的管段，保證熱網(wǎng)安全運(yùn)行。
保溫管的特點(diǎn)
高溫預(yù)制直埋保溫管-優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)
1 具有很強(qiáng)的耐腐蝕和防水能力，綜合造價(jià)低
據(jù)有關(guān)部門(mén)測(cè)算，雙管制供熱管道，一般情況下可以降低工程造價(jià)的25%（采用玻璃鋼做保護(hù)層）和10%（采用高密度聚乙烯做保護(hù)層）左右。
2 熱損耗低，節(jié)約能源。 熱損耗僅為傳統(tǒng)管材的25%
直埋保溫管 導(dǎo)熱系數(shù) 0.022kcal/m.h.℃ 憎水率 0.03kg/cm³
3 使用壽命長(zhǎng)
正確的安裝和使用可使管網(wǎng)壽命達(dá)到30-50年，而且維護(hù)費(fèi)用極低。
4 占地少 施工快 有利于環(huán)境保護(hù)
能減少土方開(kāi)挖量50%以上 減少土建砌筑和混凝土量90%
保溫管技術(shù)指標(biāo)
技術(shù)性能
單位
技術(shù)
（3）交聯(lián)劑N-403乙二胺聚醚。化學(xué)名爾四（聚乙—羥丙基）乙二胺。其質(zhì)量指標(biāo)如下。
外觀淡黃色至棕色透明黏稠液體水分/％≤0.2
羥值（KOH）/mg·g-1770±35
聚氨酯發(fā)泡保溫管
聚氨酯保溫管是以高功能聚醚多元醇組合料和多次甲基多苯基多異氰酸酯為原料經(jīng)化學(xué)反應(yīng)發(fā)泡而成?！【郯滨ケ毓芫哂腥萘枯p、強(qiáng)度高、絕熱、隔音、阻燃、耐寒、防腐、不吸水、施工簡(jiǎn)便快捷等優(yōu)異特點(diǎn)，已成為建筑、運(yùn)輸、石油、化工、電力、冷藏等工業(yè)部門(mén)絕熱保溫、防水堵漏、密封等*的材料。 聚氨酯保溫管用于室內(nèi)外各種管道，集中供熱管道，*空調(diào)管道、化工、醫(yī)藥等工業(yè)管道的保溫、保冷工程。概述 聚氨酯發(fā)泡保溫管自三十年代聚氨酯合成材料誕生以來(lái)，一直作為一種優(yōu)良的絕熱保溫材料而得到迅速發(fā)展，其應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣泛，更由于其施工簡(jiǎn)便、節(jié)能防腐*而被大量地用于各種供熱、制冷、輸油、輸汽等各種管道。大量地用于各種供熱、制冷、輸油、輸汽等各種管道。
施工
將保溫層—聚氨酯發(fā)泡用現(xiàn)場(chǎng)澆罐或預(yù)制成型等方法敷于鋼管的防腐層外，方法簡(jiǎn)便，工效迅捷。
導(dǎo)熱系數(shù)?。?nbsp;
聚氨酯泡沫的導(dǎo)熱系數(shù)在保溫材料中是zui低的，因此能使物料的熱損失減少到zui低限度。
防水、防腐、耐老:
由于聚氨酯泡沫的閉孔率達(dá)92%以上,因此,用聚氨酯泡沫作為直埋管道的保溫層,不僅可以起保溫隔熱作用，而且能有效地防止水，濕氣以及其它多種腐蝕性液體、氣體的浸透，防止微生物的滋生和發(fā)展。
性能與參數(shù)
技術(shù)性能單位技術(shù)
容量Kg/m345-60
導(dǎo)熱系數(shù)W/m.k0.016-0.024
使用溫度℃-90-+120
閉孔率%≥97
吸水率Kg/m2≤0.2
氧指數(shù)h≥26
抗壓強(qiáng)度Mpa≥200
安全適用性強(qiáng)
聚氨酯泡沫能與各種材料進(jìn)行牢固的粘合，因此作為直埋管的保溫層幾乎無(wú)需考慮防腐層與之粘合的問(wèn)題。聚氨酯保溫層的適應(yīng)溫度為+120℃-196℃，短時(shí)（十幾小時(shí)）可達(dá)+190℃。如果用戶需*溫度190度，我們可根據(jù)用戶需要用高溫料成型。
安全
聚氨酯保溫管 以其優(yōu)良的性能，方便的施工及使用年限長(zhǎng)而倍受人們歡迎，其結(jié)構(gòu)為:外保護(hù)層、保溫層、防滲漏層三部分，外保護(hù)層材料為聚乙烯或玻璃鋼或其它材料。敷設(shè)方式有直埋、架空、地溝三種方式。我廠在*管件的聚氨酯保溫、絕熱施工中積累了大量豐富經(jīng)驗(yàn)，其質(zhì)量達(dá)到了國(guó)家及標(biāo)準(zhǔn)，深受廣大客戶的信任和好評(píng)。
此交聯(lián)劑可代替部分有機(jī)胺催化劑，又可代替其他羥基聚醚。它有增進(jìn)分子結(jié)構(gòu)交聯(lián)，改進(jìn)泡沫固化速度，減少泡沫塑料脆性的作用。
?。?）阻火劑TCER。是β-三氯乙基磷酸酯，其質(zhì)量指標(biāo)如下；
外觀無(wú)色至黃色透明液體酸值（KOH）/mg·g-1≤1.0
相對(duì)密度（15～20）1.410～1.430水分/％≤0.3
此阻火劑溶于醇、酮，酯、芳烴、氯仿以及*，不溶于脂肪族烴。由于分子中含磷、氯，阻燃作用較顯著。主要作為添加型阻燃劑，除增加塑料具有自熄性外，還有增塑性、耐水、耐候、耐寒性。施工時(shí)還可降低黏度，便于施工。
?。?）多異氰酸酯PAPIR-NCO。其質(zhì)量指標(biāo)如下。
酸值/％<0.3-NCO含量/％>29
水解氯含量/％<0.5黏度（25）/mPa·s<1000
多異氰酸酯PAPIR—NCO可延緩塑料反應(yīng)膠凝時(shí)間和發(fā)泡時(shí)間，有利于一步法泡沫模制。對(duì)提高塑料的耐熱性、強(qiáng)皮、耐濕性有很大好處。
?。?）硅油。是一種表面活性劑，也是一種發(fā)泡穩(wěn)定劑。它是一種有機(jī)硅大分子化合物，在組分中仗幾種物質(zhì)均勻互混，作為親水的聚酯和疏水的異氰酸酯、氟碳化合物的乳化劑；其次是穩(wěn)定發(fā)泡，在發(fā)泡過(guò)程中降低泡沫表面張力，控制泡孔大小，防止膠凝時(shí)微孔合并，起到控制微孔大小的作用。
?。?）催化劑。三乙醇胺是一種控制聚氨酯分子交聯(lián)速度和氣體生成速度的化合物。
生產(chǎn)硬質(zhì)泡沫塑料通常選用錫鹽與叔胺類(lèi)例如二月桂酸二丁基錫，它們的作用是促進(jìn)塑料迅速膠凝或泡沫固化。
?。?）發(fā)泡劑。分為水或物理發(fā)泡劑、氟碳化臺(tái)物發(fā)泡劑。作為聚合物膨脹發(fā)泡，充入泡沫微孔以降低導(dǎo)熱系數(shù)。常用的氟碳化合物為F-11、F-113。
3．硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料配方
?。?）膠液配方表5—3～表5-7介紹了幾個(gè)單位用的硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料配方。
表5-3 重慶長(zhǎng)風(fēng)化工廠膠液配方
組分原料名稱(chēng)質(zhì)量比施工溫度
AⅢ型聚醚
乙二胺聚醚
三氯三氟乙烷P-113
β-三氯乙基磷酸酯TCEP
三乙醇胺
二月桂酸二丁基錫
204硅油48～50
15～17
18～20
13～15
1～2.6
0.2～0.5
1.5～2施工溫度
31～41℃
表面溫度
45℃左右
B聚苯基甲基多導(dǎo)氰酸酯PAPI106.5～117.1
表5-4 大慶油田科研設(shè)計(jì)院膠液配方
組分原料名稱(chēng)質(zhì)量比生產(chǎn)廠家
A甘油聚醚
硅油
二月桂酸二丁基錫
三乙烯二胺
多縮丙二醇
F-11100
3.45
0.09
0.75
1.45
30南京塑料廠
進(jìn)口鋼套鋼直埋保溫管/高溫蒸汽保溫管/鋼套鋼蒸氣復(fù)合保溫管適用于輸送2.5MPa,350攝氏度以下的蒸汽或其它介質(zhì),該產(chǎn)品用鋼管做外防護(hù)層,具有強(qiáng)度高,不易損壞,施工檢修簡(jiǎn)便,使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。 鋼套管（鋼套鋼）埋設(shè)技術(shù)是一種防水,防漏,抗?jié)B,抗壓和全封閉的埋設(shè)新技術(shù),是直埋敷設(shè)技術(shù)在地下水位較高地區(qū)使用的一次較大突破。它是由輸送介質(zhì)的鋼管,防腐外套鋼管以及鋼管與外套鋼管之間填充的超細(xì)玻璃棉組合而成,也可采用石墨,硅鈣瓦管殼及填充聚氨酯泡沫復(fù)合而成。
外滑動(dòng)型蒸汽直埋保溫管
以外層鋼管作為地溝是該產(chǎn)品的設(shè)計(jì)理念。外滑動(dòng)式的滑動(dòng)面在外護(hù)管的內(nèi)表面,保溫材料隨工作鋼管一起運(yùn)動(dòng),該結(jié)構(gòu)形式主要用于軟質(zhì)的保溫材料中,其優(yōu)點(diǎn)是保證熱流不外泄,有效解決了由于徑向膨脹而造成摩擦力增大的問(wèn)題,由于內(nèi)部有支撐環(huán),不會(huì)造成保溫材料偏心和壓碎現(xiàn)象發(fā)生。當(dāng)今世界上蒸汽保溫管多采用這種結(jié)構(gòu),對(duì)于防水,防腐,輸水和排氣都能有效的解決。使管路系統(tǒng)處于全封閉狀態(tài)下運(yùn)行,因此運(yùn)行可靠壽命長(zhǎng)。一般是用于輸送溫度在150℃—350℃之間,壓力小于1.6 Mpa的蒸汽。
內(nèi)滑動(dòng)型蒸汽直埋復(fù)合保溫管
內(nèi)滑動(dòng)型蒸汽直埋復(fù)合保溫管是由輸送介質(zhì)的鋼管 復(fù)合硅酸鹽或微孔硅酸鈣—硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料 外套鋼管 玻璃鋼殼防腐保護(hù)層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。各種管件節(jié)點(diǎn)保溫處理技術(shù)成熟,質(zhì)量可靠。各層主要技術(shù)指標(biāo)參見(jiàn)表1,2,3,4。共有“鋼套鋼”,“聚乙烯殼套鋼”,“玻璃鋼殼套鋼”三種結(jié)構(gòu)產(chǎn)品供廣大客戶選用
產(chǎn)品規(guī)格尺寸
使用鋼管直徑40-1200mm,介質(zhì)溫度150℃-350℃,埋入地下深度1-2m。
產(chǎn)品適用范圍
內(nèi)滑動(dòng)型蒸汽直埋復(fù)合保溫管適用于城鎮(zhèn)中供熱的高溫蒸汽管道,也適用于石油,化工,電力等工業(yè)部門(mén)的高溫?zé)崃艿馈?/span>
鋼外護(hù)管真空復(fù)合保溫預(yù)制直埋管
鋼外護(hù)管真空復(fù)合保溫預(yù)制直埋管道系統(tǒng),采用耐高溫玻璃棉作為管道的保溫層,用于輸送溫度低于350℃的高溫蒸汽或熱水,在該系統(tǒng)中,成功地將真空技術(shù)應(yīng)用于管道的保溫和防腐。
除了提供高品質(zhì)的保溫管道產(chǎn)品,還可以為用戶提供*的支持和服務(wù)。通過(guò)專(zhuān)業(yè)的有限元應(yīng)力分析軟件CAESAR Ⅱ,工程師可以對(duì)管道的應(yīng)力進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算,保證管網(wǎng)運(yùn)行的安全性和*的使用壽命。
技術(shù)優(yōu)勢(shì)：
提高了管道的保溫效果；由于真空的應(yīng)用,zui大限度地降低了管道的輻射和對(duì)流傳熱；降低了管道的腐蝕破壞速度；使內(nèi)外鋼管之間保持干燥；對(duì)管網(wǎng)有泄漏預(yù)警作用；降低了管網(wǎng)的事故率。
三位一體式管道結(jié)構(gòu)
集中供熱管道用于輸送140℃左右的高溫?zé)崴?管道通常采用埋地方式敷設(shè),管道埋地以后,由于運(yùn)行溫度與安裝溫度之間存在130℃左右的溫差,因此,在工作鋼管與外保護(hù)層之間形成較大的剪切力,如果管道形成了三位一體式保溫結(jié)構(gòu),并且保溫層的性能能夠承受溫差產(chǎn)生的剪切力,就能夠保證保溫層的完整性且不被破壞。同時(shí),三位一體式的保溫結(jié)構(gòu)可以將鋼管熱脹冷縮產(chǎn)生的軸向力傳遞到外保護(hù)層以及土壤,從而通過(guò)土壤與管道之間產(chǎn)生的摩擦力在管網(wǎng)中形成錨固段,實(shí)現(xiàn)管道的無(wú)補(bǔ)償安裝,取消供熱管網(wǎng)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中大量使用的補(bǔ)償器及固定支架,進(jìn)一步提高了管網(wǎng)的安全性和*使用壽命。
三位一體式管道結(jié)構(gòu)是直埋供熱管道系統(tǒng)的核心技術(shù),通過(guò)*的技術(shù)和設(shè)備,可靠的生產(chǎn)工藝,使管道的鋼管,聚氨酯保溫層和高密度聚乙烯外保護(hù)層緊密地結(jié)合在一起,形成一體式管道保溫結(jié)構(gòu)。
要形成一體式管道結(jié)構(gòu)需滿足以下基本條件：
*的管道拋丸設(shè)備：
通過(guò)管道拋丸系統(tǒng),使鋼管表面形成一定的錨紋深度,拋丸等級(jí)達(dá)到SA2.5級(jí)。
*的電暈技術(shù)和設(shè)備：
通過(guò)電暈處理,使高密度聚乙烯內(nèi)表面的表面張力達(dá)到50dyn/cm,有效電暈面積大于75%。
*的高壓聚氨酯泡沫發(fā)泡機(jī)：
通過(guò)的HENNECK高壓發(fā)泡機(jī),化學(xué)原料可以高壓混合,形成高品質(zhì)的聚氨酯保溫層,保證聚氨酯泡沫與鋼管之間,以及與高密度聚乙烯之間的粘接強(qiáng)度,從而形成三位一體的管道保溫結(jié)構(gòu)。
CAESAR II 管道設(shè)計(jì)
從美國(guó)引進(jìn)了原版CAESAR II 管道設(shè)計(jì)軟件,該軟件以有限元為基礎(chǔ),廣泛應(yīng)用于集中供熱,供冷,石油天然氣,LNG以及化工等領(lǐng)域,可以準(zhǔn)確模擬各種工況下的管道應(yīng)力,應(yīng)變變化狀態(tài)。大城縣榮邦防腐保溫材料有限公司設(shè)計(jì)工程師可以應(yīng)用該軟件為用戶進(jìn)行管道系統(tǒng)的應(yīng)力驗(yàn)算,幫助用戶優(yōu)化管道系統(tǒng),解決管網(wǎng)設(shè)計(jì)中的實(shí)際問(wèn)題,協(xié)助客戶建設(shè)安全,高效,節(jié)能,經(jīng)濟(jì)的絕熱管網(wǎng)系統(tǒng)。
JG-1型灌注發(fā)泡機(jī)參數(shù)如下。灌注攪拌頭，電動(dòng)4000 r／min。定量輸送泵，HV系列環(huán)形活塞泵。原液灌，A、B各100L。溶劑中洗、強(qiáng)風(fēng)吹掃，按程序自動(dòng)操作。原液補(bǔ)充，電動(dòng)泵輸送。原液攪拌混合，電動(dòng)錨式攪拌器。注入定時(shí)器，1～40 s。注劑罐，20L。原液溫度調(diào)節(jié)，電加熱、水泵循環(huán)、恒溫自空。外表尺寸，2m×1．3 m±2．3m。全機(jī)總重，1 t。
