聚氨酯直埋保溫管性能和施工工藝
一、高密度低壓聚乙烯（HDPE）外護(hù)層聚氨酯直埋保溫管概述HDPE外護(hù)層聚氨酯直埋保溫管概述節(jié)能直埋保溫管道由鋼管、防腐層、保溫層、防腐抗壓保護(hù)層組成，如果是超高溫管道，則在保溫層和防腐層中間再加一降溫層。這些管道具有熱損失少抗壓性能強(qiáng)、防水防腐性能好等優(yōu)點(diǎn)。使用壽命一般在40-50年左右。　  它與傳統(tǒng)的地溝敷設(shè)管道相比，具有保溫性能好、施工安裝簡(jiǎn)便占地面積少、工程造價(jià)低、施工周期短等優(yōu)點(diǎn)，特別是在節(jié)能方面，以目前情況而言，是任何保溫管道*的，據(jù)天津市節(jié)能技術(shù)服務(wù)中心測(cè)試報(bào)告指出：在直埋深度約為一米的管道里，每100米降溫為0.1℃,每100米長(zhǎng)的熱損失率為2.07%，一般情況下一公里保溫管道中，每年可節(jié)約省標(biāo)準(zhǔn)煤10.4噸。                                                                                                                                 “管中管”保溫管
二、聚氨酯保溫材料優(yōu)點(diǎn)
硬質(zhì)聚氨酯泡沬塑料是一種性能良好的保溫材料，泡孔呈閉孔結(jié)構(gòu)，閉孔中的氣體（氟里昂F11）導(dǎo)熱系數(shù)（0.007W/m.K）極小，因此，聚氨酯材料的隔熱性能低于幾乎所的的其他保溫材料，它與其他保溫材料相比，達(dá)到同樣的保溫，絕熱層厚度可以減小30－80%。
三、相同條件下，常用保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)和達(dá)到同樣保溫效果時(shí)所需絕熱材料厚度比較:
保溫材料名稱 導(dǎo)熱系數(shù)（W/m.K） 保溫層厚度（mm）
硬質(zhì)聚氨酯泡沬 0.020 50
聚苯乙烯泡沬 0.035 87
礦巖棉 0.040 100
輕質(zhì)軟木 0.050 125
纖維板 0.056 140
膨脹硅酸鹽 0.050 125
軟木 0.150 375
混凝土塊 0.300 750
普通磚 0.600 1500
四、聚氨酯保溫管性能指標(biāo)
HDPE外護(hù)管 聚氨酯泡沫保溫層
項(xiàng)目 參 照標(biāo) 準(zhǔn) 標(biāo)準(zhǔn)要求 項(xiàng)目 參 照標(biāo) 準(zhǔn) 標(biāo)準(zhǔn)要求
密度Kg/m3 CJ/T114-2000 ≥940 密度Kg/m3 CJ/T114-2000 ≥60
拉伸強(qiáng)度Kpa CJ/T114-2000 ≥19 閉孔率% CJ/T114-2000 ≥88
斷裂拉伸率% CJ/T114-2000 ≥350 徑向抗壓強(qiáng)度Kpa CJ/T114-2000 ≥300
縱向回縮率% CJ/T114-2000 ≤3 導(dǎo)熱系數(shù)W/（m·k） CJ/T114-2000 ≤0.027
耐環(huán)境應(yīng)力開裂h CJ/T114-2000 F50200 吸水率% CJ/T114-2000 ≤10
*機(jī)械性能h CJ/T114-2000 ≥1500 耐熱性/體積變化率% CJ/T114-2000 ≤2.4
熔體流動(dòng)速率差g/10min CJ/T114-2000 ≤0.5
HDPE外護(hù)層聚氨酯保溫成品管 發(fā)泡前后外徑增大率% CJ/T114-2000 ≤2.0
軸向剪切強(qiáng)度Kpa EN253  1994 ≥120
五、聚氨酯保溫管規(guī)格
公稱直徑DNmm 鋼管外徑×壁厚mm 外套管 外徑×壁厚 mm 保溫層厚度 mm
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ
50 57×3.5 112×2.5 122×2.5 132×2.5 142×2.5 152×2.5 162×2.5 25 30 35 40 45 50
65 76×3.5 131×2.5 141×2.5 151×2.5 161×2.5 174×2.5 181×2.5 25 30 35 40 45 50
80 89×4 144×2.5 154×2.5 164×2.5 174×2.5 184×2.5 194×2.5 25 30 35 40 45 50
100 108×4 164×3.0 174×3.0 184×3.0 194×3.0 204×3.0 214×3.0 25 30 35 40 45 50
125 133×4 189×3.0 199×3.0 209×3.0 219×3.0 229×3.0 239×3.0 25 30 35 40 45 50
150 159×4.5 216×3.5 226×3.5 236×3.5 246×3.5 256×3.5 266×3.5 25 30 35 40 45 50
200 219×6 276×3.5 286×3.5 296×3.5 306×3.5 316×3.5 325×3.5 25 30 35 40 45 50
250 273×6 331×4.0 341×4.0 351×4.0 361×4.0 371×4.0 381×4.0 25 30 35 40 45 50
300 325×7 383×4.0 393×4.0 403×4.0 413×4.0 423×4.0 433×4.0 25 30 35 40 45 50
350 377×8 437×5 447×5 457×5 467×5 477×5 487×5 25 30 35 40 45 50
400 426×8 488×6 498×6 508×6 518×6 528×6 538×6 25 30 35 40 45 50
450 478×8 540×6 550×6 560×6 570×6 580×6 590×6 25 30 35 40 45 50
500 529×8 593×7 603×7 613×7 623×7 633×7 643×7 25 30 35 40 45 50
600 630×10 696×8 706×8 716×8 726×8 736×8 746×8 25 30 35 40 45 50
700 720×10 786×8 796×8 806×8 816×8 826×8 836×8 25 30 35 40 45 50
800 820×10 890×10 900×10 910×10 920×10 930×10 940×10 25 30 35 40 45 50
900 920×10 990×10 1000×10 1010×10 1020×10 1030×10 1040×10 25 30 35 40 45 50
1000 1020×10 1090×10 1100×10 1110×10 1120×10 1130×10 1140×10 25 30 35 40 45 50
六、彎頭和變徑管規(guī)格表
（1）彎頭規(guī)格表
公稱直徑DN mm 長(zhǎng) 度 L 長(zhǎng) 度 L 備注
彎曲半徑Rmm 90°L mm 60°L mm 45°L mm 彎曲半徑Rmm 30°L mm 15°L mm
50 190 390 330 300 190 350 350 煨制彎頭
70 210 410 340 300 210 350 350
80 240 440 360 330 240 380 380
100 343 550 550 470 343 520 520
125 420 700 700 700 — 750 750 焊制彎頭
150 505 770 770 770 — 820 820
200 505 950 950 950 — 1000 1000
250 505 1200 1200 950 — 1000 1000
300 505 1200 1200 950 — 1000 1000
400 600 1300 1300 950 — 1000 1000
450 675 1300 1300 1000 — 1000 1000
500 750 1300 1300 1000 — 1000 1000
600 900 1500 1500 1200 — 1100 1100
700 1050 1500 1500 1200 — 1100 1100
800 1200 1500 1500 1200 — 1100 1100
900 1350 1500 1500 1200 — 1100 1100
1000 1500 1500 1500 1200 — 1100 1100
（2）變徑管
序號(hào) DN1- DN2 L ㎜ 序號(hào) DN1- DN2 L ㎜序號(hào) DN1- DN2 L ㎜
1 50-40 1000 7 200-150 1200 13 500-450 1300
2 70-50 1000 8 250-200 1200 14 600-500 1500
3 80-70 1000 9 300-250 1200 15 700-600 1500
4 100-80 1000 10 400-300 1200 16 800-700 1500
5 125-100 1200 11 450-400 1300 17 900-800 1500
6 150-125 1200 12 500-450 1300 18 1000-900 1500
七、跨越三通規(guī)格表
八、固定支架規(guī)格表 公稱直徑DN 干管長(zhǎng)度L1mm 支管長(zhǎng)度L2mm
干管 支管 跨越 平面
50-300100-300 50-80100-200 9001100 750900 750750
管徑 A t L
25 200 20 1000
40 200 20 1000
50 240 20 1000
65 260 20 1000
80 280 25 1000
100 320 25 1200
125 350 25 1200
150 400 30 1200
200 450 30 1500
250 520 30 1500
300 600 35 1500
400-600 650-850 40 1800
九、HDPE外護(hù)管規(guī)格、管材壁厚偏差
（1）詳見CJ/T114-2000標(biāo)準(zhǔn)、
（2）管材壁厚偏差計(jì)算公式：
  　　外徑＜400㎜   上下偏差之和=0.1×公稱壁、厚＋0.2
    　外徑＞400㎜   上下偏差之和=0.15×公稱壁厚＋0.2
十、聚氨酯直埋保溫管生產(chǎn)工藝
保溫管的生產(chǎn)通常有兩種方法即一步法和兩步法：
（一）、“一步法”須在工廠生產(chǎn)，生產(chǎn)設(shè)備及生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜
所需設(shè)備如下：
1. 90/25、120/25、150/25單螺桿擠出機(jī)各一臺(tái)。
2. 上管機(jī)、下管機(jī)三套。
3. 低壓發(fā)泡機(jī)三臺(tái)。
4. 3.全自動(dòng)液壓糾偏機(jī)三臺(tái)。
5. 拋丸除銹機(jī)一臺(tái)。
6. 1500平方米車間一座（含5噸航吊兩部）。
7. 300Kw變壓器一臺(tái)。
8. 相關(guān)輔助設(shè)備。
生產(chǎn)工藝：（略）

（二）、“兩步法”工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，工廠車間生產(chǎn)和現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)均可，應(yīng)用較為廣泛。
所需設(shè)備：
1. 拋丸除銹機(jī)一臺(tái)
2. 上管機(jī)、下管機(jī)一套
3. 高壓發(fā)泡機(jī)一臺(tái)
4. 1000平方米車間一座（含5噸航吊兩部）
5. 穿管機(jī)兩臺(tái)
6. 不同規(guī)格封堵卡頭（內(nèi)漲或外卡）各兩套
7. 50Kw變壓器一臺(tái)
生產(chǎn)工藝：（略）
1.　拋丸除銹：
拋丸除銹機(jī)、除塵器、上管機(jī)、下管機(jī)、輸管機(jī)應(yīng)在車間外布置。

將待拋丸除銹的鋼管順序送*管機(jī)→開啟上管機(jī)→輸管機(jī)→拋丸除銹機(jī)→除塵器鋼→管的運(yùn)行速度調(diào)整→拋丸量調(diào)整→拋丸效果達(dá)到鋼管表面糙化并呈現(xiàn)出原金屬光澤→下管機(jī)。
2. 穿管及支架捆扎：
       A．按芯管和保溫層選定的HDPE外護(hù)管（產(chǎn)品符合設(shè)計(jì)要求或CJ/T114-2000標(biāo)準(zhǔn)）→穿管機(jī)V型槽。
B．拋丸處理后的鋼管（下管機(jī)）→輸管機(jī)→穿管機(jī)托輥輸送段→分段捆扎支架（1.5米/段）→將捆扎好支架芯管穿入V型槽上的HDPE外護(hù)管內(nèi)直至芯管兩端裸露部分均為15㎝或20㎝。
C．將符合芯管直徑和保溫層厚度的卡頭（內(nèi)漲或外卡）封堵在管道兩端并將其鎖緊（拉緊）。
注：支架的結(jié)構(gòu)、高度、材質(zhì)、捆扎方式、抗壓強(qiáng)度應(yīng)根據(jù)芯管直徑和設(shè)計(jì)要求選取。    
3.　 聚氨酯澆注：
調(diào)整高壓發(fā)泡機(jī)的混合比為1：1.05→測(cè)定設(shè)備流量→設(shè)定澆注時(shí)間（投料量/流量）。在穿管完畢管道兩端封堵后的HDPE外護(hù)管中間正上位置開澆注孔→將高壓發(fā)泡機(jī)混合頭的澆注嘴插入澆注孔→澆注→料空塞封堵澆注孔→熟化→拆卸卡頭→檢驗(yàn)→修正投料量→成品。
注：投料量（kg）=制品密度（kg/m3）×保溫體積m3×系數(shù)
系數(shù)=1.1~1.5（系數(shù)的選取根據(jù)管徑、保溫層厚度、環(huán)境溫度、原料流動(dòng)性綜合考慮）
十一、聚氨酯原料使用常識(shí)及注意事項(xiàng)
硬泡組合聚醚系列產(chǎn)品（俗稱白料）包括：普通型、耐高溫型、高阻燃型和無(wú)氟型四大系列、閉孔率高、絕熱性能良好、抗壓強(qiáng)度高、低溫尺寸穩(wěn)定性優(yōu)良等特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于管道保溫等工程。
耐高溫硬泡組合聚醚系列產(chǎn)品具有以下特點(diǎn)：①耐溫性能*，*耐溫達(dá)160℃；②阻燃性能良好；③發(fā)煙量低；④高溫尺寸穩(wěn)定性好。特別適合于高層建筑和高壓蒸汽管道的保溫工程施工。
高阻燃硬泡組合聚醚系列產(chǎn)品阻燃性能：氧指數(shù)一般能達(dá)到28－30%，特殊情況下經(jīng)特殊處理氧指數(shù)可大于30%，能滿足部分要求特殊阻燃需要。
聚氨酯泡沬屬于反應(yīng)成型高分子材料，它突出特點(diǎn)是由兩種液體在常溫下發(fā)生發(fā)泡反應(yīng)形成泡沬保溫材料，特別適合現(xiàn)場(chǎng)模具成型。但是，由于聚合反應(yīng)發(fā)生在施工現(xiàn)場(chǎng)，故泡沬質(zhì)量不僅受原料質(zhì)量的影響，而且在很大程度上受施工環(huán)境溫度、黑白料比例、保溫層厚度、施工設(shè)備和施工人員的技術(shù)水平等因素的影響。為了得到高性能的泡沬制品和理想的發(fā)方率必須嚴(yán)格控制施工環(huán)境溫度，發(fā)泡反應(yīng)的zui適宜溫度為20－25℃，請(qǐng)您盡量在此溫度范圍內(nèi)施工。嚴(yán)格控制黑白料比例，黑料比白料普通料為1比1，高溫料一般為1.5－2比1。
耐溫性能　　普通料形成和制品耐溫120℃，高溫料形成的制品耐溫160℃，高于160℃的保溫工程，應(yīng)采用復(fù)合保溫層。
阻燃性能　　阻燃的含義是離火自熄，并非不燃。目前，阻燃聚氨酯泡沬氧指數(shù)zui高只能達(dá)到30%，要求氧指數(shù)高于30%的保溫工程，請(qǐng)您選用其他保溫材料或采用復(fù)合保溫層。
    質(zhì)量穩(wěn)定性   組合聚醚保質(zhì)期為3個(gè)月，若在三個(gè)月內(nèi)因氣溫變化使發(fā)泡速度太慢或太快，而無(wú)法施工時(shí)應(yīng)增加相應(yīng)的助劑重新調(diào)整。

十二、聚氨酯保溫施工中常見問(wèn)題及解決辦法
起發(fā)速度慢　　此現(xiàn)象一般出現(xiàn)在秋冬季節(jié)或早晨施工，因?yàn)闅鉁赝蝗唤档突驓鉁氐退隆h(huán)境溫度、黑料溫度升高即可解決。一般將黑料溫度升至30－60℃，環(huán)境溫度升至20－30℃即可。
起發(fā)速度快　　此現(xiàn)象一般出現(xiàn)在春夏季節(jié)或中午施工，因?yàn)闅鉁赝蝗簧呤職鉁靥隆？蓪⒑诹嫌美渌鰠s或夜間放在室外自然冷卻，避免太陽(yáng)直曬。
泡沫強(qiáng)度較小且泡沬較軟　　此現(xiàn)象由黑白料比例失調(diào)引起，適當(dāng)增大黑料比例即可（1：1—1.05）注意不在使黑料比例太大，否則，會(huì)使泡沬變脆，亦影響泡沬性能。
澆注施工中起發(fā)慢、結(jié)皮厚、發(fā)方率低　　此現(xiàn)象是因外護(hù)管（HDPE）或管道溫度太低、傳熱太快引起。可將外護(hù)管或管道外加熱至15－25℃，加快起發(fā)，減少結(jié)皮，提高發(fā)放率。
投料量的計(jì)算　投料量通常可用以下公式估算：投料量（公斤）＝制品密度（公斤/立方米）×模具體積（立方米）。在澆注施工中實(shí)際投料量要比計(jì)算投料量多10－20%，然后再根據(jù)充滿程度適當(dāng)調(diào)整。
泡沬收縮　　導(dǎo)致收縮的原因十分復(fù)雜。主要有以下三個(gè)方面：①密度太低；②白料比例大；③固化時(shí)間太長(zhǎng)、熟化溫度太低。視不同情況采取以下辦法解決：⑴澆注機(jī)密度（自由泡）小于24kg/m3,噴涂料密度（自由泡）小于22kg/m3容易導(dǎo)致收縮，因此不能為追求發(fā)方率而盲目降低泡沬密度；⑵使白料、黑料比為1： 1-1.05；

阻燃性能不理想　　影響阻燃性能的因素很多，除配料時(shí)阻燃劑性能影響颶，泡沬密度、施工方法、試驗(yàn)樣品大小等對(duì)阻燃性能均有影響。一般就來(lái)，泡沬密度小，單位體積阻燃劑含量低，阻燃性能就差。噴涂施工工藝，由于高壓空氣參于發(fā)泡，破壞了泡孔結(jié)構(gòu)，阻燃性能也會(huì)變差。試樣塊的尺寸大小明顯影響離火自熄時(shí)間，一般而言，試樣塊越小，離火自熄時(shí)間越長(zhǎng)，這并不意味著阻燃性能變差。正因?yàn)槿绱耍枞?/font>
性能的檢測(cè)試驗(yàn)有如下要求：⑴樣品為自由發(fā)泡泡沬體；⑵樣品塊密度在35－40kg/m3,⑶樣品尺寸為20×20×250長(zhǎng)方塊。符合以上三個(gè)條件的檢測(cè)樣塊離火30秒內(nèi)自熄視為符合GB8333－87國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。施工現(xiàn)場(chǎng)通常采用簡(jiǎn)單方法試驗(yàn)，即：大塊自由泡，點(diǎn)燃平面，若在3秒內(nèi)能自熄，可認(rèn)為符合GB8333－87標(biāo)準(zhǔn)。任意切片或用手掰開點(diǎn)燃的測(cè)試方法是不科學(xué)的，點(diǎn)燃制品判斷阻燃性能也不妥當(dāng)。
抗壓強(qiáng)度小  聚氨酯泡沬抗壓強(qiáng)度和泡沬密度有關(guān)。密度越大，
發(fā)方率低　　影響發(fā)方率的因素很多，主要有：①發(fā)泡劑用量（由泡沬密度衡量）；②施工溫度；③施工過(guò)程中損耗情況等。發(fā)泡劑用量影響自由發(fā)泡密度，在澆鑄施工中盡量減少浪費(fèi)，并且盡量創(chuàng)造15－25℃的溫度環(huán)境。