地下直埋预制聚氨酯保温钢管的优点及生产工艺控制要点

王建文

王建文（安阳益和热力有限责任公司）

摘要：文章介绍了地下直埋预制聚氨酯保温钢管的结构优点及生产控制要点，以供参考。

关键词：预制聚氨酯保温钢管优点生产工艺地下直埋预制聚氨酯保温钢管广泛使用于集中供热，电力，化工，石油，冷库等众多领域，施工方便快捷，使用寿命长，经过多年的使用考验，被广大用户认可，是最理想的环保节能保温材料。预制聚氨酯保温钢管由工作钢管、硬质聚氨酯发泡泡沫塑料保温层和高密度聚乙烯外护管组成。聚氨酯发泡产品广泛应用于城市集中供热和制冷工程，节能效果显著，施工安装方便，具有良好的经济效益和社会效益。

一、预制聚氨酯保温钢管的结构预制聚氨酯保温钢管主要由三部分组成。

第一层：工作钢管层。根据输送介质的技术要求分别采用有缝钢管、无缝钢管、双面埋弧螺旋焊接钢管。

第二层：聚氨酯保温层。用高压发泡机在钢管与外护层之间形成的空腔中一次性注入硬质聚氨酯泡沫塑料原液而成，即俗称的“管中管发泡”。

第三层：高密度聚乙烯保护层。预制成一定壁厚的黑色或黄色聚乙烯塑料管材。聚乙烯无臭，无毒，手感似蜡，具有优良的耐低温性能，化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸)，常温下不溶于一般溶剂，吸水性小。

另外，还需设置渗漏报警线：制造地下直埋预制聚氨酯保温钢管时，在靠近钢管的保温层中，埋设有报警线，一旦管道某处发生渗漏，通过警报线的传导，便可在专用检测仪表上报警并显示出漏水的准确位置和渗漏程度的大小，以便通知检修人员迅速处理漏水的管段，保证热网安全运行。

二、预制聚氨酯保温钢管的性能地下直埋预制聚氨酯保温钢管保温层材料为密度大于60㎏/m3的硬质聚氨酯泡沫，具有良好的机械性能和绝热性能。通常情况下可耐高温120℃，通过改性或与其它隔热材料组合可耐高温180℃。适用于各种冷、热水高低温管道的保温工程。

三、地下直埋预制聚氨酯保温钢管优点1、管网维护和综合造价低。

因地下直埋预制聚氨酯保温钢管具有很强的防水和耐腐蚀能力，不需敷设管沟，可直接埋入地下或水中，施工简便迅速，综合造价低；正确的安装和使用可使管网维修费用极低。据测算，双管制供热管道，一般情况下可以降低工程造价的25%(采用玻璃钢做保护层)和10%(采用高密度聚乙烯做保护层)左右。

2、热损耗低，节约能源。

采暖直埋式预制聚氨酯保温钢管的保温性能佳，其导热系数比其他过去常用的管道保温材料低得多，保温效果提高4~9倍。再有其吸水率很低，约为0.2kg/㎡。吸水率低的原因是由于聚氨酯泡沫的闭孔率高达92%左右。低导热系数和低吸水率，加上保温层和外面防水性能好的高密度聚乙烯保护壳，改变了传统地沟敷设供热管道“穿湿棉袄”的状况，大大减少了供热管道的整体热损耗，热网热损失为2%，小于国际10%的标准要求。热损失仅为传统管材的25％，长期运行可节约大量能源，显著降低能源成本。

3、防腐，绝缘性能好，使用寿命长。

由于聚氨酯硬质泡沫保温层紧密地粘结在钢管外皮，隔绝了空气和水的渗入，能起到良好的防腐作用。同时它的发泡孔都是闭合的，吸水性很小。高密度聚乙烯外壳具有良好的防腐、绝缘和机械性能。因此，工作钢管外皮很难受到外界空气和水的侵蚀。只要管道内部水质处理好，预制聚氨酯直埋保温管的使用寿命可达30-50年以上，比传统的地沟敷设、架空敷设使用寿命高3~4倍。

4、占地少，施工快，有利环境保护和减少施工扰民。

直埋供热管道不需要砌筑庞大的地沟，只需将保温管埋人地下，因此大大减少了工程占地，减少土方开挖量约50%以上，减少土建砌筑和混凝土量90%。同时，保温管加工和现场挖沟平行进行，只需现场接头，可以大幅度缩短工期。由于减少了砖、水泥、砂石、余土等的运输，从而减少了施工过程中汽车尾气排放量、扬尘量、噪声排放量，从而保护了环境。

5、安全目前国外生产的地下直埋预制聚氨酯保温钢管，均设有渗漏报警线，一旦管道某处发生渗漏，通过报警线的传导，便可在专用检测仪表上显示出保温管道渗水、漏水的准确位置及渗漏程度的大小，以便通知检渗人员迅速处理漏水的管段，保证供热管网的安全运行。国内生产的保温管目前末设渗漏报警线，有待补上这一空白。

6、适用范围广。

地下直埋预制聚氨酯保温钢管管径可大可小，从DN15--DN1420；保温厚度可厚可薄，从15—500mm。可广泛用于供热管道、制冷管道、化工管道、工业管道。

四、生产制作工艺1、材料选取①管道绝热材料选用聚氨酯硬泡沫塑料，其主要技术指标如下表所示：②保护层选用高密度聚乙烯管高密度聚乙烯管外保护层应具有很高的机械强度和优良的耐腐蚀性能，它能保护管材在运输、安装及使用中不受外界因素引起的破坏，其主要技术指标如下表所示：2、制作流程制作工艺，先生产出高密度聚乙烯外护层，然后在聚乙烯外护层与钢管之间的空隙再浇注聚氨酯硬质泡沫兼保温层的制作工艺就是我们常说的“两步法”。

钢管除锈—聚氨酯发泡—成形—成品检测—入库五、生产过程安全、质量控制及检查1、工艺控制要点：①除锈②穿管及支架捆扎按芯管和保温层选定的HDPE外护管（产品符合设计要求或CJ/T114-2000标准）→穿管机。

除锈处理后的钢管→输管机→穿管机托辊输送段→分段捆扎支架（1.5米/段）→将捆扎好支架芯管穿入V型槽的HDPE外护管内直至芯管两端裸露部分均为15cm或20cm。

将符合芯管直径和保温层厚度的卡头（内张或外卡）封堵在管道两端并将其锁紧（拉紧）。

注：支架的结构、高度、材质、捆扎方式、抗压强度应根据芯管直径和设计要求选取。

③聚氨酯浇注调整高压发泡机的混合比为1：1.05→测定设备流量→设定浇注时间（投料量/流量）。在穿管完毕管道两端封堵后的HDPE外护管中间正上位置开浇注孔→将高压发泡机混合头的浇注嘴插入浇注孔→浇注→料空塞封堵浇注孔→熟化→拆卸卡头→检验→修正投料量→成品2、质量控制要点①保温层拼缝宽度不得大于5mm。

②保温层厚度偏差硬质保温材料允许偏差+10mm，软质保温材料允许偏差-5mm。

③表面平整、翘口、脱层、开裂等缺陷。

④平整度检查用1m长靠尺，绝热层不得大于10mm。

⑤聚氨酯贴衬应平整光滑，色泽均匀，与基体体表结合牢固，无起鼓，起沟每平方直径不大于5mm应在3个以下，不应有脱层、固化不全和聚氨酯漏出的现象。

3、质量检查要点①质量检查必须由专人负责，我们认为质检应由甲、乙双方人员组成质检小组，每道工序完工后，各班组先自检，后互查，发现问题及时处理，自检合格后交由甲方检查。

②施工前对施工用材料做出小样试验，达到要求时方可大面积投入使用。

③每道工序结束后，都要按照有关规范进行质量检查，合格后方可进行下道工序。

④认真做好隐蔽工程记录、中间工程记录、工序交接记录，工程目志，以备有案可查。

⑤衬贴聚氨酯应一致，无毛刺、无气泡、无针孔等现象，采用敲击法检查。

4、施工防护①一定要戴好防尘口罩并及时更换，操作手提砂轮机要戴好防护镜。

②施工中所用的大部分材料都有毒性，有的甚至剧毒，可刺激人的中枢神经系统，从而引起昏迷及到中毒死亡。因此一定要做好防毒蔟，戴好防毒面具，定时轮换值班操作。

③要教育防腐施工人员了解各种原材料的性能和化学反应机理，了解事故发生的可能性与处理方法。对施工人员进行安全考核，合格上岗。

④配备乳胶手套，涉毒口罩、防护锐、防毒面罩、防护服等劳动保护用品。

参考文献【1】东北电业管理局编.火力发电实用技术手册.辽宁科学技术出版社【2】中国电机工程学会热电专委会.热电技术.吉林热电厂