硬質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，它導熱系數(shù)低、密度小、強度高、吸水性小、絕熱、絕緣、隔音效果好、化學穩(wěn)定性能好，作為一種絕熱材料，廣泛應用于石油、化工、運輸、建筑、日常生活等領域，如輸油和輔熱水管道、油庫、貯罐、冷庫、空調、冰箱、集中供熱供汽管道等設施的保溫保冷。有數(shù)據(jù)顯示，用硬質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20～30年以上，使用溫度-190～120℃。
保溫管是絕熱管道的簡稱，保溫管用于液體、氣體及其他介質的輸送，在石油、化工、航天、軍事、集中供熱熱、*空調、市政等管道的絕熱保溫工程。
保溫管的分類
鋼套鋼復合保溫管
鋼套鋼復合保溫管保溫結構依據(jù)滑動方式不同可分為兩大類：
1、內滑動式：保溫結構由工作鋼管、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。內滑動型保溫鋼管是由輸送介質的鋼管+復合硅酸鹽或微孔硅酸鈣+硬質聚氨酯泡沫塑料+外套鋼管+玻璃鋼殼防腐保護層結構構成。各種管件節(jié)點保溫處理技術成熟，質量可靠。
2、外滑動式：保溫結構由工作鋼管、玻璃棉保溫隔熱層、鋁箔反射層、不銹鋼緊固鋼帶、滑動導向支架、空氣保溫層、外護鋼管、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構：
保溫管
*層：工作鋼管層
根據(jù)設計和客戶的要求一般選用無縫鋼管、螺旋鋼管和直縫鋼管。鋼管表面經(jīng)過*的拋丸除銹工藝處理后，鋼管除銹等級可達GB8923-1988標準中的Sa2級，表面粗糙度可達GB6060.5-88標準中R=12.5微米。
第二層：聚氨酯保溫層：
用高壓發(fā)泡機在鋼管與外護層之間形成的空腔中一次性注入硬質聚氨酯泡沫塑料原液而成，即俗稱的“管中管發(fā)泡”。
第三層：高密度聚乙烯保護層：
預制成一定壁厚的黑色或黃色聚乙烯塑料管材。其作用一是保護聚氨酯保溫層免遭機械硬物破壞，二是防腐、防水。[1]
保溫管性能及相關指標
保溫管的結構
高溫預制直埋保溫管主要由四部分組成。
（1）工作鋼管：根據(jù)輸送介質的技術要求分別采用有縫鋼管、無縫鋼管、雙面埋弧螺旋焊接鋼管。
（2）保溫層：采用硬質聚氨酯泡沫塑料。
（3）保護殼：采用高密度聚乙烯或玻璃鋼。
（4）滲漏報警線：制造高溫預制直埋保溫管時，在靠近鋼管的保溫層中，埋設有報警線，一旦管道某處發(fā)生滲漏，通過警報線的傳導，便可在檢測儀表上報警并顯示出漏水的準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)安全運行。
保溫管的特點
高溫預制直埋保溫管-優(yōu)勢特點
1 具有很強的耐腐蝕和防水能力，綜合造價低
據(jù)有關部門測算，雙管制供熱管道，一般情況下可以降低工程造價的25%（采用玻璃鋼做保護層）和10%（采用高密度聚乙烯做保護層）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 導熱系數(shù) 0.022kcal/m.h.℃ 憎水率 0.03kg/cm³
3 使用壽命長
正確的安裝和使用可使管網(wǎng)壽命達到30-50年，而且維護費用極低。
4 占地少 施工快 有利于環(huán)境保護
能減少土方開挖量50%以上 減少土建砌筑和混凝土量90%
保溫管技術指標
技術性能
單位
技術
?。?）交聯(lián)劑N-403乙二胺聚醚。化學名爾四（聚乙—羥丙基）乙二胺。其質量指標如下。
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)化學反應發(fā)泡而成?！【郯滨ケ毓芫哂腥萘枯p、強度高、絕熱、隔音、阻燃、耐寒、防腐、不吸水、施工簡便快捷等優(yōu)異特點，已成為建筑、運輸、石油、化工、電力、冷藏等工業(yè)部門絕熱保溫、防水堵漏、密封等*的材料。 聚氨酯保溫管用于室內外各種管道，集中供熱管道，*空調管道、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，一直作為一種優(yōu)良的絕熱保溫材料而得到迅速發(fā)展，其應用范圍也越來越廣泛，更由于其施工簡便、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)場澆罐或預制成型等方法敷于鋼管的防腐層外，方法簡便，工效迅捷。
導熱系數(shù)小：
聚氨酯泡沫的導熱系數(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)
技術性能單位技術
容量Kg/m345-60
導熱系數(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
抗壓強度Mpa≥200
安全適用性強
聚氨酯泡沫能與各種材料進行牢固的粘合，因此作為直埋管的保溫層幾乎無需考慮防腐層與之粘合的問題。聚氨酯保溫層的適應溫度為+120℃-196℃，短時（十幾小時）可達+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而倍受人們歡迎，其結構為:外保護層、保溫層、防滲漏層三部分，外保護層材料為聚乙烯或玻璃鋼或其它材料。敷設方式有直埋、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，其質量達到了國家及標準，深受廣大客戶的信任和好評。
此交聯(lián)劑可代替部分有機胺催化劑，又可代替其他羥基聚醚。它有增進分子結構交聯(lián)，改進泡沫固化速度，減少泡沫塑料脆性的作用。
?。?）阻火劑TCER。是β-三氯乙基磷酸酯，其質量指標如下；
外觀無色至黃色透明液體酸值（KOH）/mg·g-1≤1.0
相對密度（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。施工時還可降低黏度，便于施工。
?。?）多異氰酸酯PAPIR-NCO。其質量指標如下。
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可延緩塑料反應膠凝時間和發(fā)泡時間，有利于一步法泡沫模制。對提高塑料的耐熱性、強皮、耐濕性有很大好處。
（6）硅油。是一種表面活性劑，也是一種發(fā)泡穩(wěn)定劑。它是一種有機硅大分子化合物，在組分中仗幾種物質均勻互混，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)泡過程中降低泡沫表面張力，控制泡孔大小，防止膠凝時微孔合并，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)硬質泡沫塑料通常選用錫鹽與叔胺類例如二月桂酸二丁基錫，它們的作用是促進塑料迅速膠凝或泡沫固化。
（8）發(fā)泡劑。分為水或物理發(fā)泡劑、氟碳化臺物發(fā)泡劑。作為聚合物膨脹發(fā)泡，充入泡沫微孔以降低導熱系數(shù)。常用的氟碳化合物為F-11、F-113。
3．硬質聚氨酯泡沫塑料配方
（1）膠液配方表5—3～表5-7介紹了幾個單位用的硬質聚氨酯泡沫塑料配方。
表5-3 重慶長風化工廠膠液配方
組分原料名稱質量比施工溫度
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聚苯基甲基多導氰酸酯PAPI106.5～117.1
表5-4 大慶油田科研設計院膠液配方
組分原料名稱質量比生產(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
進口鋼套鋼直埋保溫管/高溫蒸汽保溫管/鋼套鋼蒸氣復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,該產(chǎn)品用鋼管做外防護層,具有強度高,不易損壞,施工檢修簡便,使用壽命長的優(yōu)點。 鋼套管（鋼套鋼）埋設技術是一種防水,防漏,抗?jié)B,抗壓和全封閉的埋設新技術,是直埋敷設技術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合而成。
外滑動型蒸汽直埋保溫管
以外層鋼管作為地溝是該產(chǎn)品的設計理念。外滑動式的滑動面在外護管的內表面,保溫材料隨工作鋼管一起運動,該結構形式主要用于軟質的保溫材料中,其優(yōu)點是保證熱流不外泄,有效解決了由于徑向膨脹而造成摩擦力增大的問題,由于內部有支撐環(huán),不會造成保溫材料偏心和壓碎現(xiàn)象發(fā)生。當今世界上蒸汽保溫管多采用這種結構,對于防水,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)下運行,因此運行可靠壽命長。一般是用于輸送溫度在150℃—350℃之間,壓力小于1.6 Mpa的蒸汽。
內滑動型蒸汽直埋復合保溫管
內滑動型蒸汽直埋復合保溫管是由輸送介質的鋼管 復合硅酸鹽或微孔硅酸鈣—硬質聚氨酯泡沫塑料 外套鋼管 玻璃鋼殼防腐保護層結構構成。各種管件節(jié)點保溫處理技術成熟,質量可靠。各層主要技術指標參見表1,2,3,4。共有“鋼套鋼”,“聚乙烯殼套鋼”,“玻璃鋼殼套鋼”三種結構產(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,介質溫度150℃-350℃,埋入地下深度1-2m。
產(chǎn)品適用范圍
內滑動型蒸汽直埋復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)部門的高溫熱力管道。
鋼外護管真空復合保溫預制直埋管
鋼外護管真空復合保溫預制直埋管道系統(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,成功地將真空技術應用于管道的保溫和防腐。
除了提供高品質的保溫管道產(chǎn)品,還可以為用戶提供*的支持和服務。通過專業(yè)的有限元應力分析軟件CAESAR Ⅱ,工程師可以對管道的應力進行準確的計算,保證管網(wǎng)運行的安全性和*的使用壽命。
技術優(yōu)勢：
提高了管道的保溫效果；由于真空的應用,zui大限度地降低了管道的輻射和對流傳熱；降低了管道的腐蝕破壞速度；使內外鋼管之間保持干燥；對管網(wǎng)有泄漏預警作用；降低了管網(wǎng)的事故率。
三位一體式管道結構
集中供熱管道用于輸送140℃左右的高溫熱水,管道通常采用埋地方式敷設,管道埋地以后,由于運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構,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,三位一體式的保溫結構可以將鋼管熱脹冷縮產(chǎn)生的軸向力傳遞到外保護層以及土壤,從而通過土壤與管道之間產(chǎn)生的摩擦力在管網(wǎng)中形成錨固段,實現(xiàn)管道的無補償安裝,取消供熱管網(wǎng)傳統(tǒng)設計中大量使用的補償器及固定支架,進一步提高了管網(wǎng)的安全性和*使用壽命。
三位一體式管道結構是直埋供熱管道系統(tǒng)的核心技術,通過*的技術和設備,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層緊密地結合在一起,形成一體式管道保溫結構。
要形成一體式管道結構需滿足以下基本條件：
*的管道拋丸設備：
通過管道拋丸系統(tǒng),使鋼管表面形成一定的錨紋深度,拋丸等級達到SA2.5級。
*的電暈技術和設備：
通過電暈處理,使高密度聚乙烯內表面的表面張力達到50dyn/cm,有效電暈面積大于75%。
*的高壓聚氨酯泡沫發(fā)泡機：
通過的HENNECK高壓發(fā)泡機,化學原料可以高壓混合,形成高品質的聚氨酯保溫層,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度,從而形成三位一體的管道保溫結構。
CAESAR II 管道設計
從美國引進了原版CAESAR II 管道設計軟件,該軟件以有限元為基礎,廣泛應用于集中供熱,供冷,石油天然氣,LNG以及化工等領域,可以準確模擬各種工況下的管道應力,應變變化狀態(tài)。大城縣榮邦防腐保溫材料有限公司設計工程師可以應用該軟件為用戶進行管道系統(tǒng)的應力驗算,幫助用戶優(yōu)化管道系統(tǒng),解決管網(wǎng)設計中的實際問題,協(xié)助客戶建設安全,高效,節(jié)能,經(jīng)濟的絕熱管網(wǎng)系統(tǒng)。
JG-1型灌注發(fā)泡機參數(shù)如下。灌注攪拌頭，電動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、強風吹掃，按程序自動操作。原液補充，電動泵輸送。原液攪拌混合，電動錨式攪拌器。注入定時器，1～40 s。注劑罐，20L。原液溫度調節(jié)，電加熱、水泵循環(huán)、恒溫自空。外表尺寸，2m×1．3 m±2．3m。全機總重，1 t。
