直埋聚氨酯保温管的加工与应用进展

时间：2020-01-05

直埋聚氨酯保温管的加工与应用进展

聚氨酯(PU)是指分子链中含有多个氨酯键(—NH—COO—)的聚合物的总称，氨酯键一般由异青筭酯基和羟基反应获得。自20世纪30年代问世以来，PU被用来制造泡沫塑料、纤维、弹性体、合成革、涂料、胶黏剂、服装材料和医用材料等，广泛应用于交通、建筑、轻工、纺织、机电、航空、医用卫生等领域。其中，硬质PU泡沫具有优异的隔热效果和力学性能，以及良好的耐热性和吸水性，适宜用作管道保温材料。

直埋PU保温管分类

直埋PU保温管主要分为直埋热水保温管和直埋蒸汽保温管两大类。热水保温管输送的介质蕞高温度为140℃，主要用于集中供热工程；蒸汽保温管输送的介质蕞高温度为300℃，主要用于电子、医用等行业。

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1.1 热水保温管

(1)按生产工艺主要分为“管中管”工艺和“聚氨酯喷涂聚乙烯缠绕”工艺。目前大部分厂商都采用“管中管”生产工艺；“聚氨酯喷涂聚乙烯缠绕”工艺是一种新型生产工艺，目前仅由少数几家公司所掌握。

(2)按芯管的数量主要分为单芯管和双芯管，目前国内生产的热水保温管基本为单芯管。

(3)芯管的材质主要包括钢管、不锈钢管、铸铁管、玻璃钢管、无规共聚聚丙烯(PPR)管、高密度聚乙烯(HDPE)管等。

(4)按照外护层的不同，可分为玻璃钢外护层、HDPE外护层、钢外护层以及其他外护层。

1.2 蒸汽保温管

蒸汽保温管按结构主要分为“钢套钢”外滑动结构和内滑动结构两大类。其中，“钢套钢”外滑动结构按外防腐材料分为三层聚乙烯防腐层、硬质PU防腐层、环氧粉末防腐层、聚脲防腐层、玻璃钢防腐层等。其中三层聚乙烯防腐层长期耐温50℃，后4种防腐层长期耐温80～90℃。

直埋PU保温管结构及成型工艺

2.1 HDPE-PU保温管

HDPE-PU保温管内层为工作钢管层，一般选用无缝管、螺旋焊管或直缝焊管，进行水压测试后，钢管表面经过抛丸除锈工艺处理。中间层为PU保温层，其由高压发泡机在钢管与外护层形成的空腔中一次性注入硬质PU泡沫塑料原液而成，其作用是防水、保温、支撑管网自重。外层为由HDPE预制成的一定壁厚的塑料管材，其作用是保护PU保温层免遭机械硬物破坏，以及防腐防水。

玻璃钢-PU保温管

玻璃钢-PU保温管是以玻璃钢管为输送管道，以PU作为中间保护层，以玻璃钢作为外保护层的一种新型保温管道。玻璃钢管在管壁结构上通常由内衬层、结构层和外表层3部分组成，其中内衬层树脂含量在70%以上，主要功能是防腐和防渗；结构层也称强度层，树脂含量在35%左右，用于提升管道的强度和刚度；根据管道使用环境情况，表面层厚度一般为0.25～0.5

mm，起抗老化和防腐蚀等保护作用。

直埋PU保温管的优势

(1)造价低。与传统保温管相比，直埋PU保温管以玻璃钢为保护外层时，工程造价降低约25%；以HDPE为保护外层时，工程造价降低约10%。

(2)热损耗低。直埋管采用PU泡沫进行保温，因其导热系数明显低于传统保温材料，所以保温效果显著提升，PU硬质泡沫与常用保温材料导热系数如表1所示。PU泡沫的闭孔率高达92%左右，使得其吸水率仅为0.2

kg/m2。保温层采用导热系数低的PU硬质泡沫材料，大大降低了供热管道的整体热损耗，管网热损失仅为2%，远小于国际上通用的10%的标准要求。

(3)防腐性好，使用寿命长。直埋保温管由于PU硬质泡沫层紧密地黏结在钢管外皮，隔绝了空气和水的渗入，起到良好的防腐作用。并且HDPE或玻璃钢外层都具有很好的防腐、绝缘和力学性能，因此外界的空气、水、微生物等很难侵蚀工作钢管的外皮。直埋式PU保温管的使用寿命是传统地沟敷设或架空敷设管道的3～4倍。

(4)占地少，施工快。直埋保温管不需要修筑庞大的地沟，只需直接埋入地下，与地沟和架空敷设管道相比，减少土方开挖量约50%，减少土建材料用量约90%，整个施工周期可以缩短约50%。

(5)维修方便。对于PU保温预制管，可以设置渗漏报警系统，在渗漏情况发生时，可以在专业的检测仪表上显示具体的渗漏位置及渗漏程度，方便检修人员*处理，保证管网安全运行。

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