聚氨酯保溫鋼管是在中、小口徑的熱輸原油或供暖管道上,為了減少管道向土壤散熱,在管道外部加上保溫復(fù)合層。常用的保溫材料是硬質(zhì)聚氨脂泡沫塑料,適用溫度為-185~120℃。這種材料質(zhì)地松軟,為提高其強(qiáng)度,在隔熱層外面加敷一層高密度聚乙烯層,形成復(fù)合材料結(jié)構(gòu),以防止地下水滲入保溫層內(nèi)。 利用高壓成套聚氨酯發(fā)泡設(shè)備對(duì)鋼管外表面進(jìn)行拋丸除銹處理和外護(hù)管內(nèi)表面電暈處理工藝,提高保溫管的粘接性能。保溫層材料為密度60kg/m3至80kg/m3的硬質(zhì)聚氨酯泡沫,充分添滿鋼管與套管之間的間隙,并具有一定的粘接強(qiáng)度,使鋼管、外套管及保溫層三者之間形成一個(gè)牢固的整體。聚氨酯泡沫具有良好的機(jī)械性能和絕熱性能,通常情況下可耐溫120℃,通過(guò)改性或與其它隔熱材料組合可耐溫180℃。
預(yù)制聚氨酯保溫鋼管從里到外分三層結(jié)構(gòu):
第一層: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)先進(jìn)的拋丸除銹工藝處理后,鋼管除銹等級(jí)可達(dá)GB/T8923-1988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。聚乙烯無(wú)臭,無(wú)毒,手感似蠟,具有優(yōu)良的耐低溫性能,最低使用溫度可達(dá)-70~-100℃,化學(xué)穩(wěn)定性好,能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕(不耐具有氧化性質(zhì)的酸),常溫下不溶于一般溶劑,吸水性小,但由于其為線性分子可緩慢溶于某些有機(jī)溶劑,且不發(fā)生溶脹,電絕緣性能優(yōu)良。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。高密度聚乙烯聚氨酯發(fā)泡保溫鋼管執(zhí)行:SY/T114-2000和SY/T115-2001標(biāo)準(zhǔn)。
保溫鋼管的結(jié)構(gòu)機(jī)理
1.外護(hù)鋼管:保護(hù)保溫層免受地下水侵蝕,支撐工作管并能承受一定的外部荷載,保證工作管正常工作。
2.防腐層:保護(hù)外鋼管避免腐蝕物腐蝕鋼管,延長(zhǎng)鋼管使用壽命。
3.減阻層:保證工作鋼管熱脹冷縮自由運(yùn)動(dòng)。
4.聚氨酯泡沫層:保證介質(zhì)溫度,保證外護(hù)管表面保持常溫。
5.阻隔、反射層:保證有機(jī)泡沫材料不進(jìn)入無(wú)機(jī)硬質(zhì)耐高溫層;反射耐高溫層部分熱量。
6.工作鋼管:保證輸送介質(zhì)正常流動(dòng)。
7.無(wú)機(jī)硬質(zhì)保溫層:耐高溫,保證與有機(jī)保溫層之間的界面溫度,保證泡沫不被炭化。