第九章 硬 质聚氨酯泡沫塑料防腐保温层
第一节 概述
热介质在管道中输送时,如不采用保温措施,将有很大一部分热量白
白损失掉。而采用保温后则可减少90％左右的热损失。其经济效益是相
当显著的。泡沫塑料短期耐温可大于130℃,但当长期处于100℃以上时,
泡沫塑料容易老化, 使保温效果下降。但在小于100℃温度下使用时,化
学性能稳定, 容重轻,吸水率小,导热系数小,但其强度较低,运输及施工
过程中容易损坏。
第二节 防腐保温层结构
聚氨酯泡沫塑料防腐保温层一般由塑料保温层和保护层组成, 保护
层有以下几个作用:
1.增加强度,使泡沫塑料不易损坏;
2.提高了保温效果及寿命;
3.提高了防水、防潮气的能力;
4.使外观平整,美观。
保护层可采用聚乙烯塑料, 也可采用其他适宜的材料。当采用聚乙
烯塑料作保护层时,其厚度不应小于1.2mm;当采用石油沥青作保护层时,
除考虑热沥青对泡沫塑料层的影响外,其结构应符合如下要求:
沥青保护层结构
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┃ 保护层结构 每层沥青厚度,mm 保护层总厚,mm ┃
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┃沥青-玻璃布-沥青 ┃
┃-玻璃布-沥青-聚氯 ≈1.5 ＞4 ┃
┃乙烯工业膜 ┃
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第三节 材料性能的要求
1.泡沫塑料性能指标
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┃ 项 目 │ 指 标 ┃
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┃ 容 重 Kg/`m+3!` │ 40～70 ┃
┃ 抗压强度 MPa │ ≥0.2 ┃
┃ 吸 水 率 g/c`m+3!` │ ＜0.03 ┃
┃ 导热系数 W/m·℃ │＜0.0035┃
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┃耐│尺寸变化率 ％ │ ＜1.5 ┃
┃热│重量变化率 ％ │ ＜1 ┃
┃性│强度增长率 ％ │ ＞10 ┃
┃ │导热系数变化率％│ ＞10 ┃
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泡沫塑料与钢管的粘接力一般是很好的,经测试,其强度大于0.2MPa,
扒开检查发现,钢管表面全粘接有泡沫塑料,粘接程度达100％。因此,在
正常情况下,水是不可能达到钢管表面的。但在生产过程中,如果钢管表
面除锈不彻底, 或操作温度,配比不合适,就容易造成泡沫塑料层与钢管
表面脱离,形成空腔或泡沫塑料自身开裂形成裂纹。这样,水就可以从缺
陷处或钢管端面沿泡沫塑料层与管壁之间的裂缝向内渗透,使钢管腐蚀。
因此,保温层端面必须采取防水措施,但其具体作法还有待于研究。
2.聚乙烯塑料保护层
聚乙烯塑料性能指标
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┃ 项 目 │ 指 标 ┃
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┃ 密 度 g/cm2 │0.935～0.950┃
┃ 抗拉强度 MPa │ ＞20 ┃
┃ 断裂伸长率 ％ │ ＞600 ┃
┃ 脆化温度 ℃ │ ＜-65 ┃
┃ 维卡软化点 ℃ │ ＞120 ┃
┃耐环境应力开裂时间 h│ ＞100 ┃
┃ 耐击穿电压 MV/m │ ＞30 ┃
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聚乙烯保护层 (俗夹克)是以高密度聚乙烯为原料掺上各种助剂而
成的一种防腐材料。该材料强度高,抗腐蚀性强,国外已大量用于埋地管
道防腐及管道保温层的外保护层。
3.沥青保护层
保护层的性能应符合 《埋地钢质管道石油沥青防腐层技术标准》
SYJ 8-84中有关规定。
第四节 施工工艺
一.管中管成型法
1. 钢管外表面预处理,清洁度应达到《涂装前钢材表面处理规范》
(SYJ 4007-86)中的Sa 2或St3级的要求。
2. 在钢管上安装定位环,环间距为2～2.5m,两端的定位环距聚乙烯
保护管端头距离不大于0.1m。根据管径不同,每道定位环由3～10个支承
块组成, 并均而在圆周上。然后,将钢管置入聚乙烯保护管内,并倾斜一
适宜的角度。
3. 严格按照配方将A、B两组分原料混合物均匀,立即一次性注入聚
乙烯保护管和钢管的环形空间中。 操作温度以20℃±2℃为宜。封堵环
形空间端面, 泡沫塑料固化后,将管缓慢放平,在常温下充分熟化后才能
堆放。
4.特殊管段的制作
(1)聚乙烯保护管弯头可按尺寸直接挤出成型。在钢管弯头上应加
密定位环,且距保护管端头不得大于0.1m。
(2)三通等异形管件的聚乙烯保护管可采用焊接方法制作。
二.一步成形法
采用该方法,可在挤出聚乙烯外保护层的同时,浇铸聚氨脂保温材料,
在形成外保护层的同时,也同时制成保温层。
1.将经预处理的钢管送入作业线,预热涂底胶。
2.钢管经过聚乙烯挤出模,同时注入聚氨脂保温材料。
3.在聚乙烯成膜的同时,聚氨酯也发泡,在钢管与聚乙烯膜的环形空
间中,形成保温层。
4.水冷,然后,从管段接头处剖开,预留出焊接所要求的光管长度。
5.质量检查,堆放。
第五节 质量检查
1.带有防腐保温层的钢管两端应预留一段光管,长度为150±10mm。
对于焊接时要求预热的高强钢管,光管长度宜为200±10mm。端面应平整,
不垂直度不大于1.5D/100(D为保护管外径)。
2.保温层端面应涂刷防水密封胶,涂刷应均匀,严密且无漏点。
3.聚乙烯保护层不得有裂纹和压伤。表面凸凹度不得超过5mm。
4.钢管和保护管两端面的同心度偏差应符合下表要求:
─────────────────────
保护管外径,mm 端面同心度允许偏差,mm
─────────────────────
＜160 1.5
160～400 2.2
＞400 3
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5.泡沫塑料应均匀填满环形空间,无明显的泡孔条纹。
6.泡沫塑料中,只允许有极少数符合下述情况的空洞:
深度不超过10mm,面积不大于2500mm`+2!`;
深度大于10mm,但不大于保温层厚度的2/3,其面积不大于
500mm`+2!`。
每平方米不得有5个以上的面积大于或等于500mm`+2!`的空洞,
空洞深度达到保温层厚度的2/3者为不合格。
第六节 搬运与存放
1.防腐管应存放在地面平整,无碎石,硬物处;
2.地面有足够的承载力,保证堆放后不发生塌陷和倾倒;
3.场地周围不允许有积水;
4.管托应高出地面159mm,堆放高度不得高于2m。露在存放时应用蓬
布盖住。远离热源,露天存放不应超过3个月。
5.运输时采取保护措施,以免损伤防腐保温层。
第七节 防腐保温层的补口、补伤
一.防腐保温层的补口
1.焊接前,应地防腐保温层端面采取必要的保护措施;
2.清除补口处钢管表面的油污并除锈, 清洁度达到SYJ 4007-86中
St3级要求;
3.用预制块粘合法补口:
①钢管表面除锈合格后,必须在8小时内涂刷聚氨酯胶。
②在聚氨酯预制块的粘接面涂上一层聚氨酯胶, 将预制块粘接在补
口处的钢管上。粘接前,预制块上应无泥土、油污、脱膜剂等。
4.整体浇注法补口:
①将一层聚氯乙烯塑料膜铺放在浇注模具内, 并将模具固定在补口
处。
②将聚氨酯泡沫塑料的A、 B两组分原料混合并立即注入模具内,熟
化后拆除模具,并修整表面。
5.外保护层补口
①在补口处保温层上均匀地涂一层底胶, 套上热收缩套(带)。两边
搭接长度不小于100mm。用加热器先从中部环向加热,并逐渐向两端移动
加热,使收缩套均匀收缩,防止出现皱折,气泡,边沿起翘和烤焦等缺陷。
收缩套两端有底胶溢出时,停止加热。
②在保温层及两侧各100～120mm范围内涂刷一层底胶,胶层要均匀,
无气泡,无流淌,空白,从一端向另一端缠绕胶带,搭接胶带宽度的50％。
与聚乙烯保护层搭接长度不小于100mm。缠绕时拉力适宜,严禁出现皱折,
鼓泡,搭边起翘等现象。缠完一遍后,涂上底胶,再从另端缠一遍。
二.补口质量检查
1.热收缩套的补口表面不应有气泡,皱折和边沿起翘,表面凸凹度不
超过5mm。
2.聚乙烯胶带口表面应平整,搭边均匀,无皱折,翘起等。
3.剖开抽查率为3％,泡沫塑料应均匀地充满空间。
三.补伤
1. 切除损伤处泡沫塑料,将完好的泡沫塑料块切成与切除处几何形
状相同的预制块,对露铁处进行除锈,直到露出金属光泽。
2. 在露铁表面,修补处泡沫塑料表面和预制块的粘接面上涂一层聚
氨酯胶,将预制块嵌入并粘接在损伤处。
3.盖上大于切除面积的聚乙烯补片,并用加热器加热,使补片与聚乙
烯保护层熔合在一起。
4. 当外保护层为沥青层时,应按SYJ 8-84《埋地钢制管道沥青防腐
层技术标准》要求进行补口和补伤。