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(nèi)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(nèi)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
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。
(4)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。
?。?)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。
(7)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。
?。?)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
?。?)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
通過電暈處理,使高密度聚乙烯內(nèi)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)。
發(fā)泡聚氨酯由雙組分組成,甲組分為多元醇,乙組分為異氰酸酯,施工時兩組分進入噴涂機械中混合噴出,呈霧狀,一分鐘發(fā)泡凝固成型。這種材料近幾年才引進,用于建筑保溫防水經(jīng)過二、三年的使用,有較多的了解,優(yōu)點很多,使用范圍很廣。
1.保溫性能好。導熱系數(shù)0. 025左右,比聚苯板還好,是目前建筑保溫較好的材料。
2.防水性能好。泡沫孔是封閉的,封閉率達95% ,雨水不會從孔間滲過去。
3.因現(xiàn)場噴涂,形成整體防水層,沒有接縫,任何高分子卷材所不及,減少維修工作量。
4.粘結性能好。能夠和木材、金屬、磚石、玻璃等材料粘結得非常牢固,不怕大風揭起。
5.用于新作屋面或舊屋面維修都很適宜特別是舊屋面返修,不必鏟除原有的防水層和保溫層,只需清除表面的灰、砂雜物,即可噴涂。
6.施工簡便速度快。每日每工可噴200多平米,有利于搶進度。
7.收頭構造簡單。噴涂發(fā)泡聚氨酯收頭,不用特別處理,大為簡化。如使用卷材,在女兒墻處,需留凹槽,收頭在凹槽內(nèi);若不能留凹槽,需用扁鐵封釘收頭,還要涂嵌縫膏。
8.經(jīng)濟效益好。如果把保溫層和防水層分開,不僅造價高,而且工期長,而發(fā)泡聚氨酯一次成活。
9.耐老化好。據(jù)國外已用工程總結和研究測試獲知,耐老化年限可達30年之久。