硬質(zhì)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(dǎo)熱系數(shù)低、密度小、強(qiáng)度高、吸水性小、絕熱、絕緣、隔音效果好、化學(xué)穩(wěn)定性能好，作為一種絕熱材料，廣泛應(yīng)用于石油、化工、運(yùn)輸、建筑、日常生活等領(lǐng)域，如輸油和輔熱水管道、油庫(kù)、貯罐、冷庫(kù)、空調(diào)、冰箱、集中供熱供汽管道等設(shè)施的保溫保冷。有數(shù)據(jù)顯示，用硬質(zhì)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(fèi)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(dá)20～30年以上，使用溫度-190～120℃。
保溫管是絕熱管道的簡(jiǎn)稱(chēng)，保溫管用于液體、氣體及其他介質(zhì)的輸送，在石油、化工、航天、軍事、集中供熱熱、*空調(diào)、市政等管道的絕熱保溫工程。
保溫管的分類(lèi)
鋼套鋼復(fù)合保溫管
鋼套鋼復(fù)合保溫管保溫結(jié)構(gòu)依據(jù)滑動(dòng)方式不同可分為兩大類(lèi)：
1、內(nèi)滑動(dòng)式：保溫結(jié)構(gòu)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(dòng)型保溫鋼管是由輸送介質(zhì)的鋼管+復(fù)合硅酸鹽或微孔硅酸鈣+硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料+外套鋼管+玻璃鋼殼防腐保護(hù)層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。各種管件節(jié)點(diǎn)保溫處理技術(shù)成熟，質(zhì)量可靠。
2、外滑動(dòng)式：保溫結(jié)構(gòu)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(dòng)導(dǎo)向支架、空氣保溫層、外護(hù)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(jié)構(gòu)：
保溫管
*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)*的拋丸除銹工藝處理后，鋼管除銹等級(jí)可達(dá)GB8923-1988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(chēng)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。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。[1]
保溫管性能及相關(guān)指標(biāo)
保溫管的結(jié)構(gòu)
高溫預(yù)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(zhì)的技術(shù)要求分別采用有縫鋼管、無(wú)縫鋼管、雙面埋弧螺旋焊接鋼管。
（2）保溫層：采用硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料。
（3）保護(hù)殼：采用高密度聚乙烯或玻璃鋼。
（4）滲漏報(bào)警線：制造高溫預(yù)制直埋保溫管時(shí)，在靠近鋼管的保溫層中，埋設(shè)有報(bào)警線，一旦管道某處發(fā)生滲漏，通過(guò)警報(bào)線的傳導(dǎo)，便可在檢測(cè)儀表上報(bào)警并顯示出漏水的準(zhǔn)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(yùn)行。
保溫管的特點(diǎn)
高溫預(yù)制直埋保溫管-優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)
1 具有很強(qiáng)的耐腐蝕和防水能力，綜合造價(jià)低
據(jù)有關(guān)部門(mén)測(cè)算，雙管制供熱管道，一般情況下可以降低工程造價(jià)的25%（采用玻璃鋼做保護(hù)層）和10%（采用高密度聚乙烯做保護(hù)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(dǎo)熱系數(shù) 0.022kcal/m.h.℃ 憎水率 0.03kg/cm³
3 使用壽命長(zhǎng)
正確的安裝和使用可使管網(wǎng)壽命達(dá)到30-50年，而且維護(hù)費(fèi)用極低。
4 占地少 施工快 有利于環(huán)境保護(hù)
能減少土方開(kāi)挖量50%以上 減少土建砌筑和混凝土量90%
保溫管技術(shù)指標(biāo)
技術(shù)性能
單位
技術(shù)
?。?）交聯(lián)劑N-403乙二胺聚醚?；瘜W(xué)名爾四（聚乙—羥丙基）乙二胺。其質(zhì)量指標(biāo)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(jī)胺催化劑，又可代替其他羥基聚醚。它有增進(jìn)分子結(jié)構(gòu)交聯(lián)，改進(jìn)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(zhì)量指標(biāo)如下；
外觀無(wú)色至黃色透明液體酸值（KOH）/mg·g-1≤1.0
相對(duì)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(shí)還可降低黏度，便于施工。
?。?）多異氰酸酯PAPIR-NCO。其質(zhì)量指標(biāo)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(yīng)膠凝時(shí)間和發(fā)泡時(shí)間，有利于一步法泡沫模制。對(duì)提高塑料的耐熱性、強(qiáng)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(jī)硅大分子化合物，在組分中仗幾種物質(zhì)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(guò)程中降低泡沫表面張力，控制泡孔大小，防止膠凝時(shí)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(zhì)泡沫塑料通常選用錫鹽與叔胺類(lèi)例如二月桂酸二丁基錫，它們的作用是促進(jìn)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(tái)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(dǎo)熱系數(shù)。常用的氟碳化合物為F-11、F-113。
3．硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料配方
?。?）膠液配方表5—3～表5-7介紹了幾個(gè)單位用的硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料配方。
表5-3 重慶長(zhǎng)風(fēng)化工廠膠液配方
組分原料名稱(chēng)質(zhì)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(dǎo)氰酸酯PAPI106.5～117.1
表5-4 大慶油田科研設(shè)計(jì)院膠液配方
組分原料名稱(chēng)質(zhì)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(guò)電暈處理,使高密度聚乙烯內(nèi)表面的表面張力達(dá)到50dyn/cm,有效電暈面積大于75%。
*的高壓聚氨酯泡沫發(fā)泡機(jī)：
通過(guò)的HENNECK高壓發(fā)泡機(jī),化學(xué)原料可以高壓混合,形成高品質(zhì)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(qiáng)度,從而形成三位一體的管道保溫結(jié)構(gòu)。
CAESAR II 管道設(shè)計(jì)
從美國(guó)引進(jìn)了原版CAESAR II 管道設(shè)計(jì)軟件,該軟件以有限元為基礎(chǔ),廣泛應(yīng)用于集中供熱,供冷,石油天然氣,LNG以及化工等領(lǐng)域,可以準(zhǔn)確模擬各種工況下的管道應(yīng)力,應(yīng)變變化狀態(tài)。大城縣榮邦防腐保溫材料有限公司設(shè)計(jì)工程師可以應(yīng)用該軟件為用戶進(jìn)行管道系統(tǒng)的應(yīng)力驗(yàn)算,幫助用戶優(yōu)化管道系統(tǒng),解決管網(wǎng)設(shè)計(jì)中的實(shí)際問(wèn)題,協(xié)助客戶建設(shè)安全,高效,節(jié)能,經(jīng)濟(jì)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(shí)兩組分進(jìn)入噴涂機(jī)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(jìn)，用于建筑保溫防水經(jīng)過(guò)二、三年的使用，有較多的了解，優(yōu)點(diǎn)很多，使用范圍很廣。
1.保溫性能好。導(dǎo)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(dá)95% ,雨水不會(huì)從孔間滲過(guò)去。
3.因現(xiàn)場(chǎng)噴涂，形成整體防水層，沒(méi)有接縫，任何高分子卷材所不及，減少維修工作量。
4.粘結(jié)性能好。能夠和木材、金屬、磚石、玻璃等材料粘結(jié)得非常牢固，不怕大風(fēng)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(jiǎn)便速度快。每日每工可噴200多平米，有利于搶進(jìn)度。
7.收頭構(gòu)造簡(jiǎn)單。噴涂發(fā)泡聚氨酯收頭，不用特別處理，大為簡(jiǎn)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(jì)效益好。如果把保溫層和防水層分開(kāi)，不僅造價(jià)高，而且工期長(zhǎng)，而發(fā)泡聚氨酯一次成活。
9.耐老化好。據(jù)國(guó)外已用工程總結(jié)和研究測(cè)試獲知，耐老化年限可達(dá)30年之久。
