聚氨酯直埋式热水预制保温管道热补偿和设计
 

　　1、前言
 

　　直埋式预制保温管道，特别是各式各样的保温结构型式的城镇集中供热或“热、电、冷”三联供的蒸汽管道正在国内外应用，方兴未艾。直埋管道的热补偿是重要的关键技术之一，由于设计、制作、施工或生产操作上的多种原因，曾发生多起严重事故，造成不应有的人身伤亡和严重经济损失。根据多年研究、工程实践和文献资料，就直埋式预制高温保温管道的热补偿的设计和存在问题，做一专题分析。
 

　　2、热补偿方式
 

　　在国内外直埋式预制高温保温管道应用中，为克服因温差(使用温度和安装温度之差)造成的热力管道胀缩和位移变化，设计上多采用以下4种方式进行补偿。
 

　　(1)管道(管件)的预热(预拉伸)：国外一些大公司通常在直径小于500 mm的管道中采用，但不广泛；
 

　　(2)自然补偿：设计柔性管件如弯头、L型或之型弯管进行热补偿，这是国内外采用较多的方式之一；
 

　　(3)一次性补偿：设一次性补偿器，在安装试运行后，焊死，此法国内外都有采用；
 

　　(4)设补偿器：随介质温度变化，管道胀缩、补偿器对应缩伸、吸收应力和位移进行热补偿。
 

　　补偿器近年发展极快，在直埋式管道中应用也，型式有波纹式(内压、外压、单双向、 变推力的平衡式、半平衡式及铰链式)、套筒式(加注单封、双密封、弹簧压封及无推力式)以及老 式∏型(方型)等。
 

　　由于波纹补偿器设计采用的多，暴露出的问题也较充分，很需要我们研究、认识和改进。
 

　　本文仅就自然补偿和补偿器补偿2种方式进行讨论。
 

　　3、热伸长量的计算和补偿设计
 

　　为使直埋热力管道在热状态下稳定和安全操作，减小管道热胀冷缩时产生的应力，防止管道破坏和位移变化破坏保温结构，增大热损失，必须进行热力管道热伸长量的计算及补偿设计。
 

　　3.1、热力管道热伸长量的计算
 

　　△L=α(t 1 -t 2 )L
 

　　式中　△L-管道热伸长量(m)；
 

　　α-管道在相应温度范围内的线胀系数[m/(m . ℃)]；
 

　　L-计算管道长度(m)；
 

　　t 1 -管道安装温度(℃)；
 

　　t 1 -管道设计使用(介质)温度(℃)

随着保温管道的应用领域越来越大和社会经济的不断发展，我们也看到聚氨酯保温管道的发展也在不断向前。

首先，产生了新的生产方式，从以前的管中管生产转变为喷涂缠绕方式。这样的发展可以更好地适应市场需求的多样化，同时也能降低生产成本。然后，为了让输送更快更省钱，现在的保温管道输送管径越来越大，大的已经达到1.8米。随着行业的发展，管道的直径还会继续增加，这就要求聚氨酯复合管道保温技术也要跟上，以适应这些大管径的应用。在一些特殊领域使用聚氨酯保温管道时，也会有一些特殊的要求。比如，矿用管道和化工企业输送管线需要具有阻燃性和抗静电功能。建筑物使用的中央冷却系统需要符合相关的行业阻燃标准。而海底管道通常需要泡沫是开孔的。随着聚氨酯预制保温管道的应用范围不断扩大，这些特殊要求也变得越来越重要。

为了适应当前的使用需求，还需要不断提高聚氨酯保温管道的耐高温和耐低温能力，因为在供热高温主管线中，温度可达140℃以上；在化工区高温管线中，高温度可达190℃以上；在液化天然气、液化石油气输送管线中，温度可达-162℃；在液氮输送管线中，输送温度可达-196℃。因此，聚氨酯的耐热性能至关重要。

另外，我们需要继续调整聚氨酯的发泡剂，以满足环保要求。目前我们使用的氯氟烃类发泡剂HCFC-141b是***代发泡剂，它仍然会对臭氧层和温室效应造成一定的影响。因此，我们必须寻找一种臭氧消耗潜值为零、温室效应潜值较低、对环境更友好的环保发泡剂来替代它。

聚氨酯直埋保温管道是工业设施中常用的管道形式，报警线在其中起着重要的作用。下面就让我们一起来了解一下聚氨酯直埋保温管道报警线的功能和使用方法。

1. 什么是聚氨酯预制直埋保温管报警线？

聚氨酯直埋保温管道报警线是敷设在保温管表面（或保温层内）的电缆。是一种用于检测管壁温度异常或泄漏的装置。

2. 报警线的主要功能有哪些？。

（1）温度异常报警：当保温管壁温度超过设定的安全范围时，报警线路会发出报警声，提醒操作人员及时采取措施。

（二）泄漏报警器：如果管道泄漏，报警线路将立即检测到并发出警报，以便及早采取必要的修复措施，并在必要时。

3. 怎么才能正确使用报警线。

（1）安装位置选择：报警线应安装在保温管道的外表面（或保温层内），与管道紧密接触，以***能准确感知管道温度和泄漏量。

（二）连接电源：报警线需与电源连接，以***正常运行。请参考具体的产品说明书或专业人士的指导，以获得正确的接线。

（3）设置报警参数：根据实际使用需要设置报警线的温度阈值和漏电灵敏度，确保报警线在适当的条件下发出报警。

（四）监控与维护：定期检查报警线的工作状态，***其正常运行。发现故障或异常，及时修复或更换。

4，报警线的优势和重要性。

（1）安全保护：报警线能及时发现温度异常和保温管道中的泄漏问题，有助于避免事故的发生，确保工作环境的安全。

（2）提高效率：通过对报警线路的监控，可以及时处理绝缘管道出现的问题，减少停机时间，提高生产效率。

（3）节省成本：即使发生故障或泄漏时，报警线路也能迅速报警，减少损失，降低维护成本。

1 降低工程造价

据有关部门测算，双管制供热管道，一般情况下可以降低工程造价的25%(采用玻璃钢做保护层)和10%(采用高密度聚乙烯做保护层)左右。

2 热损耗低，节约能源

高温预制直埋保温管

其导热系数为:λ=0.013-0.03kcal/m·h·oC，比其他过去常用的管道保温材料低得多，保温效果提高4~9倍。再有其吸水率很低，约为0.2kg/m2。吸水率低的原因是由于聚氨酯泡沫的闭孔***达92%左右。低导热系数和低吸水率，加上保温层和外面防水性能好的高密度聚乙烯或玻璃钢保护壳，改变了传统地沟敷设供热管道"穿湿棉袄"的状况，大大减少了供热管道的整体热损耗，热网热损失为2%，小于国际10%的标准要求。

3 防腐，绝缘性能好，使用寿命长

高温预制直埋保温管由于聚氨酯硬质泡沫保温层紧密地粘结在钢管外皮，隔绝了空气和水的渗入，能起到良好的防腐作用。同时它的发泡孔都是闭合的，吸水性很小。高密度聚乙烯外壳、玻璃钢外壳均具有良好的防腐、绝缘和机械性能。因此，工作钢管外皮很难受到外界空气和水的侵蚀。只要管道内部水质处理好，据国外资料介绍，高温预制直埋保温管的使用寿命可达50年以上，比传统的地沟敷设、架空敷设使用寿命高3~4倍。

4 占地少，施工快，有利环境保护

直埋供热管道不需要砌筑庞大的地沟，只需将保温管埋入地下，因此大大减少了工程占地，减少土方开挖量约50%以上，减少土建砌筑和混凝土量90%。同时，保温管加工和现场挖沟平行进行，只需现场接头，可以缩短工期约50%以上。

高温预制直埋保温管

5 安全

除中国外生产的高温预制直埋保温管，均设有渗漏报警线，一旦管道某处发生渗漏，通过报警线的传导，便可在专用检测仪表上显示出保温管道渗水、漏水的准确位置及渗漏程度的大小，以便通知检渗人员迅速处理漏水的管段，***供热管网的安全运行。

总之，高温预制直埋保温管不仅具有传统地沟和架空敷设管道的***技术、实用性能，而且还具有社会效益和经济效益，也是供热节能的有力措施。采用直埋供热管道技术，标志着中国供热管道技术发展已经进入了新的起点。随着这项***技术的进一步完善和发展，供热管道直埋取代地沟和架空势在必行。

聚氨酯保温管道，全称高密度聚乙烯塑料外护聚氨酯泡沫预制直埋保温管，通过设备依次将输送介质的工作钢管、聚氨酯保温层、聚乙烯塑料外护管连接而成。

　　聚氨酯保温管一般有以下两种连接方式：

　　(1)电热熔套

　　此种焊接方式需预埋电阻丝的套筒，用捆绑带把热熔套紧紧绑在外套管上，然后接通电源开始焊接，焊接时间需预先设定，自动断电后停止焊接，在套管冷却后卸下绑带。采用此种连接方式，焊口十分牢固且易操作。

　　(2)热收缩带

　　运用这种方法连接时，接头套管采用与预制保温管道套管相同材质、密度的聚乙烯套管，聚乙烯接头套管和主管间采用热收缩带进行连接和密封，***接头的水密性，然后在接头套管上的发泡孔进行接头发泡，发泡完成后采用高密度聚乙烯封堵，通过补片或热熔焊接的方式密封发泡孔。

需要注意的是：

　　1、聚氨酯直埋保温管的弯头分为成品弯头和基础弯头，成品弯头已经在出厂时就做好了保温层和防腐层，这种弯头在焊接时要注意，不能直接接触火焰，以防保温层和防腐层被破坏;而基础弯头可以直接焊接，然后再做保温层和防腐层，一般情况下，会有专门的技术人员在焊接后，为管道做保温层和防腐层。

　　2、在弯头和接口焊接完成后要对管道进行打压测试，确保每个焊接口的密封性。

　　3、测试完密封性后对焊接点进行防腐处理。因为聚氨酯保温管道大多数完成后会埋入地下，所以这样做可以确保保温管道的防腐性和保温性。

　　4、在施工中，防护管道的接口不能受到雨水或地下水的浸泡，如果接口处不小心浸水，应该在弯头焊接前就做好干燥处理。

保温管产品摘要设防渗漏报警线的聚氨酯保温管，可以自动检测管网渗漏，精准判断故障的位置并自动发出报警，在热力管道传输过程中，便为在专用检测仪表上显示出漏点的位置和大小，保温了热网的安全。

        没有报警线的保温管出现问题很难发现，检修也会很困难，带报警线的保温管价格要高一些，现在国内也越来越多的开始使用带报警线的保温管了。

有设置渗漏报警线的聚氨酯保温管的工作参数如下
        1、工作钢管 　

        2 、报警线　　

        3、聚氨酯泡沫层 　

        4、外套高密度聚乙烯夹克管　　 　　

        整体管　 　

 轴向剪切强度：≥0.12MPa　 　

        外套管外径增大率：≤2％　

        报警线间及报警线与钢管间的电阻值：20MΩ-∞　 　　

        正常使用管道寿命：30年(140℃水温)　 　　外套PE管密度：≥940Kg／m?　 　　
         熔体流动速率差：≤0.5g／10min　 　　

         拉伸屈服强度：≥19MPa　 　

         断裂伸长率：≥350％　 　　

         纵向回缩率：≤3％　 　

        聚氨酯泡沫层　

        密度：≥60Kg／m?　 　　

        闭孔率：≥88％　 　　

        平均孔径：≤0.5mm　 　　

        抗压强度：≥0.3MPa　 　　

        吸水率(100℃，90分钟)：≤10％　 　　

        导热系数：≤0.033W／(m。k) 

聚氨酯保温管用聚氨酯保温材料具有良好的机械和保温功能。一般能承受120℃的高温。通过改进或与其他保温材料结合，可承受180℃的高温。高密度聚乙烯护套保护的聚氨酯保温管具有非常突出的优点:正常使用寿命可达30年以上，正确的装置和应用可有效降低聚氨酯保温管的运行成本。

可设置主动报警系统，主动检测管道泄漏，准确指示泄漏位置，主动报警，使维修人员及时反应，加快维修速度。聚氨酯保温管具有良好的保温功能，热损失仅为普通聚氨酯保温管的25%。长期使用可节省大量能源，降低使用成本。聚氨酯保温管具有较强的防水、耐腐蚀功能。它们可以直接埋在裸露的水中，无需附加管沟。施工简单快捷，整体成本低。在低温下具有良好的耐腐蚀性和抗冲击性。

随着聚氨酯保温管生产技术和设备的不断完善。现在，聚氨酯保温管不仅用作热管。目前我公司生产的聚氨酯保温聚氨酯保温管，根据保温材料的不同，有不同的应用场合。我们有传统地埋式聚氨酯保温管加热，可以输送120度左右的介质。

对保温材料进行升级后，生产出复合聚氨酯保温管。这种保温材料能承受300℃的高温，大大提高了聚氨酯保温管的应用范围。目前聚氨酯保温管不仅用于供热管，也用于中央空调。可以有效***管道中介质的温度，大限度地减少温度损失，提高管道利用率，增加应用效果。聚氨酯保温管的聚氨酯发泡工艺可分为以下三种:;预聚物法的发泡过程是先将(白色材料)和(黑色材料)制成预聚物。

预制直埋聚氨酯保温管是一种广泛应用于保温管行业的保温钢管。什么是预制直埋聚氨酯泡沫保温管?今天，我就从保温钢管厂给大家讲解一下。

预制直埋聚氨酯泡沫保温管可以分为三部分来了解它:一是预制直埋;二是聚氨酯发泡;三是保温管。让我们一个一个来解释。

预制直埋是指保温钢管厂对该类保温钢管已经采取了相关的保温措施，即该类管道运输到施工现场时已经是成品保温钢管，到达施工现场后可以直接铺设，无需进行相关的保温工艺施工。它是一种提前制作的管道产品，到达施工现场后可以直接连接。因此称为预制直埋。

聚氨酯泡沫一词是指这种保温钢管的保温工艺或其保温层的材料。从这个名字可以看出，它的保温层是由聚氨酯材料制成的，它的保温工艺是发泡;

“保温管”这个术语很容易解释和理解。是一种经过保温处理后，在不同的工作环境和外部介质的作用下，能***工作钢管的内部温度和表面温度达到或满足使用要求的管道。

一般来说，预制直埋聚氨酯泡沫保温管是指在保温钢管厂提前完成生产加工，内部工作管道可以直接连接到现场时，在不同的工作环境和外部介质的作用下，能够***工作钢管内部温度和表面温度满足一定要求的管道产品，保温层通过发泡处理填充聚氨酯原料。

聚氨酯保温管广泛应用于液体和气体输送管网、化工管道保温工程、石油、化工、集中供热管网、中央空调通风管道、市政工程等。直埋式保温管是一种直埋式预制保温管，保温性能好，***，工程造价低。直埋保温管不仅具有传统沟槽和架空管道所不能比拟的***技术和实用性能，而且具有的社会效益和经济效益，也是采暖和节能的有力措施。

据专家介绍，可以选择专用清洗剂对聚氨酯保温管进行清洗。当然，也有相应的化学成分相对活跃的清洗剂，可以直接清洗液体，实现在管道中不清洗即可完成工作，降低了人工清洗的复杂性。保护层是指用聚乙烯材料在保温管壁上预制一些，其作用是防止其受到其他金属或硬物的冲击而损坏。同时，通过这样做，保温管也具有更好的防腐防水功能。

聚氨酯保温管的工作钢管是输送介质的主角。为了增加其抗压性和耐腐蚀性，其原料一般采用合金制成，经过除锈工艺后深埋的聚氨酯保温管可以获得***的使用寿命。自20世纪30年代聚氨酯合成材料诞生以来，聚氨酯泡沫保温管作为一种优良的保温材料得到了迅速发展，其应用范围也日益广泛。而且由于其结构简单，具有的节能防腐效果，被广泛应用于各类供热、制冷、输油、蒸汽输送等管道中。