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，它導熱系數低、密度小、強度高　

保溫管有效的解決了城鎮集中供熱中130℃－600℃高溫輸熱用預制直埋保溫管的保溫、滑動潤滑和裸露管端的防水問題。輸油管道保溫不僅具有傳統地溝和架空敷設管道*的*技術、實用性能，而且還具有顯著的社會效益和經濟效益，也是供熱節能的有力措施。輸油管道保溫采用直埋供熱管道技術，標志著中國供熱管道技術發展已經進入了新的起點。? 

　　保溫管是由鋼管、玻璃鋼內護套、玻璃鋼外殼構成，其特征是：還包括耐高溫絕熱保溫層、潤滑層、彈性密封件。本實用新型有效的解決了城鎮集中供熱中130℃－600℃高溫輸熱用預制直埋保溫管的保溫、滑動潤滑和裸露管端的防水問題。? 

管道保溫主要由四部分組成。 

　　（1）工作鋼管：根據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：制造輸油管道保溫時，在靠近鋼管的保溫層中，埋設有報警線，一旦管道某處發生滲漏，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，保證熱網安全運行。 

管道保溫-優勢特點 

　　1 降低工程造價。 

　　據有關部門測算，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，節約能源。 

　　其導熱系數為：λ＝0．013—0．03kcal／m?h?oC，比其他過去常用的管道保溫材料低得多，保溫效果提高4~9倍。再有其吸水率很低，約為0．2kg／m2。吸水率低的原因是由于聚氨酯泡沫的閉孔率高達92％左右。低導熱系數和低吸水率，加上保溫層和外面防水性能好的高密度聚乙烯或玻璃鋼保護殼，改變了傳統地溝敷設供熱管道“穿濕棉襖”的狀況，大大減少了供熱管道的整體熱損耗，熱網熱損失為2％，小于10％的標準要求。 

　　防腐，絕緣性能好，使用壽命長。

　　輸油管道保溫由于聚氨酯硬質泡沫保溫層緊密地粘結在鋼管外皮，隔絕了空氣和水的滲入，能起到良好的防腐作用。同時它的發泡孔都是閉合的，吸水性很小。高密度聚乙烯外殼、玻璃鋼外殼均具有良好的防腐、絕緣和機械性能。因此，工作鋼管外皮很難受到外界空氣和水的侵蝕。只要管道內部水質處理好，據國外資料介紹，輸油管道保溫的使用壽命可達50年以上，比傳統的地溝敷設、架空敷設使用壽命高3~4倍。 

　　4．占地少，施工快，有利環境保護。 

　　直埋供熱管道不需要砌筑龐大的地溝，只需將保溫管埋人地下，因此大大減少了工程占地，減少土方開挖量約50％以上，減少土建砌筑和混凝土量90％。同時，保溫管加工和現場挖溝平行進行，只需現場接頭，可以縮短工期約50％以上。 

　　5 安全。 

　　除中國外生產的管道保溫，均設有滲漏報警線，一旦管道某處發生滲漏，通過報警線的傳導，便可在檢測儀表上顯示出保溫管道滲水、漏水的準確位置及滲漏程度的大小，以便通知檢滲人員迅速處理漏水的管段，保證供熱管網的安全運行。國內生產的保溫管目前末設滲漏報警線，有待補上這一空白.

聚氨酯直埋保溫管優勢： 

　　聚氨酯保溫管以其優良的性能，方便的施工及使用年限長而倍受人們歡迎，其結構為:外保護層、保溫層、防滲漏層三部分，外保護層材料為聚乙烯或玻璃鋼或其它材料。敷設方式有直埋、架空、地溝三種方式。我廠在*管件的聚氨酯保溫、絕熱施工中積累了大量豐富經驗，其質量達到了國家及標準，深受廣大客戶的信任和好評。

　　（3）交聯劑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，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。

　　（5）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。

　　（6）硅油。是一種表面活性劑，也是一種發泡穩定劑。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；其次是穩定發泡，在發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速度和氣體生成速度的化合物。

　　生產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。

　　（8）發泡劑。分為水或物理發泡劑、氟碳化臺物發泡劑。作為聚合物膨脹發泡，充入泡沫微孔以降低導熱系數。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

　　（1）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

進口

北京化工三廠

上海第五制藥廠

上海高橋化工廠

上海電化廠

BPAPI142常州有機化工廠

表5-5 大連旅順塑料保溫廠膠液配方

組分原料不同溫度下質量配合比

噴涂法澆注法

15～23℃13℃以上15℃以下23℃以上15℃以下

A聚醚

胺醚

β-三氯乙基磷酸酯

F-113

H2O

硅油

有機錫

三乙醇胺20

7～8

4～6

11～13

0.2～0.3

0.8～0.9

0.1～0.3

1.6～1.820

6～8

4～6

10～12

0.1～0.3

0.7～0.9

0.1～0.2

1.2～1.420

8～10

4～6

12～13

0.2～0.4

0.8～1.0

0.2～0.4

2.0～2.220

3～5

4～6

9～11

-

0.8～1.0

0.16～0.2

1～1.520

4～6

4～6

8～10

0.1～0.2

0.8～1.0

0.16～0.2

1～1.5

BPAPI指數1.05～1.1

表5-6 東北輸油管理局膠液配方

組分原料不同施工方法及溫度條件下的質量比

噴涂法澆注法

11℃16℃21℃24℃25℃15℃

AⅢ型阻火聚醚

乙二胺聚醚

β-三氯乙基磷酸酯

F-113

H2O

有機錫

三乙醇胺

硅油 

20

10

6

13

0.4

0.4

2.2

120

7

6

14

0.2

0.3

1.8

0.820

8

4

12

0.4

0.2

1.4

0.920

8

5

10

0.3

0.2

1.2

120

5

6

11

0

0.16

1

0.820

6

6

10

0.2

0.16

1

0.8

BPAPI555454525252

表5-7 河南苗占防腐公司一隊膠液配方

組分原料質量比

AⅢ型阻火聚醚

乙二胺聚醚

β-三氯乙基磷酸酯

F-113

三乙醇胺

硅油

有機錫100

16

8

32

2

1.6

0.017

BPAPI160～165

　　（2）配料方法及過程

　　①先校配比進行小試發泡，無誤后可大批量配種。

　　②配料按A組和B組分別進行，充分攪拌，待用。

4． 施工方法

　　目前硬質聚氨酯泡沫塑料在防腐蝕和絕熱工程上應用的施工方法有3種：預制泡沫塑料法、直接噴涂法、一次罐注成型法。

　　（1）預制泡沫塑料法。以胎模成型為塊材或半圓形泡沫塑料。塊材或半圓形泡沫塑料的縫隙可用直接噴涂法封閉，形成防腐蝕保溫保冷絕熱層。預制板材和預制管殼規格見表5—8、表5—9。

表5-8 預制板材規格/mm

長度寬度厚度

2000

2000

15001000

500

60030～80

30～80

30～80

管道防腐（corrosion prevention of pipes）指的是為減緩或防止管道在內外介質的化學、電化學作用下或由微生物的代謝活動而被侵蝕和變質的措施。

避免管道，遭受土壤、空氣和輸送介質（石油、天然氣等）腐蝕的防護技術。輸送油、氣的管道大多處于復雜的土壤環境中，所輸送的介質也多有腐蝕性，因而管道內壁和外壁都可能遭到腐蝕。一旦管道被腐蝕穿孔，即造成油、氣漏失，不僅使運輸中斷，而且會污染環境，甚至可能引起火災，造成危害。據美國管道工業的統計資料，1975年由于腐蝕造成的直接損失達6億美元。因此，防止管道腐蝕是管道工程的重要內容。 

適用范圍

　　本工藝標準適用于民用及一般工業建筑的設備、管道的防腐蝕施工操作。金屬在周圍介質的化學、電化學作用下所引起的一種破壞現象。按管道被腐蝕部位，可分為內壁腐蝕和外壁腐蝕；按管道腐蝕形態，可分為全面腐蝕和局部腐蝕；按管道腐蝕機理，可分為化學腐蝕和電化學腐蝕等。 

防腐方法

　　涂層防腐 

　　用涂料均勻致密地涂敷在經除銹的金屬管道表面上，使其與各種腐蝕性介質隔絕，是管道防腐zui基本的方法之一。70年代以來，在極地、海洋等嚴酷環境中敷設管道，以及油品加熱輸送而使管道溫度升高等，對涂層性能提出了更多的要求。因此，管道防腐涂層越來越多地采用復合材料或復合結構。這些材料和結構要具有良好的介電性能、物理性能、穩定的化學性能和較寬的溫度適應范圍等。 

　　1、外壁防腐涂層：管道外壁涂層材料種類和使用條件。 

　　②內壁防腐涂層：為了防止管內腐蝕、降低摩擦阻力、提高輸量而涂于管子內壁的薄膜。常用的涂料有胺固化環氧樹脂和聚酰胺環氧樹脂，涂層厚度為 0.038～0.2毫米。為保證涂層與管壁粘結牢固，必須對管內壁進行表面處理。70年代以來趨向于管內、外壁涂層選用相同的材料，以便管內、外壁的涂敷同時進行。 

　　③防腐保溫涂層：在中、小口徑的熱輸原油或燃料油的管道上，為了減少管道向土壤散熱，在管道外部加上保溫和防腐的復合層。常用的保溫材料是硬質聚氨脂泡沫塑料，適用溫度為－185～95℃。這種材料質地松軟，為提高其強度，在隔熱層外面加敷一層高密度聚乙烯層，形成復合材料結構，以防止地下水滲入保溫層內。 

組成材料：

鋼套鋼保溫管是由輸送介質的鋼管、防腐外套鋼管以及鋼管與外套鋼管之間填充的超細玻璃棉組合而成,也可采用石墨、硅鈣瓦管殼及填充聚氨酯泡沫復合而成。鋼套鋼（鋼套管）埋設技術是一種防水、防漏、抗滲、抗壓和全封閉的埋設新技術，是直埋敷設技術在地下水位較高地區使用的一次較大突破。直埋管道的保護管的首要問題是嚴密防水的可靠性，此外要有良好的機械強度，鋼套管由于強度高采用焊接連接，防水的密封性能可靠性十分高，另外，其耐高溫性能也是其它外保護管所不能比擬的。在地下水位高的地區，為保證地下水不影響蒸汽直埋管道的正常運行，外保護層采用堅固、密閉的鋼管外殼。 

二、保溫結構

　　鋼套鋼保溫管保溫結構依據滑動方式不同分為：內滑動式與外滑動式 

　　1、內滑動式：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。 

　　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、不銹鋼緊固帶、滑動導向支架、空氣保溫層、外護鋼管、外防腐層組成。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滑動方式不同可分為兩大類：

1、內滑動式：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，保證熱網安全運行。

保溫管的特點

高溫預制直埋保溫管-優勢特點

1 具有很強的耐腐蝕和防水能力，綜合造價低

據有關部門測算，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，節約能源。 熱損耗僅為傳統管材的25%

直埋保溫管 導熱系數 0.022kcal/m.h.℃ 憎水率 0.03kg/cm&sup3;

3 使用壽命長

正確的安裝和使用可使管網壽命達到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

容量

Kg/m3

45-60

導熱系數

W/m.k

0.016-0.024

使用溫度

℃

-90-+120

閉孔率

%

≥97

吸水率

Kg/m2

≤0.2

氧指數

h

≥26

抗壓強度

Mpa

≥200

比其他過去常用的保溫管道材料低得多，保溫效果提高4~9倍。再有其吸水率很低，約為0．2kg/m2。吸水率低的原因是由于聚氨酯泡沫的閉孔率高達92%左右。低導熱系數和低吸水率，加上保溫層和外面防水性能好的高密度聚乙烯或玻璃鋼保護殼，改變了傳統地溝敷設供熱管道“穿濕棉襖”的狀況，大大減少了供熱管道的整體熱損耗，熱網熱損失為2%，小于10%的標準要求。

防腐，絕緣性能好，使用壽命長。

保溫管由于聚氨酯硬質泡沫保溫層緊密地粘結在鋼管外皮，隔絕了空氣和水的滲入，能起到良好的防腐作用。同時它的發泡孔都是閉合的，吸水性很小。高密度聚乙烯外殼、玻璃鋼外殼均具有良好的防腐、絕緣和機械性能。因此，工作鋼管外皮很難受到外界空氣和水的侵蝕。只要管道內部水質處理好，據國外資料介紹，高溫預制直埋保溫管的使用壽命可達50年以上，比傳統的地溝敷設、架空敷設使用壽命高3~4倍。

4．占地少，施工快，有利環境保護。

直埋供熱管道不需要砌筑龐大的地溝，只需將保溫管埋人地下，因此大大減少了工程占地，減少土方開挖量約50%以上，減少土建砌筑和混凝土量90%。同時，保溫管加工和現場挖溝平行進行，只需現場接頭，可以縮短工期約50%以上。

高溫預制直埋保溫管

保溫管安全體系

除中國外生產的直埋保溫管，均設有滲漏報警線，一旦管道某處發生滲漏，通過報警線的傳導，便可在檢測儀表上顯示出保溫管道滲水、漏水的準確位置及滲漏程度的大小，以便通知檢滲人員迅速處理漏水的管段，保證供熱管網的安全運行。國內生產的保溫管道目前末設滲漏報警線，有待補上這一空白。

總之，保溫管不僅具有傳統地溝和架空敷設管道*的*技術、實用性能，而且還具有顯著的社會效益和經濟效益，也是供熱節能的有力措施。采用直埋供熱管道技術，標志著中國供熱管道技術發展已經進入了新的起點。隨著這項*技術的進一步完善和發展，供熱管道直埋取代地溝和架空勢在必行。