張 俊 兵

(太原市熱力實業(yè)有限公司，山西 太原 030003)

0 引言

實現(xiàn)長距離、大溫差、高落差給城鎮(zhèn)建設(shè)發(fā)展供熱。改變單一的直埋鋪設(shè)，在戶外相應(yīng)融入過河、跨溝、穿越隧道鋪設(shè)管線，縮短管線距離，巡線直觀方便。螺旋鍍鋅鋼板外護架空保溫管的出現(xiàn)，解決了長輸管線戶外用管，其制造生產(chǎn)工藝簡便，易操作。

1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

預(yù)制保溫管主要由工作鋼管、保溫層、保護殼三部分緊密地結(jié)合而成。

1)工作鋼管：根據(jù)設(shè)計技術(shù)要求和輸送介質(zhì)不同，選取合理的鋼管。2)保溫層：采用白料(聚醚多元醇)和黑料(異氰酸酯)進行化學(xué)形成的聚氨酯泡沫塑料。3)保護管：采用鍍鋅鋼板、不銹鋼板或鍍鋅鋁板。

2 預(yù)制保溫管生產(chǎn)線工藝流程

采用鍍鋅鋼板做保護殼的預(yù)制保溫管生產(chǎn)線工藝流程分為兩部分：

1)鍍鋅鋼板保護殼單咬口螺旋卷管生產(chǎn)工藝流程如圖1所示。2)預(yù)制保溫管生產(chǎn)流程如圖2所示。

3 鍍鋅架空保溫管性能

3.1 鋼管的性能應(yīng)符合的要求

1)鋼管的材料尺寸公差及性能應(yīng)符合GB/T 9711—2011石油天然氣工業(yè)管線輸送系統(tǒng)用鋼管中的規(guī)定。

2)工作鋼管表面銹蝕等級應(yīng)符合GB/T 8923.1中的A級,B級,C級的規(guī)定。

3)鋼管管端200 mm長度范圍內(nèi)，由工作鋼管橢圓造成的外徑公差不應(yīng)超過規(guī)定外徑的±1%,且不應(yīng)大于公稱壁厚。

4)鋼管表面應(yīng)有永久性的產(chǎn)品標(biāo)識。

3.2 保溫層技術(shù)性能

保溫層采用聚氨酯硬質(zhì)泡沫，其性能應(yīng)符合表1。

表1 聚氨酯硬質(zhì)泡沫性能要求

3.3 鍍鋅鋼板技術(shù)性能

3.3.1材料材質(zhì)、尺寸公差及性能

鍍鋅鋼板及鋼帶的材質(zhì)、尺寸公差及性能應(yīng)符合GB/T 2518的規(guī)定。鋼板及鋼帶的公稱厚度包含基板厚度和鍍層厚度。

3.3.2力學(xué)性能

拉伸試樣為帶鍍層試樣，抗拉強度Rm=270 MPa～500 MPa，斷后伸長率不小于22 mm；當(dāng)公稱厚度,0.5 mm≤h≤0.7 mm時，斷后伸長率不小于21.56 mm；當(dāng)公稱厚度不大于0.5 mm時，斷后伸長率允許下降4%。

由于時效的影響，鋼板及鋼帶的力學(xué)性能會隨著時間改變，對其性能影響很大，可能產(chǎn)生拉伸應(yīng)變痕，應(yīng)保證在制造后1個月內(nèi)使用，不出現(xiàn)拉伸應(yīng)變痕，建議盡早使用。

3.3.3鍍鋅層重量

鋅層重量雙面都為50 g/m2時，鍍鋅重量三點平均測試值不小于規(guī)定鍍鋅層重量；單點測試值大于公稱鍍鋅層重量42.5 g/m2，單面單點鍍鋅層重量測試值大于公稱鍍鋅層重量的17 g/m2。

3.3.4鍍鋅鋼板性能要求

鍍鋅鋼板外護管采用熱鍍鋅鋼板，其性能應(yīng)符合表2。

表2 鍍鋅鋼板性能要求

4 鍍鋅鋼板外護管生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)

4.1 鍍鋅鋼板外護管外觀應(yīng)符合的規(guī)定

1)外護管其內(nèi)外表面不應(yīng)有影響其性能的裂縫、結(jié)疤、折疊、半咬口、脹裂等缺陷。

2)外護管兩端應(yīng)切割平整，并與外護管軸線垂直，角度誤差不應(yīng)大于2.5°，管口平面度的允許偏差為2 mm。

3)外護管橢圓度不大于其最大外徑的1%，壁厚偏差±0.08 mm，外護管彎曲度不超過長度的0.15%，外護管內(nèi)壁按要求進行滾花處理。

4)鍍鋅鋼板外護管表面不得有大面積白花、鋅層粉化等嚴重損壞的現(xiàn)象。

4.2 鍍鋅重量

外護管內(nèi)外鍍鋅重量均不小于50 g/m2。

4.3 外護管咬口

螺旋卷管采用單咬口形式，板厚度在0.5 mm～1.2 mm，平咬口寬為10 mm～14 mm。風(fēng)管咬口縫應(yīng)緊密、寬度應(yīng)一致，兩平咬口中心螺距寬為120 mm，折角應(yīng)平直，圓弧應(yīng)均勻，兩端面平行，無明顯扭曲與翹角，表面應(yīng)平整，凹凸不大于10 mm。

4.4 漏光檢測

用強光源對風(fēng)管的咬口、接縫及其他連接處進行透光檢查，確定孔洞、縫隙穿滲漏部位。

4.5 螺旋卷管強度

卷管的強度應(yīng)能滿足在1.5倍工作壓力下接縫處無開裂。

4.6 料帶對接

卷管時，料帶度不小于1 mm時對接采用氬弧焊、二保焊進行焊接；小于1 mm時對接采用疊加冷咬口形式。

4.7 生產(chǎn)不同管徑使用的帶寬及切割方式

鍍鋅外護管規(guī)格如表3所示。

表3 鍍鋅外護管規(guī)格

5 工作鋼管標(biāo)準(zhǔn)

1)工作鋼管的材質(zhì)、公稱直徑、外徑及壁厚應(yīng)符合設(shè)計規(guī)定要求，且不應(yīng)低于工作鋼管的壁厚，單根鋼管不應(yīng)有環(huán)焊縫。

2)工作鋼管外觀應(yīng)符合下列要求：

a.鋼管表面應(yīng)光滑，當(dāng)有結(jié)疤、劃痕及重皮等缺陷時應(yīng)進行修繕，修磨處應(yīng)圓滑過渡，并進行滲透或磁粉探傷。

b.鋼管發(fā)泡前應(yīng)對其表面進行拋丸除銹處理，達到Sa2.5級除銹等級要求。

c.鋼管管端200 mm長度范圍內(nèi)，由工作鋼管橢圓造成的外徑公差不應(yīng)超過規(guī)定外徑的±1%,且不應(yīng)大于公稱壁厚。

d.鋼管表面應(yīng)有永久性的產(chǎn)品標(biāo)識。

6 鍍鋅架空保溫管保溫層發(fā)泡工藝

鍍鋅架空保溫管保溫層是把白料(聚醚多元醇)和黑料(異氰酸酯)進行化學(xué)聚合反應(yīng)作用下，形成的保溫泡沫塑料，并形成具有一定密度、一定強度、低導(dǎo)熱率，并耐一定溫度的高分子材料。

鍍鋅架空保溫管保溫層發(fā)泡需在恒定室溫下進行；對原料、工作鋼管、鍍鋅外護管、模具加熱；按配方比例將各化學(xué)原料進行混合、攪拌，通過高壓發(fā)泡設(shè)備注入鍍鋅外護管與工作鋼管的環(huán)型空腔中，進行化學(xué)反應(yīng)，定型、脫模、修整。

7 影響鍍鋅架空保溫管保溫層形成的因素

硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料保溫層質(zhì)量的優(yōu)劣受到下列工藝因素的影響。

7.1 環(huán)境溫度

工作環(huán)境和原料溫度的高低直接影響保溫層泡沫塑料的質(zhì)量。工作溫度以20 ℃～30 ℃為宜，原料溫度宜控制在(25±2)℃范圍內(nèi)。

環(huán)境溫度低，原料化學(xué)反應(yīng)慢，成型固化時間長；相反，溫度高，反應(yīng)速度快，成型固化時間短。為制得優(yōu)質(zhì)保溫泡沫塑料產(chǎn)品，適當(dāng)調(diào)劑原料的溫度或催化劑用量。

7.2 工作鋼管、鍍鋅外護管、模具溫度

發(fā)泡是化學(xué)反應(yīng)釋放出一定的熱量和氣體，在工作鋼管與鍍鋅外護管之間環(huán)型空腔中，順著管道的軸向、徑向相互拉扯、推擠、翻滾、爬行、回流抗擊，形成泡孔大小均勻的泡沫。

溫度高低直接影響反應(yīng)速度，泡沫發(fā)泡倍數(shù)率、密度及靠近工作鋼管、鍍鋅外護管、模具死泡的厚度；應(yīng)控制在40 ℃～60 ℃范圍內(nèi)。

7.3 固化溫度和時間

固化后，在一定環(huán)境溫度下放置的過程。其目的是進行充分的化學(xué)反應(yīng)，提高產(chǎn)品質(zhì)量。一般熟化時間約30 min～60 min，但應(yīng)放置24 h以上。固化熟化溫度越高，時間越短。因此，最好在恒定溫度下進行。

7.4 黑白料混合

黑白料在注料槍頭混合是一個很重要的因素?；旌系脑骄鶆颍芰吓菽菘准毭芫鶆?，混合不好，泡沫粗大，泡孔不均勻，局部塌泡現(xiàn)象，影響泡沫塑料產(chǎn)品質(zhì)量。

7.5 模具

由于發(fā)泡過程中產(chǎn)生一定的壓力，模具應(yīng)有足夠的強度。為了得到所要求的產(chǎn)品質(zhì)量，模具表面要光滑，設(shè)置相應(yīng)排氣孔。

7.6 發(fā)泡壓力

發(fā)泡壓力是很關(guān)鍵的參數(shù)。發(fā)泡成型過程中，發(fā)泡壓力是隨時間而變化的。反應(yīng)原料注入后，壓力逐漸上升，達到最高值后，逐漸降低。

8 鍍鋅架空保溫管用途

隨著城鎮(zhèn)的發(fā)展，環(huán)境保護力度的加大，為適應(yīng)遠距離、大溫差、不同地形地貌的輸送形式，同時，也可不同介質(zhì)，如：熱水、蒸汽、燃氣、石油等。鍍鋅架空保溫管適用于戶外架空、橋梁、隧道、地溝、城市管廊中的鋪設(shè)。