柔性塑料保温管及其生产技术

柔性塑料保温管及其生产技术摘要：柔性塑料保温管，其技术在生产过程中的有效实施，可以使管道生产质量的可控性得到提高，拓宽柔性塑料保温管的工程应用范围，以保持暖通空调以及给排水工程的生产水平;另外，应用新的生产理念，可降低传统柔性塑料保温管的生产成本，显著延长管道使用年限。关键词：柔性；塑料保温管；生产技术柔性管道由于其运行的灵活性，逐渐出现在人们的视野中。柔性管道安装简单，如建筑物间的管道连接可通过管道弯曲绕过障碍物来实现，因此无需进行管道预规划。柔性管道能几百米连续铺设，因此所需接头少，从而避免了管道连接时间和后续填缝，最终在降低成本基础上有效完成管道铺设。同时，柔性管道敷设只需狭窄的沟槽，这也意味着降低了挖掘成本，尤其是对小管径管道，能在很大程度上节约成本。一、柔性复合管的设计1、介质管薄壁钢管和软铜管。作为一种介质管，钢管具有良好的耐热性，但耐腐蚀性较差，如isoflex及isowell管道。isoflex柔性保温管介质管由薄壁P195GH、1.0348合金钢管组成，焊接精密，内表面光滑。合金钢管采用气焊，如钨极惰性气体保护焊。保温管的耐热温度可达130°C，最大工作压强可达2.5MPa，最大许用环应力可达150N/mm2。isowell的最大管径可达140mm，介质管采用直缝焊螺旋波纹状1.4404不锈钢管，钢管主要通过法兰热缩套连接，最大限制温度为140C，最大使用压力为2.5MPa。软铜管。与钢管一样，软铜的突出优点是具有较好的耐热性，但环应力低于钢管。例如，柔性管道isocu的介质管由冷成型无缝软铜管组成，焊接方法为毛细管焊接配件或压力焊接配件。管道最大管径为90mm，耐热温度可达130°C,运行压强2.5MPa，最大环应力可达110N/mm2。交联聚乙烯(PEX)。采用交联聚乙烯作为复合保温管的介质管，具有优良的耐化学腐蚀性及耐水腐蚀性，但耐热温度较低。例如，柔性管道isopex的最大管径为250mm，运行温度为90C，运行压力为0.06MPa(热水管/污水管)。国外市场上常用的柔性管介质管是耐腐蚀效果最佳的PEX，在我国，由于人口众多，尤其是小区建筑群庞大，需大管径保温管来满足需求，所以基本上采用直管钢管复合保温管。2、保温层。柔性管保温材料的选择是聚氨酯泡沫，通常有三种环保泡沫体系，即零臭氧消耗与零全球变暖潜能值，包括水和异氤酸酯反应生成二氧化碳发泡全水发泡体系、二氧化碳和物理发泡剂HFCs同时发泡聚氨酯的HFCs/水双发泡体系、二氧化碳和物理发泡剂环戊烷发泡聚氨酯的环戊烷/水双发泡体系。为确保柔性保温管的保温层在盘卷和安装中不会与介质管和夹克管分离，所需的聚氨酯泡沫体系必须具有较高的柔韧性，此外，对温度低于95C长期使用的PEX管，耐热性为95C的保温材料能满足需求，但对于通常使用铜或钢管作为介质管且工作温度高达130C的管道系统，泡沫材料需更高的耐热性。因此，鉴于硬质聚氨酯泡沫柔韧性用耐热性不能同时满足的缺陷，需对发泡体系进行新的调整，例如新一代半柔质多元醇泡沫体系配方，由长链与短链多元醇独特组合而成的泡沫具有高耐热性及高柔韧性，同时，为克服半柔质泡沫入老化速度过快的缺陷，在体系配方中进一步进行了研发，抓住长链与短链多元醇间的平衡能延缓气体扩散关键点，因此研发了延缓半柔质泡沫体系入老化配方。表1为Huntsman的半柔质泡沫体系，DaltofoamTE44200及DaltofoamTE44203，两个体系按配方配制多元醇混合物，即聚醚多元醇、水、硅氧烷表面活性剂，形成水吹塑泡沫。生成的泡沫适用于连续法软质聚氨酯预制保温管的生产。DaltofoamTE44203高抗压强度使其更适用于大管径管道，而DaltofoamTE44200更适用于小管径管道。DaliofoamTE44200DeItofoamTE44203理■法谨掘长反逐茨宣20P副三时1'三LO113035kg/cnraa575-6匚您逐宓Jigcm56!64柔韧性16UkPaS50970杭g里宣kPa21026Q%<S<S闭孔里%>90>90r143HI3、 阻隔层。为避免聚氨酯发泡中的气体交换，通常在保温层和夹克管间设置防扩散阻隔层。阻隔层通常用于连续浇筑法生产工艺中，因其能保证整个生产中泡沫的低热量损失，从而形成结构稳定的泡沫保温层。阻隔层材料可是塑料薄膜或金属箔，例如，在isoflex及isowell等柔性保温管生产工艺中，采用PE电晕处理后的PE铝箔层，能达到100%密封阻隔效果。4、 夹克管。由于PE材料受天气影响小，具有良好的抗紫外线线性，并能抵御土壤中几乎所有化合物的腐蚀，因此它是所有国家和国际标准中提到的唯一合适的夹克管材料。聚乙烯作为柔性管的夹克层，表面均匀光滑。生产中，高弹性热塑性低密度聚乙烯连续挤压在聚氨酯泡沫层表面形成夹克层，该夹克管表面光滑，柔韧性好，保温效果好，如用于isoplus的夹克管导热系数入PE为0.35W/(m・K)。二、柔性聚氨酯塑料保温管生产技术柔性保温管作为一种管中管系统，其生产技术包括间歇法及连续法。其中，间歇法成本低，可生产各种尺寸的管道，通常用于直管柔性管，不适合大规模生产。当前，应用较多的间歇法生产方法为浇筑法，生产的管道长度最大仅为16m，生产工艺是在介质管与夹克管间略微倾斜的水平空腔中浇注聚氨酯泡沫，稍微倾斜能使泡沫发泡密度分布更均匀，浇筑法生产工艺设备简单，易于操作，缺点是倾斜度使发泡扩张距离过大，不易获得最佳结构。与间歇法相比，连续法优点是不限制管道生产长度，因此特别适用于盘卷柔性管的生产，能以相对较低的成本实现快速稳定的生产，同时需要较低的填充密度及套管厚度，能有效控制材料成本。因此，当前大型管材制造商采用连续法生产大量相同管径管道。缺点是改变管径及保温层厚度时，与间歇法相比，需更冗长的操作时间和更高的技术成本。连续法生产包括：第一阶段是通过模具、倾倒或喷涂将泡沫管填充到介质管上，第二阶段通过挤压或卷绕在泡沫上形成夹克层，然后利用真空冷却来切割所需长度的管道。在连续法生产柔性塑料保温管时，需克服难点为：一是由于工厂场地的限制，介质管需盘管，因此管径有限；二是对聚氨酯泡沫发泡体系的要求更加严格，在介质管连续工作条件下，必须保证泡沫层的均匀稳定形成。常用的连续法泡沫保温管生产工艺有连续浇筑法及连续喷涂法，其中，连续浇筑法多了一层阻隔层，也就是说，当泡沫填充到介质管上时，从盘卷中退出带状金属或塑料薄膜卷绕在介质管上，为相应厚度的保温层留出空间，形成密封阻隔层，连续浇筑法与连续喷涂法的生产工艺流程，见图1。图1综上所述，聚氨酯泡沫保温管主要用于区域供暖供冷，但在国内，人口众多，小区结构复杂，为赢得市场，柔性聚氨酯保温管先要不断开发大尺寸保温管，并将聚氨酯泡沫长期耐热性提高到180°C，若温度达到此范围，聚氨酯可替代玻璃泡沫、矿棉或目前使用的其它无机保温材料。做到上述要求后，柔性管时间及成本节约性将使其得到更广泛的