大直徑聚氨酯保溫管保溫層原位維修施工關(guān)鍵 技術(shù)淺述

本工程為管網(wǎng)供熱管線保溫層損壞后的維修改造，該供熱管道管徑DN1?200，鋼管采用螺旋埋弧焊鋼管，材質(zhì)為Q235B，外保護(hù)套為高密度聚乙烯，保溫層為硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料。因當(dāng)時(shí)施工時(shí)恰逢冬季施工，且該地段地下水位較高，局部聚氨酯管皮補(bǔ)口不嚴(yán)密致使地下水侵入保溫層，供熱后在高溫高濕環(huán)境下管道外保溫層快速老化變形，嚴(yán)重影響此供熱管網(wǎng)的安全及正常使用。項(xiàng)目部研究決定采用大直徑聚氨酯保溫管保溫層原位維修技術(shù)進(jìn)行修復(fù)的施工方案，該技術(shù)改變了傳統(tǒng)直接將損壞的保溫管切割進(jìn)行更換的施工方法，有效節(jié)約了更換新供熱管道的材料成本，節(jié)省切割焊接大管道的抽水耽擱時(shí)間，并且不改變?cè)峁艿腊惭b預(yù)熱后的應(yīng)力狀態(tài)，保證了原供熱管道安全高效的運(yùn)行。1、工藝特點(diǎn)1.1

不切斷原供熱管道，僅對(duì)損壞的保溫層進(jìn)行拆除和重做，不改變?cè)峁艿涝瓉戆惭b預(yù)熱后的整體應(yīng)力狀態(tài)。1.2

可以快速對(duì)管道保溫?fù)p壞部位進(jìn)行修復(fù)，省掉拆除更換管道及排放管內(nèi)軟化水等多項(xiàng)煩瑣耗時(shí)工序。1.3

聚乙烯保溫管皮接縫處全部采用熱熔焊接密封，然后用接口熱熔套補(bǔ)強(qiáng)，防止地下水浸入保溫層。1.4

高水位地區(qū)溝槽管腔回填采取石硝回填，管道沉降量顯著降低，從而減少供熱管道回填后的不均勻沉降，縮短回填時(shí)間。2、適用范圍北方大部分地區(qū)采用電廠余熱利用，大多數(shù)都采用熱電聯(lián)供，尤其在地下水位高的地區(qū)，供熱保溫管道保溫層因地下水浸入損壞的情況基本可以采用本技術(shù)維修，同時(shí)本技術(shù)還適用于對(duì)已焊接成型的螺旋鋼管的保溫以及供熱、供水等大直徑直埋管道保溫層損壞后的維修改造。3、工藝原理大直徑聚氨酯保溫管保溫層原位維修技術(shù)，系拆除原供熱管道已損壞的保溫層，對(duì)螺旋鋼管進(jìn)行除銹、防腐，在螺旋鋼管表面按要求安裝支架，分段包裹聚乙烯管皮并對(duì)管皮接口進(jìn)行熱熔焊接、發(fā)泡注料,依次推進(jìn)直至完成整段管道保溫。4、施工工藝流程和操作要點(diǎn)4.1

工藝流程管道溝槽開挖→損壞保溫層及聚乙烯管皮拆除→螺旋鋼管除銹、防腐→固定支架安裝→聚乙烯管皮安裝固定、熱熔焊接→管皮端頭封堵→打包帶加固→高壓發(fā)泡機(jī)參數(shù)確定、注料發(fā)泡→回填壓實(shí)。4.2

工藝操作要點(diǎn)（1）管道溝槽開挖。溝槽開挖前，應(yīng)在疑似管道保溫層損壞位置先挖探坑，確定管道位置及走向。溝槽開挖時(shí)保證基槽開挖符合規(guī)范要求，保溫管中間和管底土方應(yīng)人工開挖，同時(shí)在地下水位較高的區(qū)域，需要做降水和進(jìn)一步的地基處理，保證干槽施工。（2）損壞保溫層及管皮拆除。拆除供熱管道損壞的保溫層及聚乙烯管皮，并將管道剩余完好部分的聚乙烯管皮和保溫層的端頭沿徑向切割整齊。（3）螺旋鋼管除銹、防腐。螺旋鋼管除銹、防腐管道在保溫之前需要對(duì)螺旋鋼管做除污、除銹及防腐處理，以便發(fā)泡料與螺旋鋼管100%粘結(jié)。（4）固定支架安裝。在螺旋鋼管表面均勻分段捆扎安裝好支架，間距以0.8～1m為宜。支架要均勻分布在螺旋鋼管與聚乙烯外護(hù)管組成的環(huán)形空間內(nèi)，支架要有足夠的強(qiáng)度和數(shù)量,以保證保溫層厚度均勻。（5）聚乙烯管皮安裝固定、熱熔焊接。高密度聚乙烯外護(hù)管需要選用耐低溫、柔韌性非常好的聚乙烯材料制作，防止管皮在熱脹冷縮作用下開裂。在大直徑聚氨酯保溫管保溫層原位維修過程中聚乙烯外護(hù)管管皮所有接縫必須采用熱熔焊接，垂直于軸線方向接口焊縫，用接口電熱熔套補(bǔ)強(qiáng)，平行與軸線方向接口焊縫用熱縮帶密封。補(bǔ)強(qiáng)措施可防止注料發(fā)泡時(shí)聚氨酯混合料發(fā)泡膨脹力度過大將管皮焊縫漲裂。（6）管皮端頭封堵及密封。原位維修施工時(shí)，就位固定好的聚乙烯管皮一端與原供熱保溫管道的剩余完好部分管皮熱熔焊接，管皮的另一端則采用定型聚氨酯模塊固定在螺旋鋼管和管皮之間進(jìn)行封堵，定型聚氨酯模塊為廠家定制生產(chǎn)，可有效防止聚氨酯發(fā)泡料在注料時(shí)沿管皮側(cè)端溢出。DN1?200直徑的管道由6塊定型聚氨酯模塊組成堵料端，安裝時(shí)應(yīng)保證定型模塊與螺旋管和管皮之間拼縫嚴(yán)密。（7）打包帶加固。管皮外側(cè)每隔0.8～1m使用打包機(jī)將聚乙烯管皮用打包鐵皮固定牢固，防止外護(hù)管皮在注料發(fā)泡時(shí)脹裂。（8）高壓發(fā)泡機(jī)參數(shù)確定、注料發(fā)泡。注料前，聚乙烯管皮的一端與已發(fā)泡好保溫管管皮焊接，檢查確認(rèn)管皮另一端已用定型聚氨酯模塊封堵并固定牢固，在管皮中間正上方位置開注料孔。設(shè)定好高壓發(fā)泡機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)、聚氨酯組合料的比例及保溫管注料的注料量。注料量計(jì)算公式：π（R2-r2）×L×60kg/m3（R：聚乙烯管皮內(nèi)徑，r：鋼管外徑，L：保溫段長(zhǎng)度）。啟動(dòng)高壓發(fā)泡機(jī)，設(shè)備調(diào)試正常后開始注料，待發(fā)泡料從注料孔溢出時(shí)，立即用堵蓋將注料孔塞緊。保溫層的性能應(yīng)滿足GB50185-2010《工業(yè)設(shè)備及管道絕熱工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》關(guān)于泡沫結(jié)構(gòu)、泡沫密度、壓縮強(qiáng)度、吸水率、導(dǎo)熱系數(shù)等的規(guī)定。（9）溝槽回填壓實(shí)。溝槽回填應(yīng)分層夯填，管底20?cm至管頂20?cm范圍內(nèi)采用石硝回填，上部采用原土夯填，回填質(zhì)量應(yīng)符合GB50185-2010《工業(yè)設(shè)備及管道絕熱工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》及其他相關(guān)驗(yàn)收規(guī)范的要求。石硝不吸水，沉降量小，回填時(shí)能夠快速達(dá)到回填密實(shí)度，縮短回填時(shí)間，大幅降低原位維修供熱管道的局部不均勻沉降風(fēng)險(xiǎn)，保證管網(wǎng)運(yùn)行的安全性和耐久性。5

、效益分析以DN1?200聚氨酯保溫管100?m為例，傳統(tǒng)施工方法需要拆除更換新的DN1?200供熱保溫管道，使用電焊機(jī)、探傷設(shè)備、25?t起重機(jī)等多種機(jī)械設(shè)備，增加管道切割、吊運(yùn)、焊接、探傷、補(bǔ)口等多項(xiàng)施工工序，而采用大直徑聚氨酯保溫管保溫層原位維修技術(shù)比傳統(tǒng)施工方法節(jié)約資金約160?400元，節(jié)約工期約10～15d，且該方法基本不改變?cè)峁艿李A(yù)熱后的應(yīng)力狀態(tài)，極大地保證了原供熱管道安全高效的運(yùn)行。6、總結(jié)該技術(shù)改變了傳統(tǒng)直接更換保溫管道的施工方法，將工廠生產(chǎn)保溫管道的加工工藝與現(xiàn)場(chǎng)焊縫補(bǔ)口保溫技術(shù)相結(jié)合，形成新的溝槽內(nèi)原位保溫施工工藝。通過安裝固定支架保證保溫層均勻，利用熱熔焊槍焊接管皮接縫保證聚乙烯管皮防