柔性塑料保溫管及其生產(chǎn)技術(shù)

柔性塑料保溫管及其生產(chǎn)技術(shù)摘要：柔性塑料保溫管，其技術(shù)在生產(chǎn)過(guò)程中的有效實(shí)施，可以使管道生產(chǎn)質(zhì)量的可控性得到提高，拓寬柔性塑料保溫管的工程應(yīng)用范圍，以保持暖通空調(diào)以及給排水工程的生產(chǎn)水平;另外，應(yīng)用新的生產(chǎn)理念，可降低傳統(tǒng)柔性塑料保溫管的生產(chǎn)成本，顯著延長(zhǎng)管道使用年限。關(guān)鍵詞：柔性；塑料保溫管；生產(chǎn)技術(shù)柔性管道由于其運(yùn)行的靈活性，逐漸出現(xiàn)在人們的視野中。柔性管道安裝簡(jiǎn)單，如建筑物間的管道連接可通過(guò)管道彎曲繞過(guò)障礙物來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此無(wú)需進(jìn)行管道預(yù)規(guī)劃。柔性管道能幾百米連續(xù)鋪設(shè)，因此所需接頭少，從而避免了管道連接時(shí)間和后續(xù)填縫，最終在降低成本基礎(chǔ)上有效完成管道鋪設(shè)。同時(shí)，柔性管道敷設(shè)只需狹窄的溝槽，這也意味著降低了挖掘成本，尤其是對(duì)小管徑管道，能在很大程度上節(jié)約成本。一、柔性復(fù)合管的設(shè)計(jì)1、介質(zhì)管薄壁鋼管和軟銅管。作為一種介質(zhì)管，鋼管具有良好的耐熱性，但耐腐蝕性較差，如isoflex及isowell管道。isoflex柔性保溫管介質(zhì)管由薄壁P195GH、1.0348合金鋼管組成，焊接精密，內(nèi)表面光滑。合金鋼管采用氣焊，如鎢極惰性氣體保護(hù)焊。保溫管的耐熱溫度可達(dá)130°C，最大工作壓強(qiáng)可達(dá)2.5MPa，最大許用環(huán)應(yīng)力可達(dá)150N/mm2。isowell的最大管徑可達(dá)140mm，介質(zhì)管采用直縫焊螺旋波紋狀1.4404不銹鋼管，鋼管主要通過(guò)法蘭熱縮套連接，最大限制溫度為140C，最大使用壓力為2.5MPa。軟銅管。與鋼管一樣，軟銅的突出優(yōu)點(diǎn)是具有較好的耐熱性，但環(huán)應(yīng)力低于鋼管。例如，柔性管道isocu的介質(zhì)管由冷成型無(wú)縫軟銅管組成，焊接方法為毛細(xì)管焊接配件或壓力焊接配件。管道最大管徑為90mm，耐熱溫度可達(dá)130°C,運(yùn)行壓強(qiáng)2.5MPa，最大環(huán)應(yīng)力可達(dá)110N/mm2。交聯(lián)聚乙烯(PEX)。采用交聯(lián)聚乙烯作為復(fù)合保溫管的介質(zhì)管，具有優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性及耐水腐蝕性，但耐熱溫度較低。例如，柔性管道isopex的最大管徑為250mm，運(yùn)行溫度為90C，運(yùn)行壓力為0.06MPa(熱水管/污水管)。國(guó)外市場(chǎng)上常用的柔性管介質(zhì)管是耐腐蝕效果最佳的PEX，在我國(guó)，由于人口眾多，尤其是小區(qū)建筑群龐大，需大管徑保溫管來(lái)滿足需求，所以基本上采用直管鋼管復(fù)合保溫管。2、保溫層。柔性管保溫材料的選擇是聚氨酯泡沫，通常有三種環(huán)保泡沫體系，即零臭氧消耗與零全球變暖潛能值，包括水和異氤酸酯反應(yīng)生成二氧化碳發(fā)泡全水發(fā)泡體系、二氧化碳和物理發(fā)泡劑HFCs同時(shí)發(fā)泡聚氨酯的HFCs/水雙發(fā)泡體系、二氧化碳和物理發(fā)泡劑環(huán)戊烷發(fā)泡聚氨酯的環(huán)戊烷/水雙發(fā)泡體系。為確保柔性保溫管的保溫層在盤(pán)卷和安裝中不會(huì)與介質(zhì)管和夾克管分離，所需的聚氨酯泡沫體系必須具有較高的柔韌性，此外，對(duì)溫度低于95C長(zhǎng)期使用的PEX管，耐熱性為95C的保溫材料能滿足需求，但對(duì)于通常使用銅或鋼管作為介質(zhì)管且工作溫度高達(dá)130C的管道系統(tǒng)，泡沫材料需更高的耐熱性。因此，鑒于硬質(zhì)聚氨酯泡沫柔韌性用耐熱性不能同時(shí)滿足的缺陷，需對(duì)發(fā)泡體系進(jìn)行新的調(diào)整，例如新一代半柔質(zhì)多元醇泡沫體系配方，由長(zhǎng)鏈與短鏈多元醇獨(dú)特組合而成的泡沫具有高耐熱性及高柔韌性，同時(shí)，為克服半柔質(zhì)泡沫入老化速度過(guò)快的缺陷，在體系配方中進(jìn)一步進(jìn)行了研發(fā)，抓住長(zhǎng)鏈與短鏈多元醇間的平衡能延緩氣體擴(kuò)散關(guān)鍵點(diǎn)，因此研發(fā)了延緩半柔質(zhì)泡沫體系入老化配方。表1為Huntsman的半柔質(zhì)泡沫體系，DaltofoamTE44200及DaltofoamTE44203，兩個(gè)體系按配方配制多元醇混合物，即聚醚多元醇、水、硅氧烷表面活性劑，形成水吹塑泡沫。生成的泡沫適用于連續(xù)法軟質(zhì)聚氨酯預(yù)制保溫管的生產(chǎn)。DaltofoamTE44203高抗壓強(qiáng)度使其更適用于大管徑管道，而DaltofoamTE44200更適用于小管徑管道。DaliofoamTE44200DeItofoamTE44203理■法謹(jǐn)掘長(zhǎng)反逐茨宣20P副三時(shí)1'三LO113035kg/cnraa575-6匚您逐宓Jigcm56!64柔韌性16UkPaS50970杭g里宣kPa21026Q%<S<S閉孔里%>90>90r143HI3、 阻隔層。為避免聚氨酯發(fā)泡中的氣體交換，通常在保溫層和夾克管間設(shè)置防擴(kuò)散阻隔層。阻隔層通常用于連續(xù)澆筑法生產(chǎn)工藝中，因其能保證整個(gè)生產(chǎn)中泡沫的低熱量損失，從而形成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的泡沫保溫層。阻隔層材料可是塑料薄膜或金屬箔，例如，在isoflex及isowell等柔性保溫管生產(chǎn)工藝中，采用PE電暈處理后的PE鋁箔層，能達(dá)到100%密封阻隔效果。4、 夾克管。由于PE材料受天氣影響小，具有良好的抗紫外線線性，并能抵御土壤中幾乎所有化合物的腐蝕，因此它是所有國(guó)家和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中提到的唯一合適的夾克管材料。聚乙烯作為柔性管的夾克層，表面均勻光滑。生產(chǎn)中，高彈性熱塑性低密度聚乙烯連續(xù)擠壓在聚氨酯泡沫層表面形成夾克層，該夾克管表面光滑，柔韌性好，保溫效果好，如用于isoplus的夾克管導(dǎo)熱系數(shù)入PE為0.35W/(m?K)。二、柔性聚氨酯塑料保溫管生產(chǎn)技術(shù)柔性保溫管作為一種管中管系統(tǒng)，其生產(chǎn)技術(shù)包括間歇法及連續(xù)法。其中，間歇法成本低，可生產(chǎn)各種尺寸的管道，通常用于直管柔性管，不適合大規(guī)模生產(chǎn)。當(dāng)前，應(yīng)用較多的間歇法生產(chǎn)方法為澆筑法，生產(chǎn)的管道長(zhǎng)度最大僅為16m，生產(chǎn)工藝是在介質(zhì)管與夾克管間略微傾斜的水平空腔中澆注聚氨酯泡沫，稍微傾斜能使泡沫發(fā)泡密度分布更均勻，澆筑法生產(chǎn)工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，易于操作，缺點(diǎn)是傾斜度使發(fā)泡擴(kuò)張距離過(guò)大，不易獲得最佳結(jié)構(gòu)。與間歇法相比，連續(xù)法優(yōu)點(diǎn)是不限制管道生產(chǎn)長(zhǎng)度，因此特別適用于盤(pán)卷柔性管的生產(chǎn)，能以相對(duì)較低的成本實(shí)現(xiàn)快速穩(wěn)定的生產(chǎn)，同時(shí)需要較低的填充密度及套管厚度，能有效控制材料成本。因此，當(dāng)前大型管材制造商采用連續(xù)法生產(chǎn)大量相同管徑管道。缺點(diǎn)是改變管徑及保溫層厚度時(shí)，與間歇法相比，需更冗長(zhǎng)的操作時(shí)間和更高的技術(shù)成本。連續(xù)法生產(chǎn)包括：第一階段是通過(guò)模具、傾倒或噴涂將泡沫管填充到介質(zhì)管上，第二階段通過(guò)擠壓或卷繞在泡沫上形成夾克層，然后利用真空冷卻來(lái)切割所需長(zhǎng)度的管道。在連續(xù)法生產(chǎn)柔性塑料保溫管時(shí)，需克服難點(diǎn)為：一是由于工廠場(chǎng)地的限制，介質(zhì)管需盤(pán)管，因此管徑有限；二是對(duì)聚氨酯泡沫發(fā)泡體系的要求更加嚴(yán)格，在介質(zhì)管連續(xù)工作條件下，必須保證泡沫層的均勻穩(wěn)定形成。常用的連續(xù)法泡沫保溫管生產(chǎn)工藝有連續(xù)澆筑法及連續(xù)噴涂法，其中，連續(xù)澆筑法多了一層阻隔層，也就是說(shuō)，當(dāng)泡沫填充到介質(zhì)管上時(shí)，從盤(pán)卷中退出帶狀金屬或塑料薄膜卷繞在介質(zhì)管上，為相應(yīng)厚度的保溫層留出空間，形成密封阻隔層，連續(xù)澆筑法與連續(xù)噴涂法的生產(chǎn)工藝流程，見(jiàn)圖1。圖1綜上所述，聚氨酯泡沫保溫管主要用于區(qū)域供暖供冷，但在國(guó)內(nèi)，人口眾多，小區(qū)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為贏得市場(chǎng)，柔性聚氨酯保溫管先要不斷開(kāi)發(fā)大尺寸保溫管，并將聚氨酯泡沫長(zhǎng)期耐熱性提高到180°C，若溫度達(dá)到此范圍，聚氨酯可替代玻璃泡沫、礦棉或目前使用的其它無(wú)機(jī)保溫材料。做到上述要求后，柔性管時(shí)間及成本節(jié)約性將使其得到更廣泛的