聚氨酯直埋保溫管從里到外分三層結(jié)構(gòu)

一層：聚氨酯發(fā)泡保溫鋼管工作鋼管層 根據(jù)設(shè)計和客戶的要求一般選用無縫管(GB8163-87)螺旋焊管（GB9711-88;SY/T5038-92)和直縫焊管(GB3092-93)。鋼管表面經(jīng)過先進的拋丸除銹工藝處理后，鋼管除銹等級可達(dá)GB8923-1988標(biāo)準(zhǔn)中的Sa2級，表面粗糙度可達(dá)GB6060.5-88標(biāo)準(zhǔn)中R=12.5微米。  

二層：聚氨酯發(fā)泡保溫鋼管聚氨酯保溫層 用高壓發(fā)泡機在鋼管于外護層之間形成的空腔中一次性注入硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料原液而成。即俗稱的“管中管發(fā)泡工藝”。其作用一是防水，二是保溫，三是支撐熱網(wǎng)自重。當(dāng)輸送介質(zhì)溫度為：-50℃—120℃時，選用硬質(zhì)聚氨基脲酸酯泡沫塑料做保溫層。

三層：聚氨酯發(fā)泡保溫鋼管高密度聚乙烯保護層 預(yù)制成一定壁厚的黑色（黃色）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。  

聚氨酯直埋保溫管設(shè)有滲漏報警線，一旦管道某處發(fā)生滲漏，通過報警線的傳導(dǎo)，便可在專用檢測儀表上顯示出保溫管道滲水、漏水的準(zhǔn)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(wǎng)的安全運行。國內(nèi)生產(chǎn)的保溫管目前末設(shè)滲漏報警線，有待補上這一空白  

蒸汽管道直埋技術(shù)是一項涉及熱力學(xué)、材料力學(xué)、巖土力學(xué)、流體力學(xué)以及有機材料、無機材料、防腐、電化學(xué)等多學(xué)科的系統(tǒng)工程，而且投入生產(chǎn)后是動態(tài)運行，所以蒸汽管道直埋敷設(shè)與熱水管道直埋敷設(shè)相比較，技術(shù)復(fù)雜的多。據(jù)有關(guān)專家總結(jié)，直埋蒸汽管道通常有三大系統(tǒng)，十三個結(jié)點處理，每一項處理不當(dāng)，就會立即或即將造成工程事故，隱患性很大。篇幅所限，不能展開討論，下面僅對幾個關(guān)鍵技術(shù)提幾點參考意見，以期“拋磚引玉”。

2.1、關(guān)于保溫結(jié)構(gòu)計算

2.1.1、蒸汽管道直埋敷設(shè)與架空、地溝敷設(shè)傳熱狀態(tài)不同，架空敷設(shè)是向無限空間傳熱，地溝敷設(shè)是熱介質(zhì)通過保溫材料、流動空氣層、溝壁等以不同傳熱狀態(tài)向周圍土壤傳熱，而直埋敷設(shè)，簡化講熱介質(zhì)是向周圍土壤按一維穩(wěn)態(tài)傳熱，土壤可視為保溫結(jié)構(gòu)一部分。以目前國內(nèi)常用的內(nèi)滑動式復(fù)合結(jié)構(gòu)蒸汽保溫管為例，計算過程中首先應(yīng)劃定三個界面溫度。

         環(huán)氧粉末防腐技術(shù)，是將環(huán)氧樹脂添加助劑和固化劑千燥固化，然后粉碎成粉末，再經(jīng)200℃以上溫度噴涂、固化在拋丸除銹后的鋼表面上，結(jié)成不小于400om的防腐層。由于它與鋼鐵表面具有牢固的結(jié)合力、高機械強度和耐沖擊性，良好的耐蝕、耐磨性能、耐化學(xué)腐蝕、耐土壤應(yīng)力、抗陰極剝離、良好的阻止氧氣滲透性能，并且價格較便宜等優(yōu)點，是城市管網(wǎng)輸水、輸氣、輸油等管線和橋梁碼頭鋼管樁等產(chǎn)品防腐蝕的最佳選擇。

         環(huán)氧粉末起到了推動作用

         (1)熔結(jié)環(huán)氧粉末防腐技術(shù)在上海長江大橋工程上的成功應(yīng)用，開創(chuàng)了我國大口徑鋼管樁外防腐熔結(jié)環(huán)氧粉末涂敷技術(shù)應(yīng)用的先例。其涂敷工藝填補了大口徑鋼管樁外防腐熔結(jié)環(huán)氧粉末涂敷生產(chǎn)技術(shù)的空白，并成功地應(yīng)用于上海青草砂水源工程DN36OO埋地鋼管的防腐蝕施工，取得了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。

         (2)大口徑鋼管樁熔結(jié)環(huán)氧粉末涂敷，實現(xiàn)了工廠化和自動化，避免了人為、天氣等因素，涂敷質(zhì)量一次合格率達(dá)100腸，明顯優(yōu)于其他工藝的涂敷質(zhì)量。

         (3)通過大口徑鋼管樁的熔結(jié)環(huán)氧粉末涂敷技術(shù)的應(yīng)用，確保了防腐成本的經(jīng)濟性，并積累了管理和涂敷技術(shù)經(jīng)驗，具備了在我國橋梁、水運工程基礎(chǔ)鋼管樁及其它市政公用事業(yè)中進一步推廣與應(yīng)用的條件。

陰極保護和防腐層的聯(lián)合應(yīng)用，可使地下或水下金屬結(jié)構(gòu)獲得最經(jīng)濟和有效保護。通常在使用前涂覆防護涂層，以便將金屬與電介質(zhì)環(huán)境電絕緣隔離，良好的防腐層可以保護構(gòu)筑物99%以上的外表面不受腐蝕。管道的防腐層在生產(chǎn)、運輸與施工中，無法絕對保證不受到任何損壞(補口處涂層、涂層致密度、涂層針孔等)，因此不可能將管道與腐蝕環(huán)境完全隔離。而且用于防腐絕緣層的各種材料，都不同程度上具有吸水和透氣性，因此埋地后會逐步吸水。要維持有效的防腐，就必需同時采取陰極保護即聯(lián)合保護。管道聯(lián)合保護時對厚涂層(厚度>1mm)，應(yīng)選取保護電位-1.10～-1.15V(CSE)，對薄涂層(厚度≤1mm)取保護電位-1.05～-1.10V(CSE)。同時考慮土壤成分、濕度、溫度、涂層種類、涂敷質(zhì)量以及微生物等，適當(dāng)調(diào)整保護電位，既保護了管道又不破壞防腐涂層。采用極化電流評價不同環(huán)境的腐蝕更為有效?！氨Ｗo”在這里是一個重要概念，哪么防腐環(huán)氧粉末涂料有何“保護”?這位專家作了詳細(xì)解答。

涂層陰極剝離對涂層有破壞性作用，實際埋地鋼質(zhì)管道運行中最佳保護電位如何選定，陰極保護防腐層(3PE防腐層，底層是熔結(jié)環(huán)氧粉末)脫落原因值得探討。關(guān)于最佳保護電位。國外學(xué)者研究腐蝕和陰極保護情形下的電流一電位曲線，發(fā)現(xiàn)劇烈放氫反應(yīng)電位為-1.15V。據(jù)查馬來西亞、勞埃德船級社、殼牌公司都規(guī)定最大保護電位-1.1V極限值取-1.15V;德國標(biāo)準(zhǔn)DIN30676-19853.1節(jié)規(guī)定：在薄涂層(厚度<1mm)被用于腐蝕防護的情況下，由于極化會產(chǎn)生相反影響例如水泡的形成，為了使影響減至最小，應(yīng)把保護電位范圍限定為涂層的函數(shù)，如使用最大保護電位-1.00～-1.20V(相對CSE)。國外專著提到造成涂層破壞的電位受許多因素的影響，包括土壤成分、濕度、溫度、涂層種類、涂敷質(zhì)量以及微生物等，工業(yè)上普遍認(rèn)為應(yīng)避免斷電電位負(fù)于-1.05～-1.10V(CSE)(注：美國普遍使用熔結(jié)環(huán)氧粉末涂層)。還介紹了陰極過保護導(dǎo)致防腐層(3PE防腐層，底層是熔結(jié)環(huán)氧粉末)脫落的機理。

涂層種類、濕度、溫度等決定著涂層吸水率，在同等條件下涂層厚度與涂層的抗?jié)B透能力成函數(shù)關(guān)系。有研究表明交聯(lián)的環(huán)氧樹脂會形成一定量的孔道，這些孔道為水分子進入環(huán)氧樹脂提供了渠道。溶液從孔道進入到達(dá)涂層/金屬界面，在界面處與金屬反應(yīng)生成腐蝕產(chǎn)物膜，這層腐蝕產(chǎn)物膜阻止了金屬與溶液的反應(yīng)，所以涂層電阻逐漸減小。隨著越來越多的腐蝕性離子到達(dá)界面，這層腐蝕產(chǎn)物膜逐漸被破壞、腐蝕加劇，最終導(dǎo)致環(huán)氧涂層剝離起鼓。熔結(jié)環(huán)氧粉末涂料固化物仍含有豐富的醚基和羥基，這些活性官能團與管道面層由化學(xué)鍵牢固地粘結(jié)在一起形成防腐涂層。由于涂層補口、致密性或針孔等原因，涂層都不同程度的具有吸水和透氣性，如果陰極保護過度，產(chǎn)生陰極析氫，隨著活潑氫原子的累積，到一定程度，氫會與醚基和羥基反應(yīng)，從而破壞了涂層與鋼管的粘結(jié)力，導(dǎo)致粘結(jié)力消失。結(jié)果是涂層從鋼管脫落。