聚氨酯保温钢管的主要构成部分有哪些 聚氨酯保温钢管的工作原理介绍

一、聚氨酯保温钢管的主要构成部分有哪些

聚氨酯保温钢管的主要构成部分包括三层：工作钢管、聚氨酯保温层以及高密度聚乙烯（或玻璃钢等）外护管。

1、工作钢管：这是聚氨酯保温钢管的内层，负责输送流体介质，如热水、蒸汽、石油等。它通常由无缝钢管或螺旋焊接钢管制成，材质和规格根据输送介质的特性和使用要求来确定。

2、聚氨酯保温层：这是位于工作钢管和外护管之间的中间层，由聚氨酯泡沫塑料构成。聚氨酯泡沫塑料具有优良的保温隔热性能，能够有效地减少热量损失，提高能源利用效率。同时，它还具有较好的防水、防潮和防腐性能，能够保护工作钢管免受外界环境的侵蚀。

3、高密度聚乙烯（或玻璃钢等）外护管：这是聚氨酯保温钢管的外层，用于保护保温层和工作钢管免受机械损伤、紫外线辐射和恶劣天气的影响。高密度聚乙烯外护管通常具有良好的耐腐蚀性、耐候性和机械强度，能够确保聚氨酯保温钢管在长期使用过程中的稳定性和可靠性。在某些特殊场合，如需要更高的机械强度或耐腐蚀性能时，也可以采用玻璃钢等其他材料作为外护管。

二、聚氨酯保温钢管的工作原理介绍

聚氨酯保温钢管的工作原理主要涉及以下几个方面：

1、保温层的隔热作用

聚氨酯保温钢管的核心部分是中间的聚氨酯保温层。聚氨酯是一种高分子材料，具有极低的热导率。当管道内输送热介质（如热水、蒸汽等）时，聚氨酯保温层能够有效地阻止热量向外部环境传递。

热传递主要有三种方式：传导、对流和辐射。聚氨酯保温层通过以下方式减少这三种热传递：

（1）热传导方面：聚氨酯的分子结构紧密，其内部的热传导路径复杂且长，使得热传导效率极低。热量在通过工作钢管向外部传递时，聚氨酯保温层能够极大地阻碍热传导的进行。

（2）热对流方面：由于聚氨酯保温层是固体材料，不存在流体流动，因此可以有效阻止热对流的发生。即使在外部环境存在空气或其他流体的情况下，保温层也能防止管道内的热介质与外部流体之间发生热对流。

（3）热辐射方面：聚氨酯材料对热辐射也有一定的阻挡作用。它能够吸收和反射一部分热辐射，减少热量以辐射方式向外部散发。

2、外护管的保护作用

外护管通常采用聚乙烯或玻璃钢等材料，其主要作用是保护聚氨酯保温层和工作钢管。

（1）防水作用：外护管具有良好的防水性能，能够防止地下水、雨水等外部水分渗入保温层。如果水分进入保温层，会降低保温效果，甚至可能导致保温层损坏。外护管的紧密结构和良好的密封性可以有效地阻止水分的侵入。

（2）耐腐蚀作用：在不同的使用环境中，可能会存在各种腐蚀性物质，如土壤中的酸碱物质、空气中的化学污染物等。外护管能够抵御这些腐蚀性物质的侵蚀，保护内部的工作钢管和保温层。聚乙烯外护管具有耐化学腐蚀的特性，而玻璃钢外护管则具有更强的耐腐蚀性能。

（3）机械保护作用：在施工和使用过程中，管道可能会受到外力的撞击、挤压等。外护管能够为内部的工作钢管和保温层提供机械保护，防止管道受到损坏。外护管具有一定的强度和韧性，能够承受一定程度的外力作用。

3、工作钢管的输送作用

工作钢管是聚氨酯保温钢管的内层，主要负责输送热介质。工作钢管通常采用无缝钢管、螺旋钢管或直缝钢管等，具有良好的耐压性能和密封性。

（1）热介质输送：当热介质（如热水、蒸汽等）在工作钢管内流动时，工作钢管能够承受热介质的压力，并将热介质输送到需要的地方。工作钢管的材质和壁厚根据输送介质的压力、温度等参数进行选择，以确保管道的安全运行。

（2）热量传递的起点：热介质在工作钢管内携带的热量是整个保温钢管系统热量的来源。工作钢管的表面温度较高，热量通过工作钢管的壁面向外传递，然后被聚氨酯保温层阻挡，从而实现保温的目的。

三、聚氨酯保温钢管常见参数

其常见参数涉及多个方面，主要包括材料性能、结构尺寸、保温性能和使用条件等。以下是对这些参数的详细归纳：

1、材料性能

（1）钢管材质：聚氨酯保温钢管的钢管部分常采用无缝钢管、螺旋钢管或电焊钢管，材质通常为20#钢或Q235钢，执行标准包括GB/T8163、GB/T9711等。

（2）保温层材料：保温层为硬质聚氨酯泡沫塑料，具有优良的保温隔热性能。其性能指标如密度、导热系数、闭孔率、吸水率等均有严格要求，例如密度通常为30-60kg/m³（或40-70kg/m³），导热系数一般为0.016-0.027W/（m·K）（或0.16-0.27W/mhkc21/m·hC），闭孔率≥88%（或93%），吸水率较低。

（3）外护管材料：高密度聚乙烯（HDPE）是常见的外护管材料，其性能指标如密度、炭黑含量、导热系数、热膨胀系数、熔融指数、拉伸强度、断裂伸长率、耐环境应力开裂等均需符合相关标准。例如，密度≥950kg/m³（20），炭黑含量2.5%±0.5%（质量百分比），导热系数0.43W/（m·），热膨胀系数180×10-6/等。

2、结构尺寸

（1）管径范围：聚氨酯保温钢管的管径范围广泛，一般从DN20到DN1200不等，可根据用户要求。

（2）保温层厚度：保温层厚度根据保温要求确定，一般需保证管道在特定条件下的热损失在允许范围内。

（3）外护管尺寸：外护管尺寸根据钢管尺寸和保温层厚度确定，确保外护管能够紧密包覆在保温层和钢管外部。

3、保温性能

（1）导热系数：保温层的导热系数是评估其保温性能的重要指标，低导热系数意味着更好的保温效果。

（2）闭孔率：闭孔率反映了保温层中闭孔的比例，高闭孔率有助于减少空气对流和热传导，提高保温性能。

（3）吸水率：低吸水率意味着保温层在潮湿环境下仍能保持较好的保温性能，避免因吸水导致热损失增加。

4、使用条件

（1）使用温度：聚氨酯保温钢管的使用温度范围较广，一般可在-196至 120之间使用（注意不同来源给出的温度范围可能有所不同）。

（2）连续运行温度和峰值运行温度：连续运行温度一般不超过140，峰值运行温度一般不超过150。

（3）使用寿命：聚氨酯保温钢管的使用寿命较长，一般可达30年以上（保温层及外护层），但工作钢管的使用寿命与水质等因素有关。