在现代化城市建设和工业生产中,地脉供暖系统(或称区域供热系统)因其高效、节能、环保的特点,已成为重要的基础设施。作为该系统的核心组成部分,供暖管道的保温性能直接决定了热能输送的效率与系统的运行成本。其中,聚氨酯埋地保温管凭借其卓越的保温性能、良好的机械强度和较长的使用寿命,成为当前地埋供暖管道的主流选择。
一、 聚氨酯埋地保温管的核心优势
- 卓越的保温性能:聚氨酯硬质泡沫塑料的导热系数极低,通常在0.018-0.024W/(m·K)之间,这意味着它能有效减少管道在埋地输送过程中的热量损失,节能效果显著。
- 优异的防水防腐性:聚氨酯泡沫闭孔率高,能有效阻隔水汽渗透。配合高密度聚乙烯(HDPE)外护管,构成了“钢管-保温层-保护壳”三位一体的紧密结构,使工作钢管与土壤中的水分和腐蚀性物质隔绝,大幅延长了管道的使用寿命,可达30年以上。
- 高强度与耐久性:HDPE外护管具有良好的机械强度和韧性,能承受土壤压力、地面载荷及一定的冲击,保护内部的保温层和钢管。其耐化学腐蚀和抗老化性能优越,适应各种复杂的地质环境。
- 施工便捷,综合效益高:工厂预制成型,保温层与外护管结合牢固,现场安装以热熔或电熔方式连接,接口处理可靠,大大缩短了工期,降低了现场施工的不确定性,全寿命周期成本低。
二、 关键施工工艺流程与技术要点
聚氨酯埋地保温管的施工质量是保障整个供热系统安全、高效、长期运行的关键,必须严格遵守规范。
- 施工前准备:
- 现场勘查:核实设计图纸,了解地下障碍物、地质水文情况。
- 材料检验:对进场的保温管、管件进行外观、尺寸及性能(如外护管密度、壁厚,保温层密度、厚度)核查,确保符合设计要求。
- 沟槽开挖:根据设计要求放线开挖。槽底应平整、夯实,无尖锐石块。管底通常需铺设砂垫层,厚度不小于100mm。
- 管道铺设与安装:
- 下管:采用柔性吊带等非金属吊具平稳下管,防止损坏外护管和保温层。严禁抛掷、拖拽。
- 管道连接:这是施工的核心环节。
- 工作钢管焊接:按照钢质管道焊接规范进行,确保焊缝质量,并进行无损检测。
- 外护管连接:通常采用专用热熔套或电熔套进行密封连接。施工前需清洁连接区域,确保热熔/电熔设备参数准确,加热均匀,冷却后形成与母材强度一致的密封接头,并进行气密性检验(如气压试验)。
- 接头保温:焊接并检验合格后,需对工作钢管的裸露部分进行现场发泡保温。使用与预制管相同性能的聚氨酯原料,采用专用模具进行现场灌注发泡,确保填充密实,保温性能与预制段一致,并做好密封防水。
- 回填与警示:
- 细土回填:管道两侧及上方应先回填细砂或过筛细土,厚度不低于管顶150mm,人工夯实,避免损伤管道。
- 分层回填:以上部分可分层回填原土,每层厚度200-300mm,夯实。
- 设置警示带:在管顶上方约300-500mm处,平行敷设醒目的警示带,标明“热力管道”等信息,以防后续开挖施工造成破坏。
- 系统压力试验与调试:
- 管道全部安装、回填完成后(接头处可留出待检),需对整个系统进行强度试验和严密性试验,试验压力应符合设计及规范要求。
- 合格后方可进行系统冲洗和最终调试运行。
三、 应用领域与发展趋势
聚氨酯埋地保温管不仅广泛应用于城市集中供热管网、区域能源站输配管线,也常见于石油、化工等行业的工业保温管道,以及温泉、太阳能热水输送等领域。
随着技术的发展,其产品与施工工艺也在不断革新:
- 智能化监测:在保温层内预置渗漏报警线,实时监测管道运行状态,一旦外护管破损进水可及时报警,实现预防性维护。
- 绿色环保:开发生物基或环保型聚氨酯发泡剂,降低全球变暖潜能值(GWP)。
- 高性能材料:研发更高强度、更耐高温的HDPE外护管材料,以及耐高温型聚氨酯泡沫,以适应更高参数的热网需求。
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聚氨酯埋地保温管的科学选材与规范施工,是构建可靠、高效、长寿地脉供暖系统的基石。严格遵守施工规范,把控每一个细节,尤其是管道连接与接头处理的质量,才能最大化发挥其技术优势,为城市的热能动脉保驾护航,实现节能减排的长期目标。