硬质聚氨酯泡沫塑料是一种绝热防腐高分子合成材料，用作防腐保温保冷层，它导热系数低、密度小、强度高、吸水性小、绝热、绝缘、隔音效果好、化学稳定性能好，作为一种绝热材料，广泛应用于石油、化工、运输、建筑、日常生活等领域，如输油和辅热水管道、油库、贮罐、冷库、空调、冰箱、集中供热供汽管道等设施的保温保冷。有数据显示，用硬质聚氨酯泡沫塑料保温的管道比传统的管道可减少热损失35％，节约了大量能源，减少了维修费用。另外，它还具有优良的防水防腐性脂，可直接埋入地下或水中，使用寿命可达20～30年以上，使用温度-190～120℃。

保温管是绝热管道的简称，保温管用于液体、气体及其他介质的输送，在石油、化工、航天、军事、集中供热热、*空调、市政等管道的绝热保温工程。

保温管的分类

钢套钢复合保温管

钢套钢复合保温管保温结构依据滑动方式不同可分为两大类：

1、内滑动式：保温结构由工作钢管、硅酸铝、减阻层、微孔硅酸钙、隔热层、不锈钢紧固钢带、铝箔反射层、聚氨酯保温层、外套钢管、外防腐层组成。内滑动型保温钢管是由输送介质的钢管+复合硅酸盐或微孔硅酸钙+硬质聚氨酯泡沫塑料+外套钢管+玻璃钢壳防腐保护层结构构成。各种管件节点保温处理技术成熟，质量可靠。

2、外滑动式：保温结构由工作钢管、玻璃棉保温隔热层、铝箔反射层、不锈钢紧固钢带、滑动导向支架、空气保温层、外护钢管、外防腐层组成。

聚氨酯保温管

聚氨酯保温管从里到外分三层结构：

  保温管

*层：工作钢管层

根据设计和客户的要求一般选用无缝钢管、螺旋钢管和直缝钢管。钢管表面经过*的抛丸除锈工艺处理后，钢管除锈等级可达GB8923-1988标准中的Sa2级，表面粗糙度可达GB6060.5-88标准中R=12.5微米。

第二层：聚氨酯保温层：

用高压发泡机在钢管与外护层之间形成的空腔中一次性注入硬质聚氨酯泡沫塑料原液而成，即俗称的“管中管发泡”。

第三层：高密度聚乙烯保护层：

预制成一定壁厚的黑色或黄色聚乙烯塑料管材。其作用一是保护聚氨酯保温层免遭机械硬物破坏，二是防腐、防水。[1]

保温管性能及相关指标

保温管的结构

高温预制直埋保温管主要由四部分组成。

（1）工作钢管：根据输送介质的技术要求分别采用有缝钢管、无缝钢管、双面埋弧螺旋焊接钢管。

（2）保温层：采用硬质聚氨酯泡沫塑料。

（3）保护壳：采用高密度聚乙烯或玻璃钢。

（4）渗漏报警线：制造高温预制直埋保温管时，在靠近钢管的保温层中，埋设有报警线，一旦管道某处发生渗漏，通过警报线的传导，便可在检测仪表上报警并显示出漏水的准确位置和渗漏程度的大小，以便通知检修人员迅速处理漏水的管段，保证热网安全运行。

保温管的特点

高温预制直埋保温管-优势特点

1 具有很强的耐腐蚀和防水能力，综合造价低

据有关部门测算，双管制供热管道，一般情况下可以降低工程造价的25%（采用玻璃钢做保护层）和10%（采用高密度聚乙烯做保护层）左右。

2 热损耗低，节约能源。 热损耗仅为传统管材的25%

直埋保温管 导热系数 0.022kcal/m.h.℃ 憎水率 0.03kg/cm³

3 使用寿命长

正确的安装和使用可使管网寿命达到30-50年，而且维护费用极低。

4 占地少 施工快 有利于环境保护

能减少土方开挖量50%以上 减少土建砌筑和混凝土量90%

保温管技术指标

技术性能

单位

技术

　　（3）交联剂N-403乙二胺聚醚。化学名尔四（聚乙—羟丙基）乙二胺。其质量指标如下。

外观淡黄色至棕色透明黏稠液体水分/％≤0.2

羟值（KOH）/mg·g-1770±35  

　　此交联剂可代替部分有机胺催化剂，又可代替其他羟基聚醚。它有增进分子结构交联，改进泡沫固化速度，减少泡沫塑料脆性的作用。

　　（4）阻火剂TCER。是β-三氯乙基磷酸酯，其质量指标如下；

外观无色至黄色透明液体酸值（KOH）/mg·g-1≤1.0

相对密度（15～20）1.410～1.430水分/％≤0.3

　　此阻火剂溶于醇、酮，酯、芳烃、氯仿以及*，不溶于脂肪族烃。由于分子中含磷、氯，阻燃作用较显著。主要作为添加型阻燃剂，除增加塑料具有自熄性外，还有增塑性、耐水、耐候、耐寒性。施工时还可降低黏度，便于施工。

　　（5）多异氰酸酯PAPIR-NCO。其质量指标如下。

酸值/％<0.3-NCO含量/％>29

水解氯含量/％<0.5黏度（25）/mPa·s<1000

　　多异氰酸酯PAPIR—NCO可延缓塑料反应胶凝时间和发泡时间，有利于一步法泡沫模制。对提高塑料的耐热性、强皮、耐湿性有很大好处。

　　（6）硅油。是一种表面活性剂，也是一种发泡稳定剂。它是一种有机硅大分子化合物，在组分中仗几种物质均匀互混，作为亲水的聚酯和疏水的异氰酸酯、氟碳化合物的乳化剂；其次是稳定发泡，在发泡过程中降低泡沫表面张力，控制泡孔大小，防止胶凝时微孔合并，起到控制微孔大小的作用。

　　（7）催化剂。三乙醇胺是一种控制聚氨酯分子交联速度和气体生成速度的化合物。

　　生产硬质泡沫塑料通常选用锡盐与叔胺类例如二月桂酸二丁基锡，它们的作用是促进塑料迅速胶凝或泡沫固化。

　　（8）发泡剂。分为水或物理发泡剂、氟碳化台物发泡剂。作为聚合物膨胀发泡，充入泡沫微孔以降低导热系数。常用的氟碳化合物为F-11、F-113。

3．硬质聚氨酯泡沫塑料配方

　　（1）胶液配方表5—3～表5-7介绍了几个单位用的硬质聚氨酯泡沫塑料配方。

表5-3 重庆长风化工厂胶液配方

组分原料名称质量比施工温度

AⅢ型聚醚

乙二胺聚醚

三氯三氟乙烷P-113

β-三氯乙基磷酸酯TCEP

三乙醇胺

二月桂酸二丁基锡

204硅油48～50

15～17

18～20

13～15

1～2.6

0.2～0.5

1.5～2施工温度

31～41℃

表面温度

45℃左右

B聚苯基甲基多导氰酸酯PAPI106.5～117.1 

表5-4 大庆油田科研设计院胶液配方

组分原料名称质量比生产厂家

A甘油聚醚

硅油

二月桂酸二丁基锡

三乙烯二胺

多缩丙二醇

F-11100

3.45

0.09

0.75

1.45

30南京塑料厂

通过电晕处理,使高密度聚乙烯内表面的表面张力达到50dyn/cm,有效电晕面积大于75%。

*的高压聚氨酯泡沫发泡机：

通过的HENNECK高压发泡机,化学原料可以高压混合,形成高品质的聚氨酯保温层,保证聚氨酯泡沫与钢管之间,以及与高密度聚乙烯之间的粘接强度,从而形成三位一体的管道保温结构。

CAESAR II 管道设计 

从美国引进了原版CAESAR II 管道设计软件,该软件以有限元为基础,广泛应用于集中供热,供冷,石油天然气,LNG以及化工等领域,可以准确模拟各种工况下的管道应力,应变变化状态。大城县荣邦防腐保温材料有限公司设计工程师可以应用该软件为用户进行管道系统的应力验算,帮助用户优化管道系统,解决管网设计中的实际问题,协助客户建设安全,高效,节能,经济的绝热管网系统。

发泡聚氨酯由双组分组成，甲组分为多元醇，乙组分为异氰酸酯，施工时两组分进入喷涂机械中混合喷出，呈雾状，一分钟发泡凝固成型。这种材料近几年才引进，用于建筑保温防水经过二、三年的使用，有较多的了解，优点很多，使用范围很广。

1.保温性能好。导热系数0. 025左右，比聚苯板还好，是目前建筑保温较好的材料。

2.防水性能好。泡沫孔是封闭的，封闭率达95% ,雨水不会从孔间渗过去。

3.因现场喷涂，形成整体防水层，没有接缝，任何高分子卷材所不及，减少维修工作量。

4.粘结性能好。能够和木材、金属、砖石、玻璃等材料粘结得非常牢固，不怕大风揭起。

5.用于新作屋面或旧屋面维修都很适宜特别是旧屋面返修，不必铲除原有的防水层和保温层，只需清除表面的灰、砂杂物，即可喷涂。

6.施工简便速度快。每日每工可喷200多平米，有利于抢进度。

7.收头构造简单。喷涂发泡聚氨酯收头，不用特别处理，大为简化。如使用卷材，在女儿墙处，需留凹槽，收头在凹槽内;若不能留凹槽，需用扁铁封钉收头，还要涂嵌缝膏。

8.经济效益好。如果把保温层和防水层分开，不仅造价高，而且工期长，而发泡聚氨酯一次成活。

9.耐老化好。据国外已用工程总结和研究测试获知，耐老化年限可达30年之久。