預制保溫管產(chǎn)品面臨的技術(shù)

1 、  如何正確 評 估 聚氨酯泡沫塑料預制直埋保溫管熱( 老 化) 壽命（L ） 及 計算連續(xù)運行 溫度
（CCOT ） 值
以往對直埋管道使用的聚氨酯泡沫塑料耐熱性能的評定方法存在相當?shù)钠嫘耘c材料
實際使用工況和技術(shù)要求相差較遠，很難得到科學全面的評價結(jié)果。
(1) “烘箱法”脫離了直埋管道的實際運行狀態(tài),雖然也給出了不同溫度下尺寸變化率,質(zhì)量變
化率,強度變化率的技術(shù)要求,但評價出的性能指標與實際情況不符，出入較大，不能作為用
戶判定和選用材料的依據(jù);
(2) “烘箱法”不能科學合理地給出聚氨酯泡沫材料在直埋管道在實際運行條件下的預期使
用壽命;
(3)直埋管道長期連續(xù)運行條件下的較高使用溫度，利用“烘箱法”也是無法確定的。
以上問題在 EN 253:2003 標準的條文和附錄中均給出了較為詳細的測試評定方法，該標
準自 2003 年頒布以來，在正確評估聚氨酯泡沫塑料預制直埋保溫管熱(老化)壽命（L）及直
埋管道長期連續(xù)運行條件下的較高使用溫度方面起到了積極有效的促進作用2 、  聚氨酯泡沫塑料預制保溫管抗蠕變性能
預制保溫管受土壤和地面機械負荷以及輸送介質(zhì)熱負荷的長期作用，聚氨酯硬質(zhì)
泡沫結(jié)構(gòu)失去穩(wěn)定性、產(chǎn)生變形，這種現(xiàn)象謂之蠕變。蠕變的產(chǎn)生是聚氨酯泡沫在長期高溫
條件下，材料質(zhì)量變差，熱化學性能降低，導致泡沫結(jié)構(gòu)逐漸變脆，粘結(jié)性變差；加上機械
負荷壓力，在連續(xù)負荷作用下的抗緩慢機械變形的能力下降，不能保持尺寸穩(wěn)定性，從而造
成體積變化率增大，出現(xiàn)顯著變形。
影響聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料熱化學性能和熱機械性能的因素，應(yīng)是參與聚合反應(yīng)的聚醚或
聚酯多元醇、異氰酸酯以及發(fā)泡劑、催化劑、穩(wěn)定劑等助劑的品質(zhì)及其配比。
首先，異氰酸酯的相對含量、多元醇的官能度及羥基值決定的交聯(lián)密度就直接影響聚氨
酯硬質(zhì)泡沫塑料的熱機械性能和熱化學性能，交聯(lián)密度高，形成的高聚物網(wǎng)絡(luò)程度顯著。或
者說，異氰酸指數(shù)的增加，產(chǎn)生泡沫的異氰脲酸酯環(huán)含量提高，泡沫制品在高溫下的硬度和
尺寸穩(wěn)定性提高。
發(fā)泡劑在聚氨酯發(fā)泡體系中應(yīng)能生成均勻、細密的氣泡體，并具有較高的活化能，以保
證材料老化過程中其耐熱性不會退化，增加材料的使用壽命。
催化劑不僅應(yīng)具有較高的反應(yīng)特性，而且可以使反應(yīng)速度達到平衡，選擇活性大的催化
體系可以制得泡孔徑細、色白的泡沫結(jié)構(gòu)，尺寸穩(wěn)定性也相對提高。
泡沫穩(wěn)定劑在發(fā)泡體系中對泡孔結(jié)構(gòu)及其物理性能也具有很大影響，不僅直接影響泡沫
的閉孔率與制品的保溫性能，穩(wěn)定劑的乳化性能還可使泡沫調(diào)制成穩(wěn)定不分層的均相體系，
而均細的泡孔又會提高泡沫結(jié)構(gòu)的硬度，增強其機械強度和耐溫性。
因此，預制保溫管聚氨酯泡沫的蠕變測試，就是要考核直埋聚氨酯保溫管道的泡沫結(jié)構(gòu)，在外負荷
作用下的長期耐熱性能和表征機械強度的尺寸穩(wěn)定性。等效于歐洲標準 EN253:1994 的我國
‘高密度聚乙烯外護管聚氨酯泡沫塑料預制直埋保溫管’行業(yè)標準 CJ/T114-2000 尚未列入這
一試驗項目。但歐標 EN253：2003 版本已規(guī)定蠕變性能的測試。標準規(guī)定的試樣尺寸為
60.3/125 mm（工作鋼管外徑/護管外徑），長度 100 mm，兩端分別有 50 mm 長的防護隔熱段。
保持工作鋼管 140±2℃恒溫達到 1 周后，在護管外殼徑向施加恒定負載 0.25 MPa，即施加
1.5±0.01 kN 作用力；繼續(xù)保持工作鋼管恒溫，從護管外頂端沿作用力的方向?qū)崟r測定保溫
結(jié)構(gòu)的徑向位移。把工作鋼管加熱 1 周后、施加作用力之前瞬間，護管頂端的位置定為徑向
位移的初始零值。要求在同一管道上截取三段試樣，分別測定 100 h 和 1000 h 時的徑向位移
量△S 100 和△S 1000 ，取其平均值，在△S ～ h （位移 ～ 時間）對數(shù)坐標圖上標出△S 100 和△S 1000點，連接兩點間直線，并延伸至 30 年（262800 h）的交點，得 30 年時的位移量△S 30y 。要求△S 100  ≤ 2.5 mm；△S 30y  ≤ 20 mm 為合格產(chǎn)品。目前，一些企業(yè)的管道產(chǎn)品已經(jīng)過這一 EN253標準試驗項目的檢測，有些產(chǎn)品就不能滿足這項性能指標的要求.