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PERT-II型預(yù)制直埋保溫管在城鎮(zhèn)供熱工程中的應(yīng)用

高密度聚乙烯外護(hù)管聚氨酯發(fā)泡預(yù)制直埋保溫復(fù)合塑料（簡稱PERT-II型預(yù)制直埋保溫管），由高密度聚乙烯外護(hù)管、聚氨酯泡沫塑料保溫層和工作管緊密結(jié)合而成。

a、外護(hù)管：PERT—II型預(yù)制直埋管外層采用高密度聚乙烯外護(hù)管；

b、保溫層：采用硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料。保溫層材料為密度60kg／m3的硬質(zhì)聚氨酯泡沫，充分添滿PERT—II型管與套管之間的間隙，并具有一定的粘接強(qiáng)度，使耐熱聚乙烯（PERT—II)管材、外護(hù)管及保溫層三者之間形成一個(gè)牢固的整體。聚氨酯直埋保溫管泡沫具有良好的機(jī)械性能和絕熱性能，通常情況下可耐溫120℃通過改性或與其它隔熱材料組合可耐溫180℃。

c、工作管：PERT-II型預(yù)制直埋保溫管采用耐熱聚乙烯（PERT-II)管。

PERT-II型預(yù)制直埋保溫管又稱“PERT-II保溫復(fù)合塑料管”，是由高密度聚乙烯外保護(hù)層、聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑管和耐熱聚乙烯（PERT-II)管材組成。PERT-II預(yù)制直埋保溫管具有優(yōu)良的性能被用于城鎮(zhèn)集中供熱二次管網(wǎng)管道系統(tǒng)，其外保護(hù)層、保溫層、工作管三部分，外保護(hù)層材料為高密度聚乙烯；保溫層采用硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料；PE-RT II工作管采用II型耐熱聚乙烯（PE-RT II)管道原料 耐低、高溫達(dá)-40至110°C，PE-RT II工作管能長期輸送95°以下熱水且具有耐腐蝕、使用壽命長達(dá)50年、保溫效果好，分子連接安全客戶、施工方便等特點(diǎn)。自2011年起在我國北方的天津、山東、河南、吉林、河北、內(nèi)蒙古等幾十個(gè)城市小區(qū)熱力管網(wǎng)改造工程、新建工程的試用，試點(diǎn)案例非常成功的，符合國家“十.三五”規(guī)劃“新材料、新能源”現(xiàn)已廣泛被推廣 ，于2015年11月23日發(fā)布了CJ/T480-2015《PERT-II預(yù)制直埋保溫管》國家標(biāo)準(zhǔn) 。

PERT國標(biāo)制定時(shí)參考了ISO的《冷熱水用耐熱聚乙烯（PERT）管道系統(tǒng)》等標(biāo)準(zhǔn)和奧地利國家標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)部分，并考慮了國內(nèi)的生產(chǎn)實(shí)際情況和技術(shù)能力，因此具有一定的性。新標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，對(duì)于行業(yè)的質(zhì)量要求和健康發(fā)展有積極作用。

近年來，我國PERT管道在建筑內(nèi)冷熱水管道領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展很快，原材料也有了進(jìn)一步的發(fā)展。2002年，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《冷熱水用耐熱聚乙烯（PERT）管道系統(tǒng)》發(fā)布，但是由于當(dāng)時(shí)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)參照的是德國標(biāo)準(zhǔn)《耐熱聚乙烯（PERT）管道——一般質(zhì)量要求》和《耐熱聚乙烯(PERT)管道——尺寸》，這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都是基于I型PERT材料的性能指標(biāo)編制的。隨著材料的發(fā)展，II型PERT材料的性能指標(biāo)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一代材料，標(biāo)準(zhǔn)ISO22391《冷熱水用耐熱聚乙烯（PERT）管道系統(tǒng)》也已經(jīng)完成修訂更新，增加了II型PERT管道的要求。

PERT-II型預(yù)制直埋保溫管在城鎮(zhèn)供熱工程中的應(yīng)用

保溫復(fù)合塑料管按工作管所用材料可分為：

a) PPR保溫復(fù)合塑料管，代號(hào)為PUPPR；

b) PVC-C 保溫復(fù)合塑料管，代號(hào)為PUPVC；

c) PERT-II保溫復(fù)合塑料管，代號(hào)為PUPE；

d) PB保溫復(fù)合塑料管，代號(hào)為PUPB。

1、保溫性能好，熱損失僅為傳統(tǒng)保溫管材的25%，長期運(yùn)行可節(jié)約大量能源，顯著降低能源成本。 

2、具有很強(qiáng)的防水和耐腐蝕能力，無需敷設(shè)管溝，可直接埋入地下或水中，施工簡便快捷，綜合造價(jià)低。 

3、在低溫條件下也具有良好的耐腐蝕和耐沖擊性能，可直接埋入凍土層。

4、使用壽命可達(dá)30年以上，正確的安裝和使用管網(wǎng)維修費(fèi)用極低。

外護(hù)管材料應(yīng)符合GB/T29047的規(guī)定。

保層材料應(yīng)采用聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料，其性能應(yīng)符合GB/T29047的規(guī)定。

工作管：

PPR工作管原材料應(yīng)符合GB/T18742.1的規(guī)定。

PVCC工作管原材料應(yīng)符合GB/T18993.1的規(guī)定。

PERT-II工作管原材料應(yīng)符合GB/T28799.1的規(guī)定。

PB工作管原材料應(yīng)符合GB/T19473.1的規(guī)定。

1）衛(wèi)生性能

生活熱水輸送用管材的衛(wèi)生性能應(yīng)符合GB/T17219的規(guī)定。

2）保溫復(fù)合塑料管

a.外觀：保溫復(fù)合管外觀應(yīng)清潔，可視面不應(yīng)有影響其性能的構(gòu)槽、裂紋、凹陷、雜質(zhì)、顏色不均等缺陷。

b.管端垂直度：保溫復(fù)合塑料管管端的外護(hù)管宜與聚氨酯泡沫塑料保溫層齊平，且應(yīng)與工作管的軸線垂直，角度誤差應(yīng)小平2.5°。

c.擠壓變形及劃痕：保溫層受擠壓變形時(shí)，徑向變形量不應(yīng)大于設(shè)計(jì)保溫層厚度的15%。外護(hù)管劃痕深度不應(yīng)大于外護(hù)管較小壁厚的10%，且應(yīng)不大于1mm。

d.管端預(yù)留段長度及偏差：工作管兩端留出的無保溫預(yù)留段長度應(yīng)滿足保溫復(fù)合塑料管連接的要求，兩端預(yù)留長度之差應(yīng)不大于20mm。

e.管端泡沫脫層：保溫層應(yīng)與工作管及外護(hù)管緊密粘接，管段泡沫脫層徑向尺寸應(yīng)不大于2mm，沿軸向的深度不應(yīng)超過70mm，環(huán)向累計(jì)長度不應(yīng)大于圓周長的1/3。

3）外護(hù)管表面溫度

在運(yùn)行工況下外護(hù)管表面的溫度應(yīng)小于50℃。

4）外護(hù)管外徑增大率

保溫復(fù)合塑料管發(fā)泡前后，外護(hù)管任一位置同一截面的外徑增大率應(yīng)不大于2%。

5）較大軸線偏心距

當(dāng)外護(hù)管外徑不大于160mm時(shí)，軸線偏心距應(yīng)不大于3.0mm;當(dāng)外護(hù)管外徑大于160mm時(shí)，軸線偏心距應(yīng)不大于4.5mm。

6)軸向剪切強(qiáng)度

在23℃條件下，保溫復(fù)合塑料管的軸向剪切強(qiáng)度應(yīng)不于0.09MPa。

7）環(huán)剛度

保溫復(fù)合塑料在環(huán)剛度應(yīng)不小于4KN/㎡。

8）抗沖擊性

在-20°條件下，用3.0kg的落錘從2m高處落下對(duì)外護(hù)管進(jìn)行沖擊，外護(hù)管不應(yīng)有可見裂紋。

9）柔韌性

適用于外護(hù)管公稱外徑不大于50mm的PUPE、PUPB保溫復(fù)合塑料管。當(dāng)外護(hù)管較小彎曲半徑不大于外護(hù)管公稱外徑的30倍時(shí)，保溫層與外護(hù)管不應(yīng)破裂，外護(hù)管的不圓度應(yīng)不大于30%，與外護(hù)管連接部位的保溫層裂紋寬度應(yīng)不大于5mm。

10) 蠕變性能

蠕變比率應(yīng)不于5。

聚氨酯保溫直埋管的優(yōu)點(diǎn)：

1.降低工程造價(jià)。據(jù)有關(guān)部門測算，雙管制供熱管道，一般情況下可以降低工程造價(jià)的25%(采用玻璃鋼做保護(hù)層)和10%(采用高密度聚乙烯做保護(hù)層)左右。

2.熱損耗低，節(jié)約能源。由于直埋管采用聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料進(jìn)行保溫，其導(dǎo)熱系數(shù)為：λ=0．013—0．03kcal/m·h·oC，比其他過去常用的管道保溫材料低得多，保溫效果提高4~9倍。再有其吸水率很低，約為0．2kg/m2。吸水率低的原因是由于聚氨酯泡沫的閉孔率高達(dá)92%左右。低導(dǎo)熱系數(shù)和低吸水率，加上保溫層和外面防水性能好的高密度聚乙烯或玻璃鋼保護(hù)殼，改變了傳統(tǒng)地溝敷設(shè)供熱管道“穿濕棉襖”的狀況，大大減少了供熱管道的整體熱損耗，熱網(wǎng)熱損失為2%，小于10%的標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.防腐，絕緣性能好，使用壽命長。直埋保溫管由于聚氨酯硬質(zhì)泡沫保溫層緊密地粘結(jié)工作管，隔絕了空氣和水的滲入，能起到良好的防腐作用。同時(shí)它的發(fā)泡孔都是閉合的，吸水性很小。高密度聚乙烯外殼、玻璃鋼外殼均具有良好的防腐、絕緣和機(jī)械性能。因此，工作管很難受到外界空氣和水的侵蝕。只要管道內(nèi)部水質(zhì)處理好，據(jù)國外資料介紹，聚氨酯保溫管道的使用壽命可達(dá)50年以上，比傳統(tǒng)的地溝敷設(shè)、架空敷設(shè)使用壽命高3~4倍。

4.占地少，施工快，有利環(huán)境保護(hù)。直埋供熱管道不需要砌筑龐大的地溝，只需將保溫管埋人地下，因此大大減少了工程占地，減少土方開挖量約50%以上，減少土建砌筑和混凝土量90%。同時(shí)，保溫管加工和現(xiàn)場挖溝平行進(jìn)行，只需現(xiàn)場接頭，可以縮短工期約50%以上。

5.國外生產(chǎn)聚氨酯保溫預(yù)制管，均設(shè)有滲漏報(bào)警線，一旦管道某處發(fā)生滲漏，通過報(bào)警線的傳導(dǎo)，便可在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(yùn)行。國內(nèi)生產(chǎn)的保溫管目前末設(shè)滲漏報(bào)警線，有待補(bǔ)上這一空白。

總之，聚氨酯保溫直埋管不僅具有傳統(tǒng)地溝和架空敷設(shè)管道*的技術(shù)、實(shí)用性能，而且還具有顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，也是供熱節(jié)能的有力措施。采用直埋供熱管道技術(shù)，標(biāo)志著我國供熱管道技術(shù)發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入了新的起點(diǎn)。隨著這項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)一步完善和發(fā)展，供熱管道直埋取代地溝和架空勢(shì)在必行。

施工注意事項(xiàng)

由于直埋供熱技術(shù)在我國起步較晚，以上3個(gè)條件尚需不斷完善。從工程實(shí)踐中出現(xiàn)的質(zhì)量問題來看，應(yīng)在設(shè)計(jì)和施工中特別注意以下幾個(gè)問題：

一、在設(shè)計(jì)和施工中，一定要真正理解供熱管道直埋敷設(shè)方式分為有補(bǔ)償直埋敷設(shè)及無補(bǔ)償直埋敷設(shè)兩種方式，確實(shí)掌握兩種方式各自的工作原理，特點(diǎn)及其應(yīng)用場合，以便在設(shè)計(jì)上合理選用，施工上安全、可靠、經(jīng)濟(jì)。

1．首先要掌握概念：有補(bǔ)償直埋敷設(shè)方式，是通過管線自然補(bǔ)償和補(bǔ)償器(如方形和波紋管補(bǔ)償器)來解決管道熱伸長量的，從而使熱應(yīng)力為較小；無補(bǔ)償直埋敷設(shè)，簡單地說就是管道在受熱時(shí)沒有任何補(bǔ)償措施，而是靠管材本身強(qiáng)度來吸收熱應(yīng)力。

2．無補(bǔ)償敷設(shè)方式的基本原理：在安裝管道時(shí)，首先給管道加熱到一定溫度，然后將管道焊接固定，當(dāng)管道恢復(fù)到安裝溫度時(shí)(溫度降低)，管道預(yù)先承受了一定的拉應(yīng)力。當(dāng)管道通熱工作時(shí)，隨著溫度的升高，管道應(yīng)力為零，當(dāng)繼續(xù)升溫時(shí)，管道的壓應(yīng)力增加，當(dāng)溫度升到工作溫度時(shí)，管道的壓應(yīng)力(熱應(yīng)力)仍小于許用應(yīng)力。這樣，管道可以不用補(bǔ)償裝置而正常工作了。這種無補(bǔ)償方式應(yīng)用第四強(qiáng)度理論，施工時(shí)需要對(duì)管道預(yù)熱，施工比較麻煩，但國內(nèi)外已有大量工程實(shí)踐，理論計(jì)算可靠，能確保安全。另一種無補(bǔ)償方式是近幾年由我國北京煤氣熱力設(shè)計(jì)院提出的計(jì)算方法和應(yīng)力分類采用安定性分析，應(yīng)用第三強(qiáng)度理論。這種方式充分發(fā)揮鋼材塑性潛力，施工方便，無需預(yù)熱。

3．兩種敷設(shè)埋設(shè)深度考慮不同因素。

一是當(dāng)確定采用有補(bǔ)償直埋敷設(shè)方式時(shí)，埋設(shè)深度只考慮由于地面荷載的作用不會(huì)破壞管道的穩(wěn)定便可，從經(jīng)濟(jì)、施工方便等方面考慮。當(dāng)采用有補(bǔ)償直埋敷設(shè)方式時(shí)，盡量淺埋，一般覆土厚度大于0．6米即可，且與管徑大小無關(guān)。

二是當(dāng)采用無補(bǔ)償直埋敷設(shè)方式時(shí)，埋設(shè)深度要考慮管道的穩(wěn)定要求，穩(wěn)定性主要與覆土厚度有關(guān)，一般比有補(bǔ)償埋得深，當(dāng)采用不預(yù)熱的無補(bǔ)償直埋敷設(shè)管道時(shí)，較小覆土深度應(yīng)按《城市熱網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(CJJ34—90)第7．2．15條執(zhí)行，覆土厚度應(yīng)與管徑大小成正比。

4．設(shè)計(jì)中究竟采用無補(bǔ)償敷設(shè)還是有補(bǔ)償敷設(shè)方式，原則是直管道較長，中間分支較少，供熱介質(zhì)不超過100℃時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用無補(bǔ)償敷設(shè)方式，否則，應(yīng)考慮有補(bǔ)償敷設(shè)方式。具體的熱網(wǎng)主干線應(yīng)采用無補(bǔ)償敷設(shè)方式，而分支庭院管網(wǎng)則應(yīng)采用有補(bǔ)償敷設(shè)方式，但目前有的設(shè)計(jì)者偏愛有補(bǔ)償敷設(shè)，應(yīng)提倡優(yōu)化設(shè)計(jì)。

二、施工前必須對(duì)生產(chǎn)預(yù)制聚氨酯保溫直埋管的廠家進(jìn)行調(diào)研，進(jìn)場后認(rèn)真進(jìn)行檢驗(yàn)，對(duì)不合格的保溫管拒絕使用。

三、在直埋管道施工中，焊接是一項(xiàng)保證工程質(zhì)量的關(guān)鍵工作。

1．必須是取得合格證書的焊工，方可在合格證書準(zhǔn)許的范圍內(nèi)施焊，沒有合格證書的焊工不能參加焊接施工。

2．焊接管接頭時(shí)，應(yīng)做好工作坑，且應(yīng)注意接頭打坡口及接頭焊接質(zhì)量。

四、固定支架，各種井室的施工質(zhì)量直接影響工程質(zhì)量和管道的使用壽命，如井室防水不好，將使部件因浸水遭到破壞。因此，應(yīng)認(rèn)真施工，確保施工質(zhì)量。

五、必須重視直埋管管道的打壓，在滿足打壓條件下，首行灌水排凈空氣，然后分兩步做：

1．強(qiáng)度試驗(yàn)：把管道內(nèi)的壓力升至工作壓力的1．5倍后，在穩(wěn)壓10分內(nèi)無滲漏。

2．嚴(yán)密性試驗(yàn)：把管內(nèi)的壓力降至工作壓力時(shí)，用1kg的小錘在焊縫周圍對(duì)焊縫逐個(gè)進(jìn)行敲打檢查，在30分鐘無滲漏且壓力降不超過0.2個(gè)大氣壓即為合格。

3．應(yīng)按規(guī)范要求做好試壓記錄。

六、現(xiàn)場接頭保溫施工。這一項(xiàng)內(nèi)容是直埋管道施工*的，施工質(zhì)量好壞直接影響使用壽命，必須引起足夠重視。保溫管現(xiàn)場接頭保溫須在試壓合格后方可進(jìn)行，保溫層有現(xiàn)場發(fā)泡施工和保溫瓦施工兩種方法，不管采用哪種方法施工，都不能出現(xiàn)環(huán)形空間，開裂、脫層等缺陷，保護(hù)層的做法有多種(如高密度聚乙烯和玻璃鋼保護(hù)層)，但都必須保證接頭的整體性，嚴(yán)密性，防水性。

七、回填土應(yīng)在管道試壓，接頭，竣工測量，清掃完畢后方可進(jìn)行，且必須按直埋管施工特點(diǎn)回填規(guī)定厚度砂子，千萬不可偷工減料。