預(yù)制保溫管產(chǎn)品面臨的技術(shù)

1 、  如何正確 評(píng) 估 聚氨酯泡沫塑料預(yù)制直埋保溫管熱( 老 化) 壽命（L ） 及 計(jì)算連續(xù)運(yùn)行 溫度
（CCOT ） 值
以往對(duì)直埋管道使用的聚氨酯泡沫塑料耐熱性能的評(píng)定方法存在相當(dāng)?shù)钠嫘耘c材料
實(shí)際使用工況和技術(shù)要求相差較遠(yuǎn)，很難得到科學(xué)全面的評(píng)價(jià)結(jié)果。
(1) “烘箱法”脫離了直埋管道的實(shí)際運(yùn)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(qiáng)度變化率的技術(shù)要求,但評(píng)價(jià)出的性能指標(biāo)與實(shí)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(xué)合理地給出聚氨酯泡沫材料在直埋管道在實(shí)際運(yùn)行條件下的預(yù)期使
用壽命;
(3)直埋管道長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行條件下的較高使用溫度，利用“烘箱法”也是無(wú)法確定的。
以上問(wèn)題在 EN 253:2003 標(biāo)準(zhǔn)的條文和附錄中均給出了較為詳細(xì)的測(cè)試評(píng)定方法，該標(biāo)
準(zhǔn)自 2003 年頒布以來(lái)，在正確評(píng)估聚氨酯泡沫塑料預(yù)制直埋保溫管熱(老化)壽命（L）及直
埋管道長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行條件下的較高使用溫度方面起到了積極有效的促進(jìn)作用2 、  聚氨酯泡沫塑料預(yù)制保溫管抗蠕變性能
預(yù)制保溫管受土壤和地面機(jī)械負(fù)荷以及輸送介質(zhì)熱負(fù)荷的長(zhǎng)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(zhǎng)期高溫
條件下，材料質(zhì)量變差，熱化學(xué)性能降低，導(dǎo)致泡沫結(jié)構(gòu)逐漸變脆，粘結(jié)性變差；加上機(jī)械
負(fù)荷壓力，在連續(xù)負(fù)荷作用下的抗緩慢機(jī)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(xué)性能和熱機(jī)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(duì)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(jī)械性能和熱化學(xué)性能，交聯(lián)密度高，形成的高聚物網(wǎng)絡(luò)程度顯著?；?br />者說(shuō)，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(xì)密的氣泡體，并具有較高的活化能，以保
證材料老化過(guò)程中其耐熱性不會(huì)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(dá)到平衡，選擇活性大的催化
體系可以制得泡孔徑細(xì)、色白的泡沫結(jié)構(gòu)，尺寸穩(wěn)定性也相對(duì)提高。
泡沫穩(wěn)定劑在發(fā)泡體系中對(duì)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(xì)的泡孔又會(huì)提高泡沫結(jié)構(gòu)的硬度，增強(qiáng)其機(jī)械強(qiáng)度和耐溫性。
因此，預(yù)制保溫管聚氨酯泡沫的蠕變測(cè)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(fù)荷
作用下的長(zhǎng)期耐熱性能和表征機(jī)械強(qiáng)度的尺寸穩(wěn)定性。等效于歐洲標(biāo)準(zhǔn) EN253:1994 的我國(guó)
‘高密度聚乙烯外護(hù)管聚氨酯泡沫塑料預(yù)制直埋保溫管’行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) CJ/T114-2000 尚未列入這
一試驗(yàn)項(xiàng)目。但歐標(biāo) EN253：2003 版本已規(guī)定蠕變性能的測(cè)試。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試樣尺寸為
60.3/125 mm（工作鋼管外徑/護(hù)管外徑），長(zhǎng)度 100 mm，兩端分別有 50 mm 長(zhǎng)的防護(hù)隔熱段。
保持工作鋼管 140±2℃恒溫達(dá)到 1 周后，在護(hù)管外殼徑向施加恒定負(fù)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(hù)管外頂端沿作用力的方向?qū)崟r(shí)測(cè)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(hù)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(cè)定 100 h 和 1000 h 時(shí)的徑向位移
量△S 100 和△S 1000 ，取其平均值，在△S ～ h （位移 ～ 時(shí)間）對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖上標(biāo)出△S 100 和△S 1000點(diǎn)，連接兩點(diǎn)間直線，并延伸至 30 年（262800 h）的交點(diǎn)，得 30 年時(shí)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(guò)這一 EN253標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)項(xiàng)目的檢測(cè)，有些產(chǎn)品就不能滿足這項(xiàng)性能指標(biāo)的要求.